电子科技大学光电信息学院模拟电路基础课件第七章 负反馈技术7.4.4.ppt

1 第7章  7.4 电压放大器（电压取样电压求和放大器） 7.4.2 实际模型 由于电路中没有源电阻和负载电阻，所以 [例7.7] 目的：计算含负反馈电路的差动放大器带射极跟随器电路的电压增益，输入阻抗和输出阻抗。 电路如图7.11（a）所示。假设BJT Q1和Q2的发射极电流 基本相等。试证明输出电压的直流分量为零， 并计算该差动放大器带射极跟随器电路的Af、Rin和Rout。 图7.11（a）含负反馈电路的差动放大器带射极跟随器的电路 解：由图7.11（a）可知，因为 所以 即电路的直流输出为零。所以， = 根据“串联开路，并联短路”的原则， 可得图7.11（a）的A电路如图7.11（b）所示。 图7.11（b） A电路 射极跟随器输入电阻为 = 式中 = = （1+100）× k 所以 =0.5250+（1+100）[（1+9）//2]=168.9k = =（1+100） 差放的输入电阻 =2（1//9+5.252）=12.3 k 信号源电阻为 k 由单端输入单端输出差动放大器的增益公式及射极跟随器电压增益近似为1可得 负反馈技术 7.4.1 理想模型 图7.6 电压取样电压求和负反馈放大器： (a)理想结构 (b)等效电路 vs vi vf vo vo Bvvo vs vo Rif Rof Avfvs 图7.6（a）与图7.1的结构基本一致，所以闭环增益为 图7.6（a）的等效模型如图7.6（b）所示，其中 和 分别是反馈放大器的输入和输出电阻。由图7.6（a）可得 即 （7.18） 由式（7.18）可知，电压求和负反馈增大输入电阻， 增大的倍数为反馈深度 输出电阻可以通过外施电压源求得： = 由式（7.19）可知，电压取样负反馈减小输出电阻， 减小的倍数为反馈深度的倒数 (7.19) 反馈网络不是理想的电压控制电压源。一般来说，反馈网络是无源的，所以它会成为基本放大器的负载，从而影响基本放大器的A、Ri和Ro。另外，源内阻和负载电阻也会影响这三个参数。 考虑到实际的反馈网络，我们要将实际的结构转化成理想 模型的形式， 即要找出A电路和B电路，然后应用7.4.1中的 结论可求得反馈放大器的Af、Rif和Rof。 考虑到电压源内阻Rs和负载电阻RL的电压取样电压 求和负反馈放大器的结构如图7.7（a）所示。 将源内阻Rs和负载电阻RL移进A电路。 图7.7(a) 实际的电压取样电压求和放大器方框图 Rif Rin Rs Rout Rof Vs Vo 基本 放大器 反馈 网络 反馈网络用双口网络的h参数来表示，如图7.7（b）所示。其中电流源h21I1表示反馈网络的前向传输。 图7.7(b) 图(a)中的反馈网络用h参数表示的方框图 Rs RL h11 h22 h12V2 h21I1 V2 I1 Vs Vo 基本 放大器 反馈网络 综上所述，反馈网络对基本放大器的负载效应通过 反馈网络的电阻h11和电导h22体现。 因此，可以去掉受控源h21I1。又将电阻h11和电导h22 分别移到A电路的输入端和输出端，得到图7.7（c）所示 的模型。 因为反馈网络一般是无源的，与基本放大器的前向传输下相比，反馈网络的前向传输可以忽略，即 若基本放大器是单向的，即|h12|基本放大器|h12|反馈网络，则图7.7（c）与理想模型等效。只不过A电路应该包括源内阻Rs、负载内阻RL、反馈网络的电阻h11和电导h22。 图7.7 (c) 图(b)中反馈网络忽略了h21的方框图 Rs RL h11 h22 h12Vo Vo Vo Vs Vi Vf 基本 放大器 反馈网络 A电路 B电路 根据h参数的定义， 是反馈网络端2短路时， 由端口1视入电阻，即 是反馈网络端口1开路时，由端口2视入的电导，即 当反馈网络端口2短路时或端口1开路时，反馈就消失了。 由电阻h11和电导h22的定义，以及电压取样电压求和负反馈结构，反馈网络对基本放大器的负载效应可以这样来计算： 从反馈网络一个端口视入的电阻或电导是在另一个端口短路或开路条件获得的，是短路还是开路以消除反馈为原则。即如果反馈网络与A电路在某端口并联，则短路该端口；如果反馈网络与A电路在某端口串联，则开路该端口。 “并联短路，串联开路” 下面我们求反馈系数。 由图7.7（c）可知，反馈系数为 为了测量BV，我们在反馈网络的端口2施加一个电压， 然后测量端口1的开路电压，后者与前者的比值即为反馈系数 Bv 。