负反馈放大电路原理

负反馈放大电路毕业论文

1.【负反馈对放大电路的影响要总结说明的

一、负反馈可提高增益的稳定性在放大电路中引入负反馈，虽然会导致闭环增益的下降，但能使放大电路的许多性能得到改善.例如，可以提高增益的稳定性，扩展通频带，减小非线性失真，改变输入电阻和输出电阻等.下面将分别加以讨论. 放大电路的增益可能由于元器件参数的变化、环境温度的变化、电源电压的变化、负载大小的变化等因素的影响而不稳定，引入适当的负反馈后，可提高闭环增益的稳定性.当放大电路中引入深度交流负反馈时，，即闭环增益几乎仅决定于反馈网络.反馈网络通常由性能比较稳定的无源线性元件（如R、C 等）组成，因而闭环增益是比较稳定的.一般情况下，为了从数量上说明增益的稳定程度，常用有、无反馈时增益的相对变化量的大小来衡量.用和分别表示开环和闭环增益的相对变化量，此时用正实数A和F分别表示和的模，则闭环增的表达式变为对上式求导数得（1） (2)将等式（2）两边分别除以，则得相对变化量形式，即（3）由式（3）可见，加入负反馈后，闭环增益的相对变化量为开环增益相对变化量的，即闭环增益的相对稳定度提高了，愈大，即反馈越深，越小，闭环增益的稳定性越好.二、负反馈可扩大通频带负反馈具有稳定闭环增益的作用，即引入负反馈后，由各种原因，包括信号频率的变化引起的增益的变化都将减小. 为使分析简单，设反馈网络由纯电阻构成，而且基本放大电路在高频段和低频段各仅有一个拐点，其高频增益的表达式为式中为开环中频增益，为开环上限频率.引入负反馈后，高频段闭环增益的表达式为分子、分母同除以1+ ，得式中为中频区闭环增益，为闭环上取胜频率.同理，可求出闭环下限频率为由上述结果可见，引入负反馈后，中频闭环增益下降为，上限频率扩展为，即通频带扩展到无反馈时的倍.如果基本放大电路有多个拐点，且反馈网络又不是纯电阻网络时，问题就比较复杂了，但是通频带展宽的趋势不变.三、负反馈可减小非线性失真三极管、场效应管等有源器件具有非线性的特性，因而由它们组成的基本放大电路的电压传输特性也是非线性的，如图1中的曲线1所示.当输入正弦信号的幅度较大时，输出波形就会产生非线性失真. 图1 引入负反馈后，将使放大电路的闭环电压传输特性曲线变平缓，线性范围明显展宽.在深度负反馈条件下，，若反馈网络由纯电阻构成，则闭环电压传输特性曲线在很宽的范围内接近于直线，如图1中的曲线2所示，输出电压的非线性失真会明显减小.需要说明的是，加入负反馈后，若输入信号的大小保持不变，由于闭环增益降至开环增益的，基本放大电路的净输入信号输出信号也降至开环时的，显然，三极管等器件的工作范围变小了，其非线性失真也相应地减小了.为了去除工作范围变小对输出波形失真的影响，以说明非线性失真的减小是由负反馈作用的结果，必须保证闭环和开环两种情况下，有源器件的工作范围相同（输出波形的幅度相同），因此，应使闭环时的输入信号幅度加至开环时的倍，如图1中的A、B两点.另外，负反馈只能减小反馈环内产生的非线性失真，如果输入信号本身就存在失真，负反馈则无能为力.四、负反馈能抑制反馈环内噪声和干扰对放大电路来说，噪声或干扰是有害的，下面介绍负反馈能抑制噪声的原理.设在图1(a)中，增益为的放大电路的输入端，存在输入信号和噪声或干扰电压①.此时电路的信-噪比为图1为了提高电路的信-噪比，在图1(a)的基础上，另外增加一增益为的前置级，并认为该级为无噪声的，然后对此整体电路加一反馈系数为的反馈网络，如图（b）所示.由此可得反馈系统输出电压的表达式为于是可得新的信噪比为它比原有的信-噪比提高了倍.必须注意的是，无噪声放大电路在实践中是很难做到的，但可使它的噪声尽可能小，如精选器件、调整参数，改进工艺等.例如，一台扩音机的功率输出级常有交流哼声，来源于电源的50Hz的干扰.其前置级或电压放大级由稳定的直流电源供电，噪声或干扰较小，当对整个系统的后面几级外加一负反馈环时，对改善系统的信噪比具有明显的效果.若噪声或干扰来自反馈环外，则加负反馈也无济无事.--------------------------------------------------------------------------------① 一般而言，噪声电压vn的频谱分布很广，严格地说，用来表示是不妥的，这里只是说明负反馈能抑制噪声并提高信噪比的原理.五、负反馈对放大电路输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响取决于反馈网络与基本放大电路在输入回路的连接方式，而与输出回路中反馈的取样方式无直接关系（取样方式只改变的具体含义）.因此，分析负反馈对输入电阻的影响时，只需画出输入回路的连接方式，如图1所示.其中Ri是基本放大电路的输入电阻（开环输入电阻），Rif是负反馈放大电路的输入电阻（闭环输入电阻）.图1 1.串联负反馈使输入电阻增大与开环时相比，在串联负反馈放大电路中，由于反馈信号与输入信号在输入回路中进行串联比较，结果使基本放大电路的净输入信号下降，输入电流较之开环时为小，故闭环输入电阻比开环输入电阻Ri高.反馈越深，Rif增加得越多.由图1(a)可知，开环输入电阻为有负反馈时的闭环输入电阻为而所以由此可知。