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負(fù)反饋對放大電路性能的改善

發(fā)布時間:2023-10-03
一、提高閉環(huán)增益的穩(wěn)定性 放大器的增益會因環(huán)境的各種因素而發(fā)生變化,加了負(fù)反饋后會抑制這種變化,使其增益穩(wěn)定。假定信號在中頻段,且反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻,故放大倍數(shù)和反饋系數(shù)都是實數(shù)。所以增益函數(shù)表達(dá)式為:,微分得,。兩邊同除af后得。
該式表明:放大器引入了負(fù)反饋后,其增益的相對變化量daf/af是無反饋時的1/(1+af)。說明負(fù)反饋越深,放大倍數(shù)的穩(wěn)定性越好。
二、改善放大器的非線性失真
非線性失真由器件的非線性特性引起。假定輸入信號為正弦,經(jīng)放大后產(chǎn)生了不對稱的輸出波形,即產(chǎn)生了失真了。
非線性失真的定量分析:由于非線性失真是信號大了之后引起,所以假定失真由末級引起,如圖所示:
開環(huán)時:,。
閉環(huán)后:輸出信號降低了,并為,。式子表明,有用信號和失真信號部分都下降為開環(huán)時的 。比較反饋效果應(yīng)該在同一輸出幅度下才有意義,所以應(yīng)加大使其反饋后的輸出電壓和反饋前的相等。增大后,上式變?yōu)椋骸J阶颖砻?,?fù)反饋后,可以加大有用的輸入信號,使損失部分得以補嘗,而負(fù)反饋將失真部分的信號得到了抑制。這里必須注意:信號本身的非線性,負(fù)反饋將無能為力。
三、抑制放大電路內(nèi)部的溫漂,噪聲及干擾
如果噪聲、干擾來自電路內(nèi)部時,負(fù)反饋能起到抑制作用,這時只要加大有用信號,以提高信噪比(s/n)。如果噪聲、干擾混在有用信號中或來自電路外部,則負(fù)反饋無能為力。只能用屏蔽、隔離、濾波或消除干擾源等手段加以剔除。
四、展擴放大器的通頻帶
假定反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻,f為實數(shù),且放大電路在低頻段和高頻段都只有一個轉(zhuǎn)折頻率(極點頻率)。因此,高低頻段頻率特性的復(fù)數(shù)表達(dá)式分別為, 高頻段:,低頻段:
加了負(fù)反饋后的高頻段頻率特性:
,
加了負(fù)反饋后的低頻段頻率特性:
其中,,可見放大器引入負(fù)反饋后,上限頻率升高了,下限頻率降低了,因而使放大器的通頻帶擴展了,下圖是負(fù)反饋使通頻帶展寬的波特圖。
五、負(fù)反饋對輸出電阻的影響
1. 電壓反饋使輸出電阻減少。 電壓串聯(lián)假定反饋電路中信號單向化傳輸,取樣電路不取電流并無壓降;
2. 電流反饋使輸出電阻增加。
六、負(fù)反饋對輸入電阻的影響
串聯(lián)反饋輸入電阻增加,;并聯(lián)反饋輸入電阻減少,無反饋時,加了負(fù)反饋后,。輸入電流增加了,輸入電阻下降了,且為。
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