負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響
為了改善放大電路的某些性能指標(biāo)，達(dá)到某種預(yù)期的目的，常在放大電路中引入某種負(fù)反饋組態(tài)。放大電路一旦引入某種組態(tài)的負(fù)反饋，它的許多性能指標(biāo)都將被影響，影響的程度均與反饋深度 1+ A ˙ F ˙ 的大小有關(guān)。本節(jié)內(nèi)容重點(diǎn)在于掌握負(fù)反饋對(duì)放大電路各方面性能影響的結(jié)論。
結(jié)論1——負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)下降
| 1+ A ˙ F ˙ |>1 →負(fù)反饋→凈輸入信號(hào)減弱→ X ′ ˙ i < X ˙ i → | A ˙ f |<| A ˙ | 。即負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)下降。
閉環(huán)放大倍數(shù) A ˙ f = X ˙ o X ˙ i = A ˙ 1+ A ˙ F ˙ 在中頻區(qū)為表示為
A f = X o X i = A 1+AF
可見(jiàn), 閉環(huán)放大倍數(shù) A f 僅是開(kāi)環(huán)放大倍數(shù) A 的 1 1+AF 倍。
結(jié)論2——穩(wěn)定被取樣的輸出信號(hào)
電壓負(fù)反饋——穩(wěn)定輸出電壓 U o 。
以圖6.8所示的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路為例，當(dāng)某一因素使 U o 增大時(shí)，反饋過(guò)程如下：
可見(jiàn)， U o 的變化量大大減小，穩(wěn)定性大大提高。
電流負(fù)反饋——穩(wěn)定輸出電流 I o 。
以圖6.10所示的電流串聯(lián)負(fù)反饋電路為例，當(dāng)某一因素使 I o 增大時(shí)，則反饋過(guò)程：
可見(jiàn)， I o 的變化量大大減小，穩(wěn)定性大大提高。
結(jié)論3——放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高
對(duì) A f = A 1+AF 求導(dǎo)，整理后
d A f A f = 1 1+AF ⋅ dA A
無(wú)論何種原因引起放大倍數(shù)發(fā)生變化，均可以通過(guò)負(fù)反饋使放大倍數(shù)相對(duì)變化量減小，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了。
結(jié)論4——可以展寬通頻帶
放大電路的頻率響應(yīng)引起放大倍數(shù)下降，通過(guò)負(fù)反饋可以展寬通頻帶。
閉環(huán)放大倍數(shù) A f 是開(kāi)環(huán)放大倍數(shù) A 的 1 1+AF 倍，閉環(huán)放大電路的通頻帶 B W f 是開(kāi)環(huán)放大電路的通頻帶 BW 的( 1+AF )倍。增益帶寬積不變。
設(shè)開(kāi)環(huán)時(shí)放大電路在高頻段的放大倍數(shù)為：
A ˙ H = A ˙ m 1+j f f H
A ˙ m —— 開(kāi)環(huán)時(shí)中頻放大倍數(shù) f H —— 開(kāi)環(huán)時(shí)上限頻率
引入負(fù)反饋后的高頻放大倍數(shù)為： A ˙ Hf = A ˙ H 1+ A ˙ H F ˙ 整理后得
引入負(fù)反饋后的中頻放大倍數(shù)和上限頻率 A ˙ mf = A ˙ m 1+ A ˙ m F ˙ f Hf =(1+ A ˙ m F ˙ ) f H 。
開(kāi)環(huán)放大器的通頻帶 BW= f H
閉環(huán)放大器的通頻帶 B W f = f Hf =(1+ A ˙ m F ˙ ) f H
增益帶寬積不變。
結(jié)論5——改變輸入電阻和輸出電阻
☆輸入電阻的改變情況由輸入信號(hào)與反饋信號(hào)在輸入端的求和方式來(lái)決定。求和方式為電壓求和確定為串聯(lián)負(fù)反饋，求和方式為電流求和確定為并聯(lián)負(fù)反饋。
串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻提高;并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。
以圖6.13串聯(lián)反饋為例，開(kāi)環(huán)輸入電阻 r i = U ′ i I i
閉環(huán)輸入電阻 r if = U i I i = U ′ i + U f I i = U ′ i +AF U ′ i I i =(1+AF) r i
可見(jiàn)，串聯(lián)反饋使輸入電阻增加， r if =(1+AF) r if ;理想時(shí)， r if =∞ 。
同樣可以得出，并聯(lián)反饋使輸入電阻減小， r if = 1 1+AF r i ;理想時(shí)， r if =0 。
☆輸出電阻的改變情況由反饋信號(hào)在輸出端的采樣方式來(lái)決定。采樣為輸出電壓 U o 確定為電壓反饋，采樣為輸出電流 I o 確定為電流反饋。
電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小;電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。
電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，穩(wěn)壓特點(diǎn)說(shuō)明負(fù)反饋使輸出電阻減小;理想時(shí)， r of ≈0 。
電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流，穩(wěn)流特點(diǎn)說(shuō)明負(fù)反饋使輸出電阻增大;理想時(shí)， r of ≈∞ 。
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