電路基礎(chǔ)與模擬電子技術(shù)(李樹雄)第七章負(fù)反饋放大電路

第七章放大電路反響原理及其運(yùn)用7.1反響的根本概念與分類反響在電子電路中運(yùn)用極為廣泛。按照極性的不同，反響可分為負(fù)反響和正反響兩種類型，它們?cè)陔娮与娐分械淖饔貌煌Ｔ谝磺羞m用的放大電路中都要適當(dāng)?shù)匾胴?fù)反響，用以改善放大電路的一些性能目的。正反響會(huì)呵斥放大電路的任務(wù)不穩(wěn)定，但在波形產(chǎn)生〔即振蕩〕電路中那么要引入正反響，以滿足自激振蕩的件。本節(jié)首先引見反響的根本概念及負(fù)反響放大電路的類型，然后引見負(fù)反響放大電路的分析方法以及負(fù)反響對(duì)放大電路性能的影響。反響極性與反響方式將放大電路輸出回路中的某物理量〔電壓或電流〕經(jīng)過(guò)一定的反響網(wǎng)絡(luò)引回到放大電路的輸入回路，并參與輸入信號(hào)的控制造用，叫做反響。負(fù)反響電路框圖比較——負(fù)反響根本放大電路反響網(wǎng)絡(luò)負(fù)反響和正反響反響信號(hào)和輸入信號(hào)疊加后使凈輸入信號(hào)幅度減小，為負(fù)反響反響信號(hào)和輸入信號(hào)疊加后使凈輸入信號(hào)幅度增大，為正反響判別反響極性的方法判別正、負(fù)反響的方法——瞬時(shí)變化極性法〔簡(jiǎn)稱瞬時(shí)極性法〕。先假設(shè)輸入信號(hào)在某一瞬時(shí)的極性為正〔即相對(duì)于共同端而言有添加的趨勢(shì)〕，用〔+〕號(hào)標(biāo)出，并設(shè)信號(hào)的頻率在中頻區(qū)，然后根據(jù)各種根本放大〔如共射、共集、差分放大電路及運(yùn)算放大器等〕的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)間的相位關(guān)系，從輸入到輸出一級(jí)一級(jí)地標(biāo)出放大電路中各有關(guān)點(diǎn)的電位的瞬時(shí)極性，或有關(guān)支路的電流的瞬時(shí)流向，以確定從輸出回路到輸入回路的反響信號(hào)的瞬時(shí)極性，最后判別反響信號(hào)是減弱還是加強(qiáng)了凈輸入信號(hào)，假設(shè)是減弱，那么為負(fù)反響，反之,那么為正反響。分立元件放大電路反響極性的判別主反響是電壓串聯(lián)負(fù)反響主反響是電流并聯(lián)負(fù)反響部分反響和主反響多級(jí)電路的末級(jí)向輸入級(jí)的輸入回路的反響，構(gòu)成了反響環(huán)的主反響。直流反響和交流反響在放大電路中既含有直流分量，又含有交流分量，因此，必然有直流反響與交流反響之分。反響信號(hào)中只含有直流分量的稱為直流反響?；蛘哒f(shuō)存在于放大電路的直流通路中的反響網(wǎng)絡(luò)引入直流反響。直流反響影響電路的直流性能，如靜態(tài)任務(wù)點(diǎn)。反響信號(hào)中只含有交流分量的稱為交流反響?；蛘哒f(shuō)存在于交流通路中的反響網(wǎng)絡(luò)引入交流反響。交流反響影響電路的交流性能。本節(jié)主要是研討交流負(fù)反響。在許多情況下，交、直流反響是兼而有之。分壓式電流負(fù)反響偏置放大電路I1I2IBRe只需直流負(fù)反響串聯(lián)反響和并聯(lián)反響根據(jù)反響信號(hào)與輸入信號(hào)在放大電路輸入端聯(lián)接方式的不同，將反響分為串聯(lián)反響和并聯(lián)反響。假設(shè)反響信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中以電壓方式相比較，那么為串聯(lián)反響。

假設(shè)反響信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中以電流方式相比較，那么為并聯(lián)反響。

電壓反響和電流反響根據(jù)反響采樣對(duì)象的不同，可將反響分為電壓反響和電流反響。因此，在放大電路輸出端的取樣方式有兩種：一種是電壓取樣，這時(shí)反響信號(hào)是輸出電壓的一部分或全部，即反響信號(hào)與輸出電壓成正比〔〕，稱為電壓反響，另一種是電流取樣，這時(shí)反響信號(hào)是輸出電流的一部分或全部，即反響信號(hào)與輸出電流成正比〔〕，稱為電流反響，判別是電壓反響還是電流反響時(shí)，常用“輸出短路法〞：即假設(shè)負(fù)載短路〔RL=0〕，使輸出電壓Vo=0，看反響信號(hào)能否還存在，假設(shè)還存在那么闡明反響信號(hào)不是與輸出電壓成比例，而是和輸出電流成比例，是電流反響。7.2交流負(fù)反響的根本組態(tài)根據(jù)交流負(fù)反響在放大電路中的引入方式，可將它們歸納為四種根本組態(tài)，即：電壓串聯(lián)負(fù)反響電流串聯(lián)負(fù)反響電壓并聯(lián)負(fù)反響電流并聯(lián)負(fù)反響1、電壓串聯(lián)負(fù)反響uf具有穩(wěn)定輸出電壓的作用?！踩纾篟L添加時(shí)〕2、電流串聯(lián)負(fù)反響具有穩(wěn)定輸出電流的作用?！踩纾害绿砑訒r(shí)〕3、電壓并聯(lián)負(fù)反響Rf具有穩(wěn)定輸出電壓的作用。IfIbIi4、電流并聯(lián)負(fù)反響具有穩(wěn)定輸出電流的作用。值得留意：在采用串聯(lián)負(fù)反響時(shí)，由于是采用電壓疊加方式，為了反響作用的明顯，信號(hào)源內(nèi)阻越小越好〔采用電壓源〕。同樣在在采用并聯(lián)負(fù)反響時(shí)，由于是采用電流疊加方式，為了反響作用的明顯，信號(hào)源內(nèi)阻越大越好〔采用電流源〕。四種反響組態(tài)電路的方框圖電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)7.3負(fù)反響對(duì)放大器性能的影響7.3.1負(fù)反響使放大電路放大倍數(shù)下降1、閉環(huán)放大倍數(shù)的普通表達(dá)式負(fù)反響電路框圖比較——負(fù)反響根本放大電路反響網(wǎng)絡(luò)反響系數(shù)：開環(huán)放大倍數(shù)：閉環(huán)放大倍數(shù)：三種情況：(1)當(dāng)＞1時(shí)，＜，相當(dāng)負(fù)反響(2)當(dāng)＜1時(shí)，＞，相當(dāng)正反響(3)當(dāng)=0時(shí)，=∞，“自激形狀〞稱為反響深度反映反響對(duì)放大電路影響的程度是指放大電路和反響網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成環(huán)路的增益環(huán)路增益深度負(fù)反響：2、提高了閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)增益穩(wěn)定性比開環(huán)增益穩(wěn)定性提高到〔1＋AF〕倍當(dāng)深度負(fù)反響時(shí)，即〔1＋AF〕>>1時(shí)可見放大電路的閉環(huán)增益根本上等于反響網(wǎng)絡(luò)的反響系數(shù)F3、減小了非線性失真；三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等有源器件具有非線性的特性，因此由它們組成的根本放大電路的電壓傳輸特性也是非線性的，如圖中的曲線1所示。當(dāng)輸入正弦信號(hào)的幅度較大時(shí)，輸出波形就會(huì)產(chǎn)生非線性失真。引入負(fù)反響后，將使放大電路的閉環(huán)電壓傳輸特性曲線變平緩，線性范圍明顯展寬。在深度負(fù)反響條件下，假設(shè)反響網(wǎng)絡(luò)由純電阻構(gòu)成，那么閉環(huán)電壓傳輸特性曲線在很寬的范圍內(nèi)接近于直線，如圖中的曲線2所示，輸出電壓的非線性失真會(huì)明顯減小。另外，負(fù)反響只能減小反響環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真，假設(shè)輸入信號(hào)本身就存在失真，負(fù)反響那么無(wú)能為力。同時(shí)必需保證閉環(huán)和開環(huán)兩種情況下，有源器件的任務(wù)范圍一樣〔輸出波形的幅度一樣〕因此，應(yīng)使閉環(huán)時(shí)的輸入信號(hào)幅度加至開環(huán)時(shí)的倍，如圖中的A、B兩點(diǎn)。另外，負(fù)反響只能減小反響環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真，假設(shè)輸入信號(hào)本身就存在失真，負(fù)反響那么無(wú)能為力。4、擴(kuò)展了通頻帶；改善了低頻和高頻的特性。5、對(duì)輸入電阻的影響(1)串聯(lián)負(fù)反響?zhàn)伿箁if添加僅與輸入反響類型有關(guān)電壓比較方式(2)并饋負(fù)反響使rif減小電流比