電路基礎(chǔ)與模擬電子技術(shù)(李樹雄)第七章負反饋放大電路

第七章放大電路反響原理及其運用7.1反響的根本概念與分類反響在電子電路中運用極為廣泛。按照極性的不同，反響可分為負反響和正反響兩種類型，它們在電子電路中的作用不同。在一切適用的放大電路中都要適當(dāng)?shù)匾胴摲错?，用以改善放大電路的一些性能目的。正反響會呵斥放大電路的任?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反響放大電路的類型，然后引見負反響放大電路的分析方法以及負反響對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，并參與輸入信號的控制造用，叫做反響。負反響電路框圖比較——負反響根本放大電路反響網(wǎng)絡(luò)負反響和正反響反響信號和輸入信號疊加后使凈輸入信號幅度減小，為負反響反響信號和輸入信號疊加后使凈輸入信號幅度增大，為正反響判別反響極性的方法判別正、負反響的方法——瞬時變化極性法〔簡稱瞬時極性法〕。先假設(shè)輸入信號在某一瞬時的極性為正〔即相對于共同端而言有添加的趨勢〕，用〔+〕號標出，并設(shè)信號的頻率在中頻區(qū)，然后根據(jù)各種根本放大〔如共射、共集、差分放大電路及運算放大器等〕的輸出信號與輸入信號間的相位關(guān)系，從輸入到輸出一級一級地標出放大電路中各有關(guān)點的電位的瞬時極性，或有關(guān)支路的電流的瞬時流向，以確定從輸出回路到輸入回路的反響信號的瞬時極性，最后判別反響信號是減弱還是加強了凈輸入信號，假設(shè)是減弱，那么為負反響，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)負反響主反響是電流并聯(lián)負反響部分反響和主反響多級電路的末級向輸入級的輸入回路的反響，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。反響信號中只含有直流分量的稱為直流反響?；蛘哒f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。反響信號中只含有交流分量的稱為交流反響?；蛘哒f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)主要是研討交流負反響。在許多情況下，交、直流反響是兼而有之。分壓式電流負反響偏置放大電路I1I2IBRe只需直流負反響串聯(lián)反響和并聯(lián)反響根據(jù)反響信號與輸入信號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)反響信號與輸入信號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)反響信號與輸入信號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，這時反響信號是輸出電壓的一部分或全部，即反響信號與輸出電壓成正比〔〕，稱為電壓反響，另一種是電流取樣，這時反響信號是輸出電流的一部分或全部，即反響信號與輸出電流成正比〔〕，稱為電流反響，判別是電壓反響還是電流反響時，常用“輸出短路法〞：即假設(shè)負載短路〔RL=0〕，使輸出電壓Vo=0，看反響信號能否還存在，假設(shè)還存在那么闡明反響信號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交流負反響的根本組態(tài)根據(jù)交流負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)負反響電流串聯(lián)負反響電壓并聯(lián)負反響電流并聯(lián)負反響1、電壓串聯(lián)負反響uf具有穩(wěn)定輸出電壓的作用?！踩纾篟L添加時〕2、電流串聯(lián)負反響具有穩(wěn)定輸出電流的作用?！踩纾害绿砑訒r〕3、電壓并聯(lián)負反響Rf具有穩(wěn)定輸出電壓的作用。IfIbIi4、電流并聯(lián)負反響具有穩(wěn)定輸出電流的作用。值得留意：在采用串聯(lián)負反響時，由于是采用電壓疊加方式，為了反響作用的明顯，信號源內(nèi)阻越小越好〔采用電壓源〕。同樣在在采用并聯(lián)負反響時，由于是采用電流疊加方式，為了反響作用的明顯，信號源內(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負反響對放大器性能的影響7.3.1負反響使放大電路放大倍數(shù)下降1、閉環(huán)放大倍數(shù)的普通表達式負反響電路框圖比較——負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，＜，相當(dāng)負反響(2)當(dāng)＜1時，＞，相當(dāng)正反響(3)當(dāng)=0時，=∞，“自激形狀〞稱為反響深度反映反響對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)深度負反響時，即〔1＋AF〕>>1時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)輸入正弦信號的幅度較大時，輸出波形就會產(chǎn)生非線性失真。引入負反響后，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明顯減小。另外，負反響只能減小反響環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真，假設(shè)輸入信號本身就存在失真，負反響那么無能為力。同時必需保證閉環(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)時的輸入信號幅度加至開環(huán)時的倍，如圖中的A、B兩點。另外，負反響只能減小反響環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真，假設(shè)輸入信號本身就存在失真，負反響那么無能為力。4、擴展了通頻帶；改善了低頻和高頻的特性。5、對輸入電阻的影響(1)串聯(lián)負反響?zhàn)伿箁if添加僅與輸入反響類型有關(guān)電壓比較方式(2)并饋負反響使rif減小電流比