



下載本文檔
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、一、負(fù)反饋可提高增益的穩(wěn)定性 在放大電路中引入負(fù)反饋,雖然會(huì)導(dǎo)致閉環(huán)增益的下降,但能使放大電路的許多性能得到改善。例如,可以提高增益的穩(wěn)定性,擴(kuò)展通頻帶,減小非線性失真,改變輸入電阻和輸出電阻等。下面將分別加以討論。 放大電路的增益可能由于元器件參數(shù)的變化、環(huán)境溫度的變化、電源電壓的變化、負(fù)載大小的變化等因素的影響而不穩(wěn)定,引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋后,可提高閉環(huán)增益的穩(wěn)定性。 當(dāng)放大電路中引入深度交流負(fù)反饋時(shí), ,即閉環(huán)增益幾乎僅決定于反饋網(wǎng)絡(luò)。反饋網(wǎng)絡(luò)通常由性能比較穩(wěn)定的無源線性元件(如R、C 等)組成,因而閉環(huán)增益是比較穩(wěn)定的。一般情況下,為了從數(shù)量上說明增益的穩(wěn)定程度,常用有、無反饋時(shí)增益的相對(duì)
2、變化量的大小來衡量。用和 分別表示開環(huán)和閉環(huán)增益的相對(duì)變化量,此時(shí)用正實(shí)數(shù)A和F分別表示和的模,則閉環(huán)增的表達(dá)式變?yōu)?對(duì)上式求導(dǎo)數(shù)得 (1) (2) 將等式(2)兩邊分別除以 ,則得相對(duì)變化量形式,即 (3) 由式(3)可見,加入負(fù)反饋后,閉環(huán)增益的相對(duì)變化量為開環(huán)增益相對(duì)變化量的,即閉環(huán)增益的相對(duì)穩(wěn)定度提高了,愈大,即反饋越深,越小,閉環(huán)增益的穩(wěn)定性越好。 二、負(fù)反饋可擴(kuò)大通頻帶 負(fù)反饋具有穩(wěn)定閉環(huán)增益的作用,即引入負(fù)反饋后,由各種原因,包括信號(hào)頻率的變化引起的增益的變化都將減小。 為使分析簡(jiǎn)單,設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)由純電阻構(gòu)成,而且基本放大電路在高頻段和低頻段各僅有一個(gè)拐點(diǎn),其高頻增益的表達(dá)式為 式
3、中 為開環(huán)中頻增益, 為開環(huán)上限頻率。 引入負(fù)反饋后,高頻段閉環(huán)增益的表達(dá)式為 分子、分母同除以1+ ,得 式中 為中頻區(qū)閉環(huán)增益, 為閉環(huán)上取勝頻率。 同理,可求出閉環(huán)下限頻率為 由上述結(jié)果可見,引入負(fù)反饋后,中頻閉環(huán)增益下降為 ,上限頻率擴(kuò)展為 ,即通頻帶擴(kuò)展到無反饋時(shí)的 倍。 如果基本放大電路有多個(gè)拐點(diǎn),且反饋網(wǎng)絡(luò)又不是純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí),問題就比較復(fù)雜了,但是通頻帶展寬的趨勢(shì)不變。 三、負(fù)反饋可減小非線性失真 三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等有源器件具有非線性的特性,因而由它們組成的基本放大電路的電壓傳輸特性也是非線性的,如圖1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。 圖1
4、 引入負(fù)反饋后,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)反饋條件下, ,若反饋網(wǎng)絡(luò)由純電阻構(gòu)成,則閉環(huán)電壓傳輸特性曲線在很寬的范圍內(nèi)接近于直線,如圖1 中的曲線2所示,輸出電壓的非線性失 真會(huì)明顯減小。 需要說明的是,加入負(fù)反饋后,若輸入信號(hào)的大小保持不變,由于閉環(huán)增益降至開環(huán)增益的 ,基本放大電路的凈輸入信號(hào)輸出信號(hào)也降至開環(huán)時(shí)的 ,顯然,三極管等器件的工作范圍變小了,其非線性失真也相應(yīng)地減小了。為了去除工作范圍變小對(duì)輸出波形失真的影響,以說明非線性失真的減小是由負(fù)反饋?zhàn)饔玫慕Y(jié)果,必須保證閉環(huán)和開環(huán)兩種情況下,有源器件的工作范圍相同(輸出波形的幅度相同),因此,應(yīng)
5、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1中的A、B兩點(diǎn)。另外,負(fù)反饋只能減小反饋環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真,如果輸入信號(hào)本身就存在失真,負(fù)反饋則無能為力。 四、負(fù)反饋能抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲和干擾 對(duì)放大電路來說,噪聲或干擾是有害的,下面介紹負(fù)反饋能抑制噪聲的原理。設(shè)在圖1(a)中,增益為的放大電路的輸入端,存在輸入信號(hào)和噪聲或干擾電壓。此時(shí)電路的信噪比為 圖1 為了提高電路的信噪比,在圖1(a)的基礎(chǔ)上,另外增加一增益為 的前置級(jí),并認(rèn)為該級(jí)為無噪聲的,然后對(duì)此整體電路加一反饋系數(shù)為 的反饋網(wǎng)絡(luò),如圖(b)所示。由此可得反饋系統(tǒng)輸出電壓的表達(dá)式為 于是可得新的信噪比為 它比原有的信噪比提高了 倍。
6、必須注意的是,無噪聲放大電路在實(shí)踐中是很難做到的,但可使它的噪聲盡可能小,如精選器件、調(diào)整參數(shù),改進(jìn)工藝等。 例如,一臺(tái)擴(kuò)音機(jī)的功率輸出級(jí)常有交流哼聲,來源于電源的50Hz的干擾。其前置級(jí)或電壓放大級(jí)由穩(wěn)定的直流電源供電,噪聲或干擾較小,當(dāng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的后面幾級(jí)外加一負(fù)反饋環(huán)時(shí),對(duì)改善系統(tǒng)的信噪比具有明顯的效果。 若噪聲或干擾來自反饋環(huán)外,則加負(fù)反饋也無濟(jì)無事。 - 一般而言,噪聲電壓vn的頻譜分布很廣,嚴(yán)格地說,用 來表示是不妥的,這里只是說明負(fù)反饋能抑制噪聲并提高信噪比的原理。 五、負(fù)反饋對(duì)放大電路輸入電阻的影響 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響取決于反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路在輸入回路的連接方式,而與輸
7、出回路中反饋的取樣方式無直接關(guān)系(取樣方式只改變的具體含義)。因此,分析負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響時(shí),只需畫出輸入回路的連接方式,如圖1所示。其中Ri是基本放大電路的輸入電阻(開環(huán)輸入電阻),Rif是負(fù)反饋放大電路的輸入電阻(閉環(huán)輸入電阻)。 圖1 1串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大 與開環(huán)時(shí)相比,在串聯(lián)負(fù)反饋放大電路中,由 于反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中進(jìn)行串聯(lián)比較,結(jié)果使基本放大電路的凈 輸入信號(hào)下降,輸入電流較之開環(huán)時(shí)為小,故閉環(huán)輸入電阻比開環(huán)輸入電阻Ri高。反饋越深,Rif增加得越多。由圖1(a)可知,開環(huán)輸入電阻為 有負(fù)反饋時(shí)的閉環(huán)輸入電阻為 而 所以 由此可知,引入串聯(lián)負(fù)反饋后,輸入電阻Ri
8、f是開環(huán)輸入電阻Ri的(1+)倍。 應(yīng)當(dāng)指出,在某些負(fù)反饋放大電路中,有些電阻并不在反饋環(huán)內(nèi),如共射電路中的基極電阻Rb,反饋對(duì)它并不產(chǎn)生影響。這類電路的方框圖如圖1(b)所示,可以看出 而整個(gè)電路的輸入電阻 因此,更確切地說,引入串聯(lián)負(fù)反饋,使引入反饋的支路的等效電阻增大到基本放大電路輸入電阻的(1+)倍。但不管哪種情況,引入串聯(lián)負(fù)反饋都將使輸入電阻增大。 2并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小 由圖1(c)可見,在并聯(lián)負(fù)反饋放大電路中,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路的輸入電阻并聯(lián),因此閉環(huán)輸入電阻Rif小于開環(huán)輸入電阻Ri。由于 , 而 所以 此式表明,引入并聯(lián)負(fù)反饋后,閉環(huán)輸入電阻是開環(huán)輸入電阻的1/(1+
9、)倍。 六、負(fù)反饋對(duì)放大電路輸出電阻的影響 負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響取決于反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出回路的取樣方式,與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入回路的連接方式無直接關(guān)系(輸入連接方式只改變的具體含義)。因?yàn)槿訉?duì)象就是穩(wěn)定對(duì)象。因此,分析負(fù)反饋對(duì)放大電路輸出電阻的影響,只要看它是穩(wěn)定輸出信號(hào)電壓還是穩(wěn)定輸出信號(hào)電流。 1電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小 電壓負(fù)反饋取樣于輸出電壓,又能維持輸出電壓穩(wěn)定,就是說,輸入信號(hào)一定時(shí),電壓負(fù)反饋放大電路的輸出趨于一恒壓源,其輸出電阻很小??梢宰C明,有電壓負(fù)反饋時(shí)的閉環(huán)輸出電阻為無反饋時(shí)開環(huán)輸出電阻的1/(1+)。反饋愈深,Rof愈小。 2電流負(fù)反饋使輸出電阻增加 電流負(fù) 反饋取樣
10、于輸出電流,能維持輸出電流穩(wěn)定,就是說,輸入信號(hào)一定時(shí),電流負(fù)反饋放大電路的輸出趨于一恒流源,其輸出電阻很大。可以證明,有電流負(fù)反饋時(shí)的閉環(huán)輸出電阻為無反饋時(shí)開環(huán)輸出電阻的(1+)倍。反饋愈深,Rof愈大。 七、引入負(fù)反饋的一般原則 由以上分析可以知道,負(fù)反饋之所以能夠改善放大電路多方面的性能,歸根結(jié)底是由于將電路的輸出量( 或 )引回到輸入端與輸入量( 或)進(jìn)行比較,從而隨時(shí)對(duì)凈輸入量( 或 )及輸出量進(jìn)行調(diào)整。前面研究過的增益恒定性的提高、非線性失真的減小、抑制噪聲、擴(kuò)展通頻帶以及對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響,均可用 自動(dòng)調(diào)整作用來解釋。反饋愈深,即 愈大時(shí),這種調(diào)整作用愈強(qiáng),對(duì)放大電路性能
11、的改善愈為有益。另外 ,負(fù)反饋的類型不同,對(duì)放大電路所產(chǎn)生的影響也不同。 工程中往往要求根據(jù)實(shí)際需要在放大電路中引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋,以提高電路或電子系統(tǒng)的性能。引入負(fù)反饋的一般原則為: 1. 為了穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn),應(yīng)引入直流負(fù)反饋;為了改善放大電路的動(dòng)態(tài)性能,應(yīng)引入交流負(fù)反饋(在中頻段的極性)。 2. 信號(hào)源內(nèi)阻較小或要求提高放大電路的輸入電阻時(shí),應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋;信號(hào)源內(nèi)阻較大或要求降低輸入電阻時(shí),應(yīng)引入并聯(lián)系反饋。 3. 根據(jù)負(fù)載對(duì)放大電路輸出電量或輸出電阻的要求決定是引入電壓還是電流負(fù)反饋。若負(fù)載要求提供穩(wěn)定的信號(hào)電壓或輸出電阻要小,則應(yīng)引入電壓負(fù)反饋;若負(fù)載要求提供穩(wěn)定的信號(hào)電流或輸出電阻要大,則應(yīng)引入電流負(fù)反饋。 4. 在需要進(jìn)行信號(hào)變換時(shí),應(yīng)根據(jù)四種類型的負(fù)反饋放大電路的功能選擇合適的組態(tài)。例如,要求實(shí)現(xiàn)電流電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換時(shí),應(yīng)在放大電路中引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋等。 這里介紹的只是一
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 廣東陽(yáng)江小升初數(shù)學(xué)試卷
- ??谥袑W(xué)七升八數(shù)學(xué)試卷
- 廣州天河中考數(shù)學(xué)試卷
- 醫(yī)院藥房管理課件
- 健康管理師送課件
- 2025年中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)+電火鍋市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局分析及投資方向研究報(bào)告
- 2025年中國(guó)云母電容器行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查研究及發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告
- 2025年中國(guó)臨時(shí)租用收費(fèi)系統(tǒng)行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展前景及發(fā)展趨勢(shì)與投資戰(zhàn)略研究報(bào)告
- 單位工程開工報(bào)告模板
- 2025年中國(guó)封裝測(cè)試行業(yè)市場(chǎng)全景評(píng)估及發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃報(bào)告
- 護(hù)理事業(yè)十五五發(fā)展規(guī)劃(2026-2030)
- 林下中藥材種植項(xiàng)目可行性研究報(bào)告
- 上半年我國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)分析與公司應(yīng)對(duì)策略
- 小學(xué)語(yǔ)文人教五年級(jí)下冊(cè)(統(tǒng)編)第六單元-15、自相矛盾學(xué)歷案
- 建筑施工項(xiàng)目成本費(fèi)用分析手冊(cè)
- 電磁干擾及防護(hù)課件
- 中國(guó)教育學(xué)會(huì)會(huì)員申請(qǐng)表
- 黃大年式教師團(tuán)隊(duì)申報(bào)
- 新冀人版小學(xué)科學(xué)三年級(jí)下冊(cè)全冊(cè)教案(2022年春修訂)
- 工作場(chǎng)所空氣中有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)的采樣規(guī)范
- 國(guó)家開放大學(xué)電大《可編程控制器應(yīng)用》機(jī)考2套真題題庫(kù)及答案10
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論