2022-2023学年高二物理竞赛课件：改善基本放大器性能

改善基本放大器性能 在电路输出端 改善基本放大器性能 若要求稳定vo或Ro小 引入电压负反馈。 若要求稳定io或Ro大 引入电流负反馈。 在电路输入端 若要求Ri大或从信号源索取的电流小 引入串联负反馈。 若要求Ri小或从信号源索取的电流大 引入并联负反馈。 反馈效果与信号源内阻RS的关系 若电路采用RS较小的电压源激励 应引入串联负反馈 若电路采用RS较大的电流源激励 应引入并联负反馈 要稳定直流量——引直流负反馈。 要稳定交流量——引交流负反馈。 若用RS较小的电流源激励引入负反馈 则效果不好。 电流反馈，F反馈越深，输出电阻越大，恒流输出， io越稳定。 结论 令xs=0 i + - v 基放 Ro xf xs Asn xs 反馈网络 (5-2-16) 得 由图 (5-2-15) 由定义得Rof电路模型： 4、电流串联的Rof，同前电流并联。题5-11 四种类型负反馈放大器与P166四种类型放大器： 负反馈后，输入电阻和输出电阻更趋近理想值。 例： 电压串联，Ri增大，RO减小，更趋近理想的电压放大器。 电流并联，Ri减小，RO增大，更趋近理想的电流放大器。 反馈效果与RS关系的说明： 串联负反馈 采用电压源激励时，若RS0 则 由于vS恒定，则vf 的变化量全部有效引起(转化)为vi的变化量，此时反馈效果最强。 采用电流源激励时，若RS 由于iS恒定，vi固定不变，结果导致反馈作用消失。 +- A kf Ri Rs vs +- + - vf vi + - vi xo （电压源激励） is +- A kf Ri Rs +- vf vi + - vi xo （电流源激励） 则 恒定 最好为恒压源 if ii ii A kf Ri xo Rs vs + - vi +- （电压源激励） if ii ii A kf Ri xo is Rs （电流源激励） 并联负反馈 采用电压源激励时，若RS0 则 由于iS恒定，则if 的变化量全部转化为ii的变化量，此时反馈效果最强。 采用电流源激励时，若RS 由于vi固定不变，结果导致反馈作用消失。 则 恒定 最好为恒流源 一、减小频率失真（或扩展通频带） 负反馈降低了电路增益灵敏度，因此，放大器可在更宽的通频带范围内维持增益不变。 增益带宽积维持不变：单极点系统引入负反馈后，反馈越深，上限角频率越大、增益越小。 设基放为单极点系统： 则 若反馈网络反馈系数为： 则闭环系统： 其中： 注意：通频带的扩展是以降低增益为代价的。 (5-2-20) (5-2-21) 增益带宽积＝常数 5.2.4 失真和噪声 (5-2-19) 一、扩展通频带 开环幅频响应 上限频率扩展1+AF倍 下限频率降低1+AF倍 闭环幅频响应 证明： 已知 引入负反馈（F与f无关） 增益带宽积＝常数 二、减小非线性失真 基本放大器 vo vi vf vi 例：某基本放大器，输入正弦信号时，输出产生失真。 引入负反馈 反馈网络 注意：负反馈只能减小反馈环内的失真，若输入 信号本身产生失真，反馈电路无能为力。 vo失真减小。 5.2.4 失真和噪声 三、噪声性能不变 同减小非线性失真一样，引入负反馈可对反馈环内的噪声和干扰有抑制作用。 但注意：负反馈可减小噪声，也以同样的倍数减小有用信号，其信噪比不变。故负反馈放大器噪声性能不变。如考虑电阻的热噪声,则变差。 综上所述，负反馈对放大器性能影响主要为： 降低增益； 减小增益灵敏度（或提高增益稳定性）； 按需要改变电路输入、输出电阻； 减小频率失真（或扩展通频带）； 减小非线性失真； 噪声性能不变。 5.2.4 失真和噪声 例 判断图示电路反馈极性和反馈类型 分析：方法1：短路法。 设输出端交流短路， RE１上的反馈不存在 电压反馈。 串联反馈 设vi瞬时极性为 ○ + →则ve（即vf ）极性为 ○ + 因净输入电压 vbe= vi- vf < vi 负反馈。 结论：RE1引入电压串联负反馈。 分析2：定义法。 输入端交流短路,RE1上的反馈没消失，能加到输入端 输入端，电压相加减， Vo=0时，反馈仍存在。 Vi RL ↑ Io R - Vo + + - Vf + - Vi + Vd RL ↑ Io + - Vo R kf - 电流串联负 方法2：定义法。P287图5-1-2（方块图分析法） 分析：方法1：短路法。 $