2022-2023学年高二物理竞赛课件：负反馈减小非线性失真的讨论

负反馈减小非线性失真的讨论 负反馈减小非线性失真的讨论 应注意评价负反馈作用结果时输入信号幅度的变化 注意：非线性失真的减小只限于反馈环内放大电路产生的非线性失真，如果输入信号波形本身就有失真，负反馈是无济于事的 第二节：负反馈对放大电路性能的改善 负反馈展宽频带(一) 负反馈能够展宽频带的原因 设基本放大电路为单极点直接耦合放大电路： 增益带宽积： 第二节：负反馈对放大电路性能的改善 负反馈展宽频带(二) 每种类型的负反馈放大电路所展宽的亦是各自闭环增益的频率。除了电压串联负反馈能够展宽电压增益的频带外，其它三种类型的负反馈放大电路能否展宽电压增益的频带还和其它条件有关 引入负反馈使上限截止频率扩展到无反馈时的 倍这一结论只有在基本放大电路有一个极点时才是正确的 第二节：负反馈对放大电路性能的改善 注意：负反馈改变放大器特性原因 物理实质是加负反馈后，放大器的有效输入信号不同于原输入信号，即是说，负反馈使放大器输入回路的信号传输关系发生了变化。在忽略反馈采样元件副作用的条件下，从放大器的有效输入信号输入端到输出端，放大器本身未发生任何变化 由于放大器加负反馈后改变了输入回路的信号传输关系，因此在任何情况下都不能使放大器的有效输入信号过大 第二节：负反馈对放大电路性能的改善 放大电路中引入负反馈的一般原则 为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路的动态性能，应引入交流负反馈 根据信号源的性质决定输入端的连接方式 根据负载对放大电路输出量的要求决定输出端的取样方式 在需要进行信号变换时，可根据四种不同组态负反馈电路的功能选择与之相适应的组态 第二节：负反馈对放大电路性能的改善 多级放大电路的级间反馈起主导作用 综述 第三节：负反馈放大电路的分析方法 负反馈放大电路的分析包括定性分析和定量计算两个方面 定性分析，主要是读懂电路图，确定反馈网络，判断反馈的极性与类型等 定量分析就是计算反馈放大电路的主要性能指标，如闭环增益、输入电阻、输出电阻等 等效电路法 等效电路法不考虑反馈的类型和极性，直接画出电路的交流等效电路，列出电压电流方程，再用一般的电路计算方法求解出反馈放大电路的性能指标 从原则上讲，这种方法对于任何复杂的反馈放大电路都能求出“精确”的结果。但是电路复杂时计算工作量很大，手工计算将是十分困难的，需要借助计算机辅助分析工具进行 第三节：负反馈放大电路的分析方法 方框图法 方框图法的过程 优点：可显示出电路性能与反馈量的关系，物理概念清楚 关键在于如何将反馈放大电路正确地分解成基本放大电路和反馈网络两部分 进行分解时，必须考虑反馈网络的负载效应，以使分解前后基本放大电路输入端和输出端的负载状态保持不变 是一种工程上的近似计算方法 第三节：负反馈放大电路的分析方法 深度负反馈条件下的近似计算 利用以上两式，可以快速方便地估算出闭环增益，并进而算出电压增益 不足之处在于，在大多数情况下不能定量地估算出电路的输入电阻、输出电阻等 注意左式只有在电压串联负反馈时才代表电压放大倍数 第三节：负反馈放大电路的分析方法 虚短路与虚开路 可以近似认为： 信号源提供的电压等于反馈电压，而将基本放大器的有效输入电压忽略不计，这就叫放大器输入端虚短路 在深负反馈条件下： 信号源提供的电流等于反馈电流，而将基本放大器的有效输入电流忽略不计，这就叫放大器输入端虚开路 第三节：负反馈放大电路的分析方法 关于虚短路与虚开路的说明 虚短路并非真正的短路，虚开路也并非真正的开路。能够认为是虚短路、虚开路的原因在于这样做之后所导致的相对误差小于工程上的容许值 与真正短路、开路截然不同的是虚短路与虚开路是同时存在的 第三节：负反馈放大电路的分析方法 1 2 $