2022-2023学年高二物理竞赛课件：负反馈对放大器性能的影响

负反馈对放大器性能的影响 降低增益 负反馈对放大器性能的影响 反馈越深，电路增益越小。 由 得知： 注：当取源增益时，上式依然成立，即 减小增益灵敏度(或提高增益稳定性) 定义 由 得 (2)(5-1-4)得 (5-1-4) ----(2) F,反馈越深，增益灵敏度越小。 (5-2-1) (5-2-4) 改变输入、输出电阻 一、输入电阻 1、串联反馈 + - A kf Ri Rs vs + - + - vf vi + - vi ii xo 基放输入电阻 环路增益 反馈电路输入电阻： 引入串联反馈，F反馈越深，输入电阻越大。 结论 (5-2-5) 2、并联反馈 反馈电路输入电阻： 引入并联反馈，F反馈越深，输入电阻越小。 结论 A kf Ri Rs is if ii + - vi ii xo 基放输入电阻 环路增益 (5-2-6) 二、输出电阻 1、电压反馈 Ro ：考虑反馈网络负载效应后，基放输出电阻。 Ast ：负载开路时，基本放大器源增益。 令xs=0 i + - v 基放 Ro xf xs Ast xs 反馈网络 + - 由定义得Rof电路模型： 由图 得 引入电压反馈，F反馈越深，输出电阻越小，vo越稳定。 结论 基放 Ro xf xs Ast xs 反馈网络 + - RL xs vo + - (5-2-7) 2、电流反馈 Ro ：考虑反馈网络负载效应后，基放输出电阻。 Asn ：负载短路时，基本放大器源增益。 由定义得Rof电路模型： 由图 得 引入电流反馈，F反馈越深，输出电阻越大，io越稳定。 结论 基放 Ro xs xf xs io Asn xs RL 反馈网络 令xs=0 i + - v 基放 Ro xf xs Asn xs 反馈网络 (5-2-10) 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 在电路输出端 基本放大器引入负反馈的原则 若要求电路vo稳定或Ro小 应引入电压负反馈。 若要求电路io稳定或Ro大 应引入电流负反馈。 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 引交流负反馈 要稳定交流量—— 5.2.3 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。 (5-2-14) (5-2-15) 增益带宽积＝常数 5.2.3 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 5.2.4 二、减小非线性失真 基本放大器 vo vi vf vi 例：一基本放大器，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。 $