负反馈对放大电路性能的影响.ppt

负反馈对放大电路性能的影响
提高增益的稳定性
减小非线性失真
展宽通频带
改变输入电阻和输出电阻
放大电路中引入负反馈的一般
原则
负反馈对放大电路性能的影响
在放大电路中引入负反馈后,放大电路的增益下降,但可使放大电路很多方面的性能得到改善,下面分析负反馈对放大电路主要性能的影响。
提高增益的稳定性
放大电路的增益可能由于元器件参数的变化、环境温度的变化、电源电压的变化、负载大小的变化等因素的影响而不稳定,引入适当的负反馈后,可提高闭环增益的稳定性。
当负反馈很深,即>>1时,由式()得
()
这就是说,引入深度反馈后,放大电路的增益决定于反馈网络的反馈系数,而与基本放大电路几乎无关。反馈网络一般由稳定性能优于半导体三极管的无缘线性元件(如R、C)组成,因此,闭环增益是比较稳定的。
在一般情况下,增益的稳定性常用有、无反馈时增益的相对变化量之比来衡量,用dA/A和dAf/Af分别表示开环和闭环增益的相对变化量。将对A求导数得

或()
将式()两边分别除以,得
()
该式表明,引入负反馈后,增益的相对变化量为开环增益相对变化量的,即闭环增益的相对稳定度提高了, 越大,即负反馈越深,dAf越小,闭环增益的稳定性越好。
某一放大电路的开环增益A=1000,由于环境温度的变化,放大电路的增益下降为900,当引入负反馈后,反馈系数F=,求闭环增益及其相对变化量。
解:无反馈时,增益的相对变化量为

反馈深度为
有反馈时,闭环增益为
闭环增益的相对变化量为
应当指出,负反馈放大电路是牺牲了增益来换取其稳定性的,即增益减小到1/(1+AF),稳定性提高到(1+AF),同时有两点值得注意:
①负反馈不能使输入量保持不变,只能使输入量趋于不变。而且只能减少由开环增益变化而引起的闭环增益的变化。如果反馈系数发生变化而引起闭环增益变化,则负反馈是无能为力的。所以,反馈网络一般都由无源元件组成。
②不同类型的负反馈能稳定的增益也不同,如电压串联负反馈只能稳定闭环电压增益,而电流串联负反馈只能稳定闭环互导增益。
减小非线性失真
三极管、场效应管等有源器件伏安特性的非线性会造成输出信号非线性失真,引入负反馈后可以减少这种失真,。


负反馈减小非线性失真
(a)无反馈时信号波形(b)引入负反馈时信号波形
设输入信号xi为正弦波,无反馈时放大电路的输出信号x0为正半周幅度大、负半周幅度小的失真正弦波,(a)所示。引入负反馈时,(b)所示,这种失真被引回到输入端,xf也为正半周幅度大而负半周幅度小的波形,由于xid = xi - xf ,因此xid波形变为正半周幅度小而负半周幅度大的波形,即通过反馈使净输入信号产生预失真,这种预失正好补偿了放大电路非线性引起的失真,使输出波形x0接近正弦波。根据分析,加反馈后非线性失真减小为无反馈时的1/ 。
必须指出,负反馈只能减小放大电路内部引起的非线性失真,对于信号本身固有的失真则无能为力。此外,负反馈只能减小而不能消耗非线性失真。
负反馈还可以对放大电路的噪声、干扰和温度漂移有一点抑制作用,其原理与负反馈抑制非线性失真一样。负反馈对放大电路噪声、干扰和温度漂移的抑制作用,只是对反馈环内的产生的噪声、干扰和温度漂移有效,对环外的无效。