文档介绍:模拟电子技术第4章 负反馈放大器
反馈理论和反馈技术在自动控制、 信号处理、 电子电路及电子设备中起着十分重要的作用。 在放大器中, 负反馈可以改善放大器的工作性能。 因此几乎所有的实用电路都带有负反馈。 本章从反馈的概念入手, 介绍负反馈放大器的分析方法、 负反馈对放大器性能的改善以及引入负反馈的一般原则。
反馈的基本概念 反馈的定义 所谓反馈, 就是将放大器输出信号 (电压或电流)的一部分(或全部)通过一定的电路形式(反馈电路)送回到放大器的输入端与原输入信号 合在一起, 重新送入放大器输入端的过程。 这个被送回到放大器输入端的信号就是反馈信号 。 当在放大器中引入反馈后, 放大器的输入回路中同时存在有反馈信号 和输入信号 , 这两个信号经叠加(相加或相减)后再送入放大器中, 这时放大器的实际输入信号 (通常被称为净输入信号)发生了改变, 从而使放大器的某些性能获得有效的改善。
, 其信号传输方向如图中箭头所示。 图中基本放大器与反馈电路组成了一个封闭的系统, 这样的系统称为闭环系统。 而未引入反馈的电路称为开环放大器, 也称基本放大器, 表示为A, 反馈电路则用F表示。 由此可见, 反馈放大器是由基本放大器A和反馈电路F两部分组成的。
反馈放大器基本框图
可以看到, 反馈电路跨接在放大器的输入端和输出端之间, 若要在电路中识别出反馈电路, 首先就要找到跨接在输入端和输出端之间的电路, 构成这一电路的元器件很可能构成了反馈电路。 构成反馈电路的元器件可以是电阻器, 可以是电容器, 也可以是阻容电路或其他电路。
当反馈信号与输入信号叠加后使得 < 时, 说明反馈信号相位和输入信号相位相反, 即 = - , 此时由于净输入信号 (即反馈信号 和输入信号叠加后的信号)的减小, 使得放大器的输出信号减小, 则放大器的放大倍数下降, 定义这种情况为负反馈,该放大器称为负反馈放大器; 反之, 对于 > 的情况, 即 = + , 则定义为正反馈。 在放大电路中要尽量避免出现正反馈。
下面介绍反馈放大器的基本方程。 在未接入反馈网络之前, 正向传输的放大器放大倍数为A:
()
由于这种单向传输的放大器没有反馈电路, 即没有形成闭合环路, 因而称为开环状态, A称为开环放大倍数。
接入反馈电路后, 将反馈信号量与输出信号量之比称为反馈系数, 用F表示:
()
F表示反馈信号 占输出信号 的比例。
, 引入负反馈后, 放大器的输入信号变为
= -
(“+”为正反馈; “-”为负反馈)此时, 整个放大电路的输出信号 与输入信号 之比称为闭环放大倍数, 用Af表示, 即
()
式()称为负反馈放大器的基本方程。
由式()可以看出, 引入负反馈后, 闭环放大倍数Af是开环放大倍数A的1/|1+AF|倍。 |1+AF|越大, Af比A小得越多, 负反馈的程度就越深, 所以|1+AF|是衡量反馈
程度的重要指标, 称为反馈深度。