負反饋對放大電路性能的影響課件

負反饋對放大電路性能的改善封面四川稻城沖古寺景區(qū)返回負反饋對放大電路性能的改善封面四川稻城沖古寺景區(qū)返回1引言本頁完引言負反饋雖然使放大電路的增益下降,但能從多方面改善放大電路的性能,如：

穩(wěn)定放大倍數(shù)；

減少非線性失真

抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲

擴展頻帶

可改變輸入電阻和輸出電阻的大小返回引言本頁完引言負反饋雖然使放大電路的增益下降,2學習要點本節(jié)學習要點和要求負反饋對放大電路性能的改善負反饋是如何減少放大電路的非線性失真負反饋如何抑制反饋環(huán)內(nèi)的噪聲負反饋擴展放大電路的頻帶負反饋是如何穩(wěn)定放大電路的放大倍數(shù)負反饋對放大電路輸入輸出電阻的影響返回學習要點本節(jié)學習要點和要求負反饋對放大電路性3一、穩(wěn)定放大倍數(shù)一、穩(wěn)定放大倍數(shù)負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完由于多種原因,例如環(huán)境溫度的變化,器件的老化和更換以及負載的變化等,都能致使電路元件參數(shù)和放大器件的特性參數(shù)發(fā)生變化,因而導致放大電路增益的改變。為書寫方便,本課件凡是相量均用紅色字體表示而不在字上加點“·”。反饋閉環(huán)放大電路AfXO變換網(wǎng)絡(luò)KXsXi基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf但引入負反饋后,當輸入信號一定時,電壓負反饋能使輸出電壓基本維持恒定,電流負反饋能使輸出電流基本維持恒定,因而能夠維持增益恒定,這是引入負反饋的優(yōu)點之一。Afs=——XOXS=KAfAf=——=————XOXiA1+AF一、穩(wěn)定放大倍數(shù)一、穩(wěn)定放大倍數(shù)負反饋對放大電路性能的改善繼4

討論1：引入負反饋能穩(wěn)定增益負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完Af=——=————XOXiA1+AFAf——1F基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf1.引入負反饋能恒定增益的討論負反饋能使增益恒定的結(jié)論亦可以通過反饋環(huán)放大倍數(shù)Af的數(shù)學表達式得出。在上式中,若|1+AF|>>1,顯然有上式說明,引入深度負反饋后,放大電路增益只決定于反饋網(wǎng)絡(luò),而與基本放大電路A幾乎無關(guān)。一、穩(wěn)定放大倍數(shù)反饋閉環(huán)放大電路AfXO變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiAfs=——XOXS=KAfAf=——=————XOXiA1+AF反饋網(wǎng)絡(luò)一般是由一些性能比較穩(wěn)定的無源線性元件組成，因此引入負反饋后增益是比較恒定的。討論1：引入負反饋能穩(wěn)定增益負反饋對放大電路性能的改善繼5一、穩(wěn)定放大倍數(shù)討論2：增益恒定程度的定量分析繼續(xù)負反饋對放大電路性能的改善Af=————A1+AFAf閉環(huán)增益——=改寫為A

開環(huán)增益————dAfdA————dAf=

dA(1+AF)2兩式相除得1(1+AF)2———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA本頁完2.增益恒定程度的定量分析定量分析過程如下:在上式中對A取導數(shù)反饋閉環(huán)放大電路AfXO變換網(wǎng)絡(luò)KXsXi基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAfAfs=——XOXS=KAfAf=——=————XOXiA1+AF為討論增益恒定的程度，通常通過放大電路有、無反饋兩種情況下增益相對變化之比來評定,即先確定開環(huán)放大時的增益A的相對變化量dA/A，再確定閉環(huán)時的增益Af的相對變化量dAf/Af。然后比較兩個相對變化量來評定引入負反饋后電路增益的恒定性改善了多少。討論增益的恒定性時主要的對象是增益大小的恒定性,可不考慮相位的關(guān)系,所以以下討論可用正實數(shù)來替代相量。一、穩(wěn)定放大倍數(shù)討論2：增益恒定程度的定量分析繼續(xù)負反饋6一、穩(wěn)定放大倍數(shù)增益恒定程度的定量分析結(jié)論負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完2.增益恒定程度的定量分析———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA有負反饋時放大電路增益的相對變化量。無反饋時放大電路增益相對變化量。例如若(1+AF)=10,上式可寫為:0.1———

=

dAfAfdAA那么當基本放大電路A受溫度變化使本身的增益A變化了10%時,整個閉環(huán)放大器的增益Af只變化了1%。上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)。反饋閉環(huán)放大電路AfXO變換網(wǎng)絡(luò)KXsXi基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAfAfs=——XOXS=KAfAf=——=————XOXiA1+AF一、穩(wěn)定放大倍數(shù)增益恒定程度的定量分析結(jié)論負反饋對放大電7過度負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)2.增益恒定程度的定量分析上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)。基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA一、穩(wěn)定放大倍數(shù)過度負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)2.增益恒定8四種負反饋電路的輸出量對輸入量影響的關(guān)系負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA輸出電壓UO對輸入電流Iid(Ii)的影響輸出電壓UO對輸入電壓Uid(Ui)的影響輸出電流

IO對輸入電流Iid(Ii)的影響輸出電流IO對輸入電壓Uid(Ui)的影響基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf在負反饋電路中,增益的概念不僅僅指電壓的增益,還會有其它形式的增益。因為負反饋電路對輸入的影響有四種情形:2.增益恒定程度的定量分析上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)。提問：這是什么反饋類型。提問：這是什么反饋類型。提問：這是什么反饋類型。提問：這是什么反饋類型。一、穩(wěn)定放大倍數(shù)四種負反饋電路的輸出量對輸入量影響的關(guān)系負反饋對放大電路9電壓增益和電流增益負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA通常使用得比較多和我們較為容易接受的是兩種,一種是電壓增益Au,另一種是電流增益Ai。Au=——UOUidAuf=——UOUiAi=——IOIidAif=——IOIi電壓串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋2.增益恒定程度的定量分析上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)?；痉糯箅娐稟XidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf一、穩(wěn)定放大倍數(shù)電壓增益和電流增益負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完—10互阻增益和互導增益負反饋對放大電路性能的改善現(xiàn)在介紹另外兩種形式的增益,一種稱為互阻增益Aui,另一種稱為互導增益Aiu。相應(yīng)的反饋系數(shù)也分為、Fuu、Fii、Fiu、Fui,量綱也是不同的,但AF總是無量綱的.Aui=——UOIidAuif=——UOIiAiu=——IOUid繼續(xù)Aiuf=——IOUi2.增益恒定程度的定量分析上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)?；痉糯箅娐稟XidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf表示輸入電流Iid對輸出電壓UO的控制作用,稱為互阻增益,單位為，Aui越大，表示較小的輸入電流即得到較大的輸出電壓,增益越大。(電壓并聯(lián)負反饋)表示輸入電壓Uid對輸出電流IO的控制作用,稱為互導增益，單位為(S)西門子.Aiu越大,表示較小的輸入電壓即可得到較大的輸出電流,增益越大.(電流串聯(lián)負反饋)本頁完一、穩(wěn)定放大倍數(shù)———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA各量的量綱和表達形式等請同學們自行參考本章第二節(jié)課件。互阻增益和互導增益負反饋對放大電路性能的改善現(xiàn)在11二、減少非線性失真

1.負反饋減少非線性失真原理

開環(huán)增益的非線性二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf所謂非線性失真,以電壓增益為例,就是輸出uO與輸入ui不成正比關(guān)系。通常所使用的開環(huán)增益uo=Auui只是某一范圍內(nèi)的近似,超過了這個范圍就不再是線性的了。uoui開環(huán)電壓增益曲線。Au0線性段,符合uo=Auui。二、減少非線性失真

1.負反饋減少非線性失真原理

開環(huán)12負反饋減少非線性失真原理二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善uouiAuAf

——=——=常數(shù)<Au1Fuoui閉環(huán)電壓增益曲線。Af繼續(xù)0基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf注意：負反饋減少非線性失真所指的是反饋環(huán)內(nèi)的失真。如果輸入波形本身就失真的,這時即使引入負反饋,也是無濟于事的。1、負反饋減少非線性失真原理。引入負反饋尤其是深度負反饋后,閉環(huán)放大電路(反饋環(huán))的電壓增益為：電壓增益雖然減少了，但很大的范圍內(nèi)電壓增益基本是線性的。本頁完開環(huán)電壓增益曲線。線性段,符合uo=Auui。負反饋減少非線性失真原理二、減少非線性失真負反饋對放大13過度二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)基本放大電路AXidXOXi過度二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)基14

2.負反饋減少非線性失真過程

開環(huán)時的非線性失真輸出波形二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)基本放大電路AXidXOXi本頁完2、負反饋減少非線性失真過程未加負反饋時(開環(huán))非線性失真情形。由于放大器的非線性，令輸出信號產(chǎn)生失真。2.負反饋減少非線性失真過程

開環(huán)時的非線性失真輸出15

負反饋減少非線性失真過程二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善2、負反饋減少非線性失真過程加入負反饋后非線性失真的改善過程利用反饋網(wǎng)絡(luò)把輸出信號回饋至輸入端的比較環(huán)節(jié)。反饋網(wǎng)絡(luò)FXfAf繼續(xù)本頁完在比較環(huán)節(jié)上，Xi與Xf相減，得出新的凈輸入Xid，造成預失真。基本放大器的非線性失真抵消了預失真，令閉環(huán)放大器的輸出信號的失真得以減少?；痉糯箅娐稟XidXOXi單擊此進入負反饋減少非線性失真過程演示單擊此觀看示波器演示減少非線性失真過程負反饋減少非線性失真過程二、減少非線性失真負反饋對放大16三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲

開環(huán)電路的信噪比三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善對于放大電路來說,除了輸入有用信號(稱為S)外，不可避免還會有噪聲信號(稱為N),噪聲是有害的。衡量電路的指標之一就是信噪比S/N.若信噪比越高,電路或說輸出的質(zhì)量就優(yōu)越。對于開環(huán)電路來說，有用信號US與噪聲Un都得到放大繼續(xù)本頁完如電視信號中的信噪比越大，畫面的“雪花”就越少。UO+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1Un輸出信號的信噪比

S/N=———=——對于開環(huán)電路來說,輸出信號與輸入信號的信噪比是一樣的。|Au1US||Au1Un|Us+-Un+-為了抑制噪聲,通常加一級低噪聲放大并引入負反饋.uot0示波器上觀察到的正弦波疊加上噪聲后的波形。有用信號等效噪聲源Ui+-|US|

|Un|三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲

開環(huán)電路的信噪比三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪17閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完FuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-為了抑制噪聲,通常加一級低噪聲放大并引入負反饋.衡量電路的指標之一就是信噪比S/N.若信噪比越高,電路或說輸出的質(zhì)量就優(yōu)越。對于放大電路來說,除了輸入有用信號(稱為S)外，不可避免還會有噪聲信號(稱為N),噪聲是有害的。對于開環(huán)電路來說,輸出信號與輸入信號的信噪比是一樣的。開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|對于開環(huán)電路來說，有用信號US與噪聲Un都得到放大輸出信號的信噪比整個閉環(huán)回路的增益為Af此級對噪聲近似無放大，稱為低噪聲放大前置級。閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電18閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完信號經(jīng)過第一級放大有

UO1=

Au1Us+Au1Un-Au1FUo上式整理后得

UO=—————Au1Au2Us1+Au1Au2F應(yīng)用閉環(huán)回路的電壓增益關(guān)系分別求出有用信號和噪聲的輸入電壓US和Un，然后比較反饋前后信噪比的大小得出結(jié)論。信號經(jīng)過第二級放大有

UO=

Au2(

Au1Us-Au1FUO)+Au1Un

+————Au1Un1+Au1Au2FFuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-因為噪聲沒有被放大，所以UO=

Au2(

Au1Us-Au1FUO)+Au1Un

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|輸出信號的信噪比

UO1=

Au1Us+Au1Un-Au1FUo閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電19過度三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)FuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|

UO=—————Au1Au2Us1+Au1Au2F

+————Au1Un1+Au1Au2F輸出信號的信噪比過度三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)F20閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完上式中第一項含有Us，顯然代表有用信號第二項含有Un，代表噪聲|Uso|

=—————Au1Au2Us1+Au1Au2F|Uno|

=————Au1Un兩式相除得新的信噪比為|Uso||Us|——|Uno|

=——|Au2||Un|(S/N)’=1+Au1Au2FFuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|

UO=—————Au1Au2Us1+Au1Au2F

+————Au1Un1+Au1Au2F輸出信號的信噪比閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電21過度三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)FuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un||Uso||Us|——|Uno|

=——|Au2||Un|(S/N)’=輸出信號的信噪比過度三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)F22負反饋抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲結(jié)論三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完(S/N)’=|Au2|

(S/N)

比較兩式得：結(jié)論：加入負反饋后信噪比增加了|Au2|倍，即噪聲受到了抑制。FuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un||Uso||Us|——|Uno|

=——|Au2||Un|(S/N)’=輸出信號的信噪比

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|負反饋抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲結(jié)論三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放23四、擴展頻帶

推導上限頻擴展結(jié)果四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完頻率特性是放大電路的重要特性之一，而頻帶寬度是它的重要指標，在某些場合下，往往要求有較寬的頻帶。引入負反饋是展寬頻帶的有效措施之一。1.引入負反饋后放大電路的上限頻hf開環(huán)電路上限頻頻率響應(yīng)公式A(j)=————Am1+j——h參考第五章課件《單管放大電路的頻率響應(yīng)》第33頁幻燈片,或教科書《單管放大器的頻率響應(yīng)》Am—中頻時的增益h—開環(huán)時上限頻引入負反饋后,根據(jù)Af=————A1+AF得:Af(j)

=——————1+FA(j)A(j)Af(j)

=———————Am/(1+AmF

)j1+—————h(1+AmF)引入負反饋后的閉環(huán)中頻增益AmfAmf=Am/(1+AmF

)引入負反饋后放大電路的上限頻hfhf=h(1+AmF)引入負反饋的中頻增益Amf引入負反饋后的上限頻hfAmf=Am/(1+AmF

)hf=h(1+AmF

)顯然引入負反饋后，增益減少了(1+AmF)倍，但上限頻hf擴展了(1+AmF)倍，即高頻帶展寬了。整理后得：比較兩式可得閉環(huán)的中頻增益Amf和上限頻hf。四、擴展頻帶

推導上限頻擴展結(jié)果四、擴展頻帶負反饋對放大24推導下限頻擴展結(jié)果

引入反饋前后通帶帶寬圖四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完2.引入負反饋后放大電路的下限頻lf1.引入負反饋后放大電路的上限頻hf同理可得閉環(huán)電路的下限頻,此處不作推導,同學們自行推出結(jié)果。lf=————1+AmFl引入負反饋后,下限頻lf減少了(1+AmF)倍,即低頻帶展寬了。l—開環(huán)時下限頻Auff0藍色圖形和各量是開環(huán)時的通頻帶和增益Am0.7AmflfhBW引入負反饋前后通頻帶的比較紅色圖形和各量是閉環(huán)時的通頻帶和增益Amf0.7AmfflffhfBWAmf=Am/(1+AmF

)引入負反饋的中頻增益Amf引入負反饋后的上限頻hfhf=h(1+AmF

)推導下限頻擴展結(jié)果

引入反饋前后通帶帶寬圖四、擴展頻25引入負反饋的頻帶的寬度BWF四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完Auff0BWBW得BWf=BW

(1+AmF

)開環(huán)時的上限頻。閉環(huán)時的上限頻。根據(jù)fhf=fh(1+AmF

)所以有BW

=fh

-fl=fh3.引入負反饋后放大電路的頻寬BWhf閉環(huán)時的通頻帶。引入負反饋后，通頻帶展寬了。以下討論放大倍數(shù)與通頻帶的一個特征。AmflfhAmf0.7Amfflffhf0.7Am藍色圖形和各量是開環(huán)時的通頻帶和增益引入負反饋前后通頻帶的比較紅色圖形和各量是閉環(huán)時的通頻帶和增益開環(huán)時的通頻帶。直接耦合放大電路有fl=0引入負反饋的頻帶的寬度BWF四、擴展頻帶負反饋對放大電路26推導放大倍數(shù)帶寬積四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完Auff0BW引入負反饋前后通頻帶的比較BW把上式兩邊同時乘以AmfAmf·BWf=BW·Amf(1+AmF

)而Amf=———1+AmFAm代入等式右邊得Amf·BWf=Am·BW直接耦合放大電路有fl=03.引入負反饋后放大電路的頻寬BWhf得BWf=BW

(1+AmF

)根據(jù)fhf=fh(1+AmF

)所以有BW

=fh

-fl=fh引入負反饋后，通頻帶展寬了。AmflfhAmf0.7Amfflffhf0.7Am藍色圖形和各量是開環(huán)時的通頻帶和增益紅色圖形和各量是閉環(huán)時的通頻帶和增益推導放大倍數(shù)帶寬積四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善27過度四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)Auff0BW引入負反饋前后通頻帶的比較BW3.引入負反饋后放大電路的頻寬BWhf得BWf=BW

(1+AmF

)Amf·BWf=Am·BWAmflfhAmf0.7Amfflffhf0.7Am藍色圖形和各量是開環(huán)時的通頻帶和增益紅色圖形和各量是閉環(huán)時的通頻帶和增益過度四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)Auff028放大倍數(shù)帶寬積四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完Auff0BW引入負反饋前后通頻帶的比較BW得BWf=BW

(1+AmF

)Amf·BWf=Am·BW上式說明反饋前后的放大倍數(shù)與通頻帶的乘積是不變的，上式稱為“放大倍數(shù)—帶寬積”。上式可改寫為其意義為：放大器的頻帶寬度與放大器的放大倍數(shù)成反比。=AmfAm——BWf——BW電路的放大倍數(shù)減少多少倍，電路的頻帶就增大多少倍。3.引入負反饋后放大電路的頻寬BWhfAmflfhAmf0.7Amfflffhf0.7Am藍色圖形和各量是開環(huán)時的通頻帶和增益紅色圖形和各量是閉環(huán)時的通頻帶和增益放大倍數(shù)帶寬積四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)29放大倍數(shù)帶寬積結(jié)束四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完Auff0BW引入負反饋前后通頻帶的比較BW上式說明反饋前后的放大倍數(shù)與通頻帶的乘積是不變的，上式稱為“放大倍數(shù)—帶寬積”。上式可改寫為其意義為：放大器的頻帶寬度與放大器的放大倍數(shù)成反比。得BWf=BW

(1+AmF

)Amf·BWf=Am·BW3.引入負反饋后放大電路的頻寬BWhf=AmfAm——BWf——BWAmflfhAmf0.7Amfflffhf0.7Am學習例題，單擊例題；單擊繼續(xù)，繼續(xù)學習負反饋對輸入輸出電阻的影響。例題繼續(xù)藍色圖形和各量是開環(huán)時的通頻帶和增益紅色圖形和各量是閉環(huán)時的通頻帶和增益電路的放大倍數(shù)減少多少倍，電路的頻帶就增大多少倍。放大倍數(shù)帶寬積結(jié)束四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善30五、對輸入輸出電阻的影響

1.輸入電阻Rif五、對輸入電阻和輸出電阻的影響負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完開環(huán)時,由于Uid=Ui,所以輸入的電流Ii較大,輸入電阻Ri較小。Ri=Ui

/Ii1.輸入電阻Rif根據(jù)輸入電阻的定義分析串聯(lián)負反饋前后輸入電阻的變化.輸入電阻的定義：－+UsRsUidUiRLUOR2R1UfF++－+－+－－+－IiUf+－UidRLUo+－UsRsIORfAFUiUf+－+－+－Ii閉環(huán)時,因為加入了負反饋電壓Uf,由圖可知當Ui不變時，有Uid<Ui,Uid的減少引起輸入電流Ii減少,由輸入電阻定義可知閉環(huán)輸入電阻Rf增大。Rif>Ri

Ri—開環(huán)電路輸入電阻Rif—閉環(huán)電路輸入電阻此兩個電路均是串聯(lián)負反饋放大電路，一個是電壓串聯(lián)負反饋,另一個是電流串聯(lián)負反饋電路。五、對輸入輸出電阻的影響

1.輸入電阻Rif五、對輸31①串聯(lián)負反饋會使輸入電阻Rif增大五、對輸入電阻和輸出電阻的影響負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完①串聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif增大。1.輸入電阻Rif－+UsRsUidUiRLUOR2R1UfF++－+－+－－+－IiUf+－UidRLUo+－UsRsIORfAFUiUf+－+－+－Ii①串聯(lián)負反饋會使輸入電阻Rif增大五、對輸入電阻和輸32分析并聯(lián)負反饋的輸入電阻五、對輸入電阻和輸出電阻的影響負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完開環(huán)時,Iid=Ii,此是未并入反饋支路,輸入的電流Ii較小,輸入電阻Ri較大。閉環(huán)時,因為并入了負反饋支路Rf,令I(lǐng)i增大,由輸入電阻定義可知閉環(huán)輸入電阻Rf減少。Rf<Ri

Ri—開環(huán)電路輸入電阻Rf—閉環(huán)電路輸入電阻①串聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif增大。1.輸入電阻RifRLUo－+IsIiIidRsRfAFIfIiIidARLUo－+IsRsIoRfRFIf現(xiàn)在分析另外兩個并聯(lián)負反饋電路,一是電壓并聯(lián)負反饋;另一個是電流并聯(lián)負反饋Ri=Ui

/Ii根據(jù)輸入電阻的定義：分析并聯(lián)負反饋的輸入電阻五、對輸入電阻和輸出電阻33②并聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif減少。五、對輸入電阻和輸出電阻的影響負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完1.輸入電阻Rif②并聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif減少。①串聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif增大。RLUo－+IsIiIidRsRfAFIfIiIidARLUo－+IsRsIoRfRFIf②并聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif減少。五、342,輸出電阻Rof五、對輸入電阻和輸出電阻的影響負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完1.輸入電阻Rif2.輸出電阻Rof如圖所示的電壓負反饋電路具有穩(wěn)定輸出電壓的作用,從《電路分析》的知識可知,電壓源的電壓能夠穩(wěn)定,必然是其內(nèi)阻較小.由此得出電壓負反饋電路的輸出電阻Rof是減少的。②并聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif減少。①串聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif增大。RLUo－+IsIiIidRsRfAFIfIiIidARLUo－+IsRsIoRfRFIf2,輸出電阻Rof五、對輸入電阻和輸出電阻的影響負反35①電壓負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof減少五、對輸入電阻和輸出電阻的影響負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完①電壓負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof減少。1.輸入電阻Rif2.輸出電阻Rof②并聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif減少。①串聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif增大。RLUo－+IsIiIidRsRfAFIfIiIidARLUo－+IsRsIoRfRFIf①電壓負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof減少五、對36分析電流負反饋的輸出電阻五、對輸入電阻和輸出電阻的影響負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完IiIidARLUo－+IsRsIoRfRFIf+－UidRLUo+－UsRsIORfAFUiUf+－+－+－Ii①電壓負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof減少。1.輸入電阻Rif2.輸出電阻Rof②并聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif減少。①串聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif增大。接著分析電流負反饋對閉環(huán)放大電路輸出電阻的影響。如圖所示的電流負反饋電路具有穩(wěn)定輸出電流的作用,電源的輸出電流能夠穩(wěn)定,必然是其內(nèi)阻較大.由此得出具有電流負反饋的電路其輸出電阻Rfo是增大的。分析電流負反饋的輸出電阻五、對輸入電阻和輸出電阻37②電流負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof增加五、對輸入電阻和輸出電阻的影響負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完①串聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif增大。1.輸入電阻Rif②并聯(lián)負反饋會使放大電路的輸入電阻Rif減少。2.輸出電阻Rof①電壓負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof減少。②電流負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof增加。IiIidARLUo－+IsRsIoRfRFIf+－UidRLUo+－UsRsIORfAFUiUf+－+－+－Ii②電流負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof增加五、對38總結(jié)總結(jié)負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完1.穩(wěn)定電壓放大倍數(shù)負反饋對放大電路性能的影響有如下5點：2.減少非線性失真(1)輸入電阻Rif

②并聯(lián)負反饋可使放大電路的輸入電阻Rif減少。3.抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲4.擴展頻帶5.改變輸入電阻和輸出電阻①串聯(lián)負反饋可使放大電路的輸入電阻Rif增加。(2)輸出電阻Rof

①電壓負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof

減少。②電流負反饋可使放大電路的輸出電阻Rof

增加。單擊返回,返回封面，單擊結(jié)束,結(jié)束學習。返回結(jié)束總結(jié)總結(jié)負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完1.穩(wěn)定電壓放大39再見再見再見再見40電流串聯(lián)負反饋繼續(xù)本頁完電流串聯(lián)負反饋

電流串聯(lián)負反饋就是屬于輸出電流Io對輸入電壓Uid和Ui影響的電路。uIDRLuO+－usRsiORfAFuIuF返回復習完畢,單擊返回,返回鏈入處。返回電流串聯(lián)負反饋繼續(xù)本頁完電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋41電壓并聯(lián)負反饋繼續(xù)本頁完

電壓并聯(lián)負反饋就是屬于輸出電壓Uo對輸入電流Iid和Ii影響的電路。uiDRLuO－+isiIiIDRsRfAFiF返回電壓并聯(lián)負反饋復習完畢,單擊返回,返回鏈入處。返回電壓并聯(lián)負反饋繼續(xù)本頁完電壓并聯(lián)負反饋就是屬于輸出電42電流并聯(lián)負反饋繼續(xù)本頁完

電流并聯(lián)負反饋就是屬于輸出電流Io對輸入電流Iid和Ii影響的電路。uIDRLuO－+isiIiIDRsiO+－－+RfR－++－AFiF返回復習完畢,單擊返回,返回鏈入處。返回電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋繼續(xù)本頁完電流并聯(lián)負反饋就是屬于輸出電43電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋繼續(xù)本頁完A－+usRsuIDuIRLuOR2R1uFuFF

電壓串聯(lián)負反饋就是屬于輸出電壓Uo對輸入電壓Uid和Ui影響的電路。返回復習完畢,單擊返回,返回鏈入處。返回電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋繼續(xù)本頁完A－+usRsuID44推導閉環(huán)放大電路高頻增益計算式過程繼續(xù)本頁完推導閉環(huán)放大電路高頻增益計算式過程Af(j)=Am1+jh1+FAm1+jh=Am1+jh+FAm1+jh1+jh=Am+FAm1+jh=Am(1+FAm)jh(1+FAm)1+][=Am(1+FAm)(1+FAm)jh1+推導過程中只要單擊此按鈕即可返回鏈入處。推導完畢,單擊返回,返回鏈入處。返回推導閉環(huán)放大電路高頻增益計算式過程繼續(xù)本頁完推導閉環(huán)放大電路45例4.2.1繼續(xù)例4.2.1設(shè)放大器在中頻段的電壓放大倍數(shù)為900，通頻帶BW=50kHZ，由于環(huán)境溫度等因素的改變，使Au有5%的變化?，F(xiàn)引入負反饋，反饋系數(shù)Fu=0.01。求引入負反饋后的Auf、Auf的相對變化量和通頻帶BWf。解：把題中數(shù)據(jù)代入Auf=————Au1+AuFu=—————9001+9000.01=90———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA根據(jù)增益變化公式得————·———

=

dAufAuf(1+AuFu)1dAuAu由題意知dAuAu—=5%所以————————

=

dAufAuf(1+9000.01

)1(5%)=0.5%推導過程中只要單擊此按鈕即可返回鏈入處。當開環(huán)放大器的增益變化5%時，閉環(huán)放大器的增益只變化0.5%。閉環(huán)放大器的增益下降為開環(huán)放大器增益的0.1倍。引入負反饋后的通頻帶BWf=BW(1+AuFu)=50(1+9000.01)=500kHz通頻帶加寬了10倍本頁完例4.2.1繼續(xù)例4.2.1設(shè)放大器在46例4.2.1結(jié)束頁繼續(xù)解：把題中數(shù)據(jù)代入Auf=————Au1+AuFu=—————9001+9000.01=90———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA根據(jù)增益變化公式得————·———

=

dAufAuf(1+AuFu)1dAuAu由題意知dAuAu—=5%所以————————

=

dAufAuf(1+9000.01

)1(5%)=0.5%引入負反饋后的通頻帶BWf=BW(1+AuFu)=50(1+9000.01)=500kHz本頁完例題學習完畢,單擊返回,返回鏈入處。返回例4.2.1設(shè)放大器在中頻段的電壓放大倍數(shù)為900，通頻帶BW=50kHZ，由于環(huán)境溫度等因素的改變，使Au有5%的變化?，F(xiàn)引入負反饋，反饋系數(shù)Fu=0.01。求引入負反饋后的Auf、Auf的相對變化量和通頻帶BWf。例4.2.1結(jié)束頁繼續(xù)解：把題中數(shù)據(jù)代入Auf=47負反饋對放大電路性能的改善封面四川稻城沖古寺景區(qū)返回負反饋對放大電路性能的改善封面四川稻城沖古寺景區(qū)返回48引言本頁完引言負反饋雖然使放大電路的增益下降,但能從多方面改善放大電路的性能,如：

穩(wěn)定放大倍數(shù)；

減少非線性失真

抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲

擴展頻帶

可改變輸入電阻和輸出電阻的大小返回引言本頁完引言負反饋雖然使放大電路的增益下降,49學習要點本節(jié)學習要點和要求負反饋對放大電路性能的改善負反饋是如何減少放大電路的非線性失真負反饋如何抑制反饋環(huán)內(nèi)的噪聲負反饋擴展放大電路的頻帶負反饋是如何穩(wěn)定放大電路的放大倍數(shù)負反饋對放大電路輸入輸出電阻的影響返回學習要點本節(jié)學習要點和要求負反饋對放大電路性50一、穩(wěn)定放大倍數(shù)一、穩(wěn)定放大倍數(shù)負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完由于多種原因,例如環(huán)境溫度的變化,器件的老化和更換以及負載的變化等,都能致使電路元件參數(shù)和放大器件的特性參數(shù)發(fā)生變化,因而導致放大電路增益的改變。為書寫方便,本課件凡是相量均用紅色字體表示而不在字上加點“·”。反饋閉環(huán)放大電路AfXO變換網(wǎng)絡(luò)KXsXi基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf但引入負反饋后,當輸入信號一定時,電壓負反饋能使輸出電壓基本維持恒定,電流負反饋能使輸出電流基本維持恒定,因而能夠維持增益恒定,這是引入負反饋的優(yōu)點之一。Afs=——XOXS=KAfAf=——=————XOXiA1+AF一、穩(wěn)定放大倍數(shù)一、穩(wěn)定放大倍數(shù)負反饋對放大電路性能的改善繼51

討論1：引入負反饋能穩(wěn)定增益負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完Af=——=————XOXiA1+AFAf——1F基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf1.引入負反饋能恒定增益的討論負反饋能使增益恒定的結(jié)論亦可以通過反饋環(huán)放大倍數(shù)Af的數(shù)學表達式得出。在上式中,若|1+AF|>>1,顯然有上式說明,引入深度負反饋后,放大電路增益只決定于反饋網(wǎng)絡(luò),而與基本放大電路A幾乎無關(guān)。一、穩(wěn)定放大倍數(shù)反饋閉環(huán)放大電路AfXO變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiAfs=——XOXS=KAfAf=——=————XOXiA1+AF反饋網(wǎng)絡(luò)一般是由一些性能比較穩(wěn)定的無源線性元件組成，因此引入負反饋后增益是比較恒定的。討論1：引入負反饋能穩(wěn)定增益負反饋對放大電路性能的改善繼52一、穩(wěn)定放大倍數(shù)討論2：增益恒定程度的定量分析繼續(xù)負反饋對放大電路性能的改善Af=————A1+AFAf閉環(huán)增益——=改寫為A

開環(huán)增益————dAfdA————dAf=

dA(1+AF)2兩式相除得1(1+AF)2———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA本頁完2.增益恒定程度的定量分析定量分析過程如下:在上式中對A取導數(shù)反饋閉環(huán)放大電路AfXO變換網(wǎng)絡(luò)KXsXi基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAfAfs=——XOXS=KAfAf=——=————XOXiA1+AF為討論增益恒定的程度，通常通過放大電路有、無反饋兩種情況下增益相對變化之比來評定,即先確定開環(huán)放大時的增益A的相對變化量dA/A，再確定閉環(huán)時的增益Af的相對變化量dAf/Af。然后比較兩個相對變化量來評定引入負反饋后電路增益的恒定性改善了多少。討論增益的恒定性時主要的對象是增益大小的恒定性,可不考慮相位的關(guān)系,所以以下討論可用正實數(shù)來替代相量。一、穩(wěn)定放大倍數(shù)討論2：增益恒定程度的定量分析繼續(xù)負反饋53一、穩(wěn)定放大倍數(shù)增益恒定程度的定量分析結(jié)論負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完2.增益恒定程度的定量分析———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA有負反饋時放大電路增益的相對變化量。無反饋時放大電路增益相對變化量。例如若(1+AF)=10,上式可寫為:0.1———

=

dAfAfdAA那么當基本放大電路A受溫度變化使本身的增益A變化了10%時,整個閉環(huán)放大器的增益Af只變化了1%。上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)。反饋閉環(huán)放大電路AfXO變換網(wǎng)絡(luò)KXsXi基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAfAfs=——XOXS=KAfAf=——=————XOXiA1+AF一、穩(wěn)定放大倍數(shù)增益恒定程度的定量分析結(jié)論負反饋對放大電54過度負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)2.增益恒定程度的定量分析上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)?；痉糯箅娐稟XidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA一、穩(wěn)定放大倍數(shù)過度負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)2.增益恒定55四種負反饋電路的輸出量對輸入量影響的關(guān)系負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA輸出電壓UO對輸入電流Iid(Ii)的影響輸出電壓UO對輸入電壓Uid(Ui)的影響輸出電流

IO對輸入電流Iid(Ii)的影響輸出電流IO對輸入電壓Uid(Ui)的影響基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf在負反饋電路中,增益的概念不僅僅指電壓的增益,還會有其它形式的增益。因為負反饋電路對輸入的影響有四種情形:2.增益恒定程度的定量分析上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)。提問：這是什么反饋類型。提問：這是什么反饋類型。提問：這是什么反饋類型。提問：這是什么反饋類型。一、穩(wěn)定放大倍數(shù)四種負反饋電路的輸出量對輸入量影響的關(guān)系負反饋對放大電路56電壓增益和電流增益負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA通常使用得比較多和我們較為容易接受的是兩種,一種是電壓增益Au,另一種是電流增益Ai。Au=——UOUidAuf=——UOUiAi=——IOIidAif=——IOIi電壓串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋2.增益恒定程度的定量分析上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)?；痉糯箅娐稟XidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf一、穩(wěn)定放大倍數(shù)電壓增益和電流增益負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完—57互阻增益和互導增益負反饋對放大電路性能的改善現(xiàn)在介紹另外兩種形式的增益,一種稱為互阻增益Aui,另一種稱為互導增益Aiu。相應(yīng)的反饋系數(shù)也分為、Fuu、Fii、Fiu、Fui,量綱也是不同的,但AF總是無量綱的.Aui=——UOIidAuif=——UOIiAiu=——IOUid繼續(xù)Aiuf=——IOUi2.增益恒定程度的定量分析上式表明,有負反饋時電路受外界影響的增益相對變化只是開環(huán)增益相對變化的1/(1+AF)。基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf表示輸入電流Iid對輸出電壓UO的控制作用,稱為互阻增益,單位為，Aui越大，表示較小的輸入電流即得到較大的輸出電壓,增益越大。(電壓并聯(lián)負反饋)表示輸入電壓Uid對輸出電流IO的控制作用,稱為互導增益，單位為(S)西門子.Aiu越大,表示較小的輸入電壓即可得到較大的輸出電流,增益越大.(電流串聯(lián)負反饋)本頁完一、穩(wěn)定放大倍數(shù)———·———

=

dAfAf(1+AF)1dAA各量的量綱和表達形式等請同學們自行參考本章第二節(jié)課件。互阻增益和互導增益負反饋對放大電路性能的改善現(xiàn)在58二、減少非線性失真

1.負反饋減少非線性失真原理

開環(huán)增益的非線性二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf所謂非線性失真,以電壓增益為例,就是輸出uO與輸入ui不成正比關(guān)系。通常所使用的開環(huán)增益uo=Auui只是某一范圍內(nèi)的近似,超過了這個范圍就不再是線性的了。uoui開環(huán)電壓增益曲線。Au0線性段,符合uo=Auui。二、減少非線性失真

1.負反饋減少非線性失真原理

開環(huán)59負反饋減少非線性失真原理二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善uouiAuAf

——=——=常數(shù)<Au1Fuoui閉環(huán)電壓增益曲線。Af繼續(xù)0基本放大電路AXidXO反饋網(wǎng)絡(luò)F變換網(wǎng)絡(luò)KXsXiXfAf注意：負反饋減少非線性失真所指的是反饋環(huán)內(nèi)的失真。如果輸入波形本身就失真的,這時即使引入負反饋,也是無濟于事的。1、負反饋減少非線性失真原理。引入負反饋尤其是深度負反饋后,閉環(huán)放大電路(反饋環(huán))的電壓增益為：電壓增益雖然減少了，但很大的范圍內(nèi)電壓增益基本是線性的。本頁完開環(huán)電壓增益曲線。線性段,符合uo=Auui。負反饋減少非線性失真原理二、減少非線性失真負反饋對放大60過度二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)基本放大電路AXidXOXi過度二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)基61

2.負反饋減少非線性失真過程

開環(huán)時的非線性失真輸出波形二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)基本放大電路AXidXOXi本頁完2、負反饋減少非線性失真過程未加負反饋時(開環(huán))非線性失真情形。由于放大器的非線性，令輸出信號產(chǎn)生失真。2.負反饋減少非線性失真過程

開環(huán)時的非線性失真輸出62

負反饋減少非線性失真過程二、減少非線性失真負反饋對放大電路性能的改善2、負反饋減少非線性失真過程加入負反饋后非線性失真的改善過程利用反饋網(wǎng)絡(luò)把輸出信號回饋至輸入端的比較環(huán)節(jié)。反饋網(wǎng)絡(luò)FXfAf繼續(xù)本頁完在比較環(huán)節(jié)上，Xi與Xf相減，得出新的凈輸入Xid，造成預失真?；痉糯笃鞯姆蔷€性失真抵消了預失真，令閉環(huán)放大器的輸出信號的失真得以減少?；痉糯箅娐稟XidXOXi單擊此進入負反饋減少非線性失真過程演示單擊此觀看示波器演示減少非線性失真過程負反饋減少非線性失真過程二、減少非線性失真負反饋對放大63三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲

開環(huán)電路的信噪比三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善對于放大電路來說,除了輸入有用信號(稱為S)外，不可避免還會有噪聲信號(稱為N),噪聲是有害的。衡量電路的指標之一就是信噪比S/N.若信噪比越高,電路或說輸出的質(zhì)量就優(yōu)越。對于開環(huán)電路來說，有用信號US與噪聲Un都得到放大繼續(xù)本頁完如電視信號中的信噪比越大，畫面的“雪花”就越少。UO+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1Un輸出信號的信噪比

S/N=———=——對于開環(huán)電路來說,輸出信號與輸入信號的信噪比是一樣的。|Au1US||Au1Un|Us+-Un+-為了抑制噪聲,通常加一級低噪聲放大并引入負反饋.uot0示波器上觀察到的正弦波疊加上噪聲后的波形。有用信號等效噪聲源Ui+-|US|

|Un|三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲

開環(huán)電路的信噪比三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪64閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完FuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-為了抑制噪聲,通常加一級低噪聲放大并引入負反饋.衡量電路的指標之一就是信噪比S/N.若信噪比越高,電路或說輸出的質(zhì)量就優(yōu)越。對于放大電路來說,除了輸入有用信號(稱為S)外，不可避免還會有噪聲信號(稱為N),噪聲是有害的。對于開環(huán)電路來說,輸出信號與輸入信號的信噪比是一樣的。開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|對于開環(huán)電路來說，有用信號US與噪聲Un都得到放大輸出信號的信噪比整個閉環(huán)回路的增益為Af此級對噪聲近似無放大，稱為低噪聲放大前置級。閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電65閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完信號經(jīng)過第一級放大有

UO1=

Au1Us+Au1Un-Au1FUo上式整理后得

UO=—————Au1Au2Us1+Au1Au2F應(yīng)用閉環(huán)回路的電壓增益關(guān)系分別求出有用信號和噪聲的輸入電壓US和Un，然后比較反饋前后信噪比的大小得出結(jié)論。信號經(jīng)過第二級放大有

UO=

Au2(

Au1Us-Au1FUO)+Au1Un

+————Au1Un1+Au1Au2FFuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-因為噪聲沒有被放大，所以UO=

Au2(

Au1Us-Au1FUO)+Au1Un

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|輸出信號的信噪比

UO1=

Au1Us+Au1Un-Au1FUo閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電66過度三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)FuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|

UO=—————Au1Au2Us1+Au1Au2F

+————Au1Un1+Au1Au2F輸出信號的信噪比過度三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)F67閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完上式中第一項含有Us，顯然代表有用信號第二項含有Un，代表噪聲|Uso|

=—————Au1Au2Us1+Au1Au2F|Uno|

=————Au1Un兩式相除得新的信噪比為|Uso||Us|——|Uno|

=——|Au2||Un|(S/N)’=1+Au1Au2FFuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|

UO=—————Au1Au2Us1+Au1Au2F

+————Au1Un1+Au1Au2F輸出信號的信噪比閉環(huán)電路的信噪比的推導三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電68過度三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)FuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un||Uso||Us|——|Uno|

=——|Au2||Un|(S/N)’=輸出信號的信噪比過度三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)F69負反饋抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲結(jié)論三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完(S/N)’=|Au2|

(S/N)

比較兩式得：結(jié)論：加入負反饋后信噪比增加了|Au2|倍，即噪聲受到了抑制。FuUOUO+-開環(huán)放大電路Au1低噪聲開環(huán)放大電路Au2Un+-Us+-反饋網(wǎng)絡(luò)Fu+-開環(huán)放大電路Au1Au1UsAu1UnUs+-Un+-Ui+-

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un||Uso||Us|——|Uno|

=——|Au2||Un|(S/N)’=輸出信號的信噪比

S/N=———=——|Au1US||Au1Un||US|

|Un|負反饋抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲結(jié)論三、抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲負反饋對放70四、擴展頻帶

推導上限頻擴展結(jié)果四、擴展頻帶負反饋對放大電路性能的改善繼續(xù)本頁完頻率特性是放大電路的重要特性之一，而頻帶寬度是它的重要指標，在某些場合下，往往要求有較寬的頻帶。引入負反