《模擬電子線路》全套PPT課件

《模擬電子線路》全套PPT課件,模擬電子線路,模擬,電子線路,全套,PPT,課件 6.2 負(fù)反饋對放大器性能的影響負(fù)反饋對放大器性能的影響 6.2.1 負(fù)反饋使放大倍數(shù)穩(wěn)定度提高負(fù)反饋使放大倍數(shù)穩(wěn)定度提高6.2.2 展寬通頻帶展寬通頻帶6.2.3 減小非線性失真減小非線性失真6.2.4 減小反饋環(huán)內(nèi)的噪聲與干擾減小反饋環(huán)內(nèi)的噪聲與干擾 6.2.5 改變輸入電阻和輸出電阻改變輸入電阻和輸出電阻1 6.2.1 負(fù)反饋使放大倍數(shù)穩(wěn)定度提高負(fù)反饋使放大倍數(shù)穩(wěn)定度提高基本放大器基本放大器A取樣取樣反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F比較比較Xf.Xi.凈輸凈輸入信號入信號反饋信號反饋信號輸輸出出信信號號輸輸入入信信號號Af反饋放大器反饋放大器Xi.Xo.2開環(huán)放大倍數(shù)相對穩(wěn)定度為開環(huán)放大倍數(shù)相對穩(wěn)定度為閉環(huán)放大倍數(shù)相對穩(wěn)定度為閉環(huán)放大倍數(shù)相對穩(wěn)定度為若近似以增量代替微分，則：若近似以增量代替微分，則：通通常常用用放放大大倍倍數(shù)數(shù)的的相相對對變變化化量量來來衡衡量量放放大大器器的穩(wěn)定性。的穩(wěn)定性。3結(jié)論結(jié)論引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的相對變化量減小為原引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的相對變化量減小為原相對變化量的相對變化量的1/(1+AF)，即反饋越深，放大倍數(shù)的，即反饋越深，放大倍數(shù)的增益穩(wěn)定性越好。增益穩(wěn)定性越好。在深度負(fù)反饋時，在深度負(fù)反饋時，Af=1/F，因此，只要，因此，只要F穩(wěn)定，穩(wěn)定，Af也將穩(wěn)定。也將穩(wěn)定。注意注意：負(fù)反饋被穩(wěn)定的對象與反饋信號的：負(fù)反饋被穩(wěn)定的對象與反饋信號的取樣對象有關(guān)。如果取樣對象是輸出電壓，則取樣對象有關(guān)。如果取樣對象是輸出電壓，則輸出電壓將被穩(wěn)定；如果取樣對象是輸出電流，輸出電壓將被穩(wěn)定；如果取樣對象是輸出電流，則輸出電流將被穩(wěn)定。則輸出電流將被穩(wěn)定。46.2.2 展寬通頻帶展寬通頻帶引入負(fù)反饋后，閉環(huán)增益：引入負(fù)反饋后，閉環(huán)增益：因此：因此：5式中：式中：6無反饋放大器的頻率響應(yīng)無反饋放大器的頻率響應(yīng)有負(fù)反饋放大器的頻率響應(yīng)有負(fù)反饋放大器的頻率響應(yīng)增益增益AIAI-3 dBAIfAIf-3 dBfLffLfH無反饋放大器的帶寬無反饋放大器的帶寬負(fù)反饋放大器的帶寬負(fù)反饋放大器的帶寬fHff(頻率頻率)負(fù)反饋改善放大器頻率響應(yīng)的示意圖負(fù)反饋改善放大器頻率響應(yīng)的示意圖 7結(jié)論結(jié)論引入負(fù)反饋使放大器的帶寬增大為引入負(fù)反饋使放大器的帶寬增大為原來的原來的(1+AF)倍，而增益縮小至原來倍，而增益縮小至原來的的1/(1+AF)；并且反饋越深，帶寬越；并且反饋越深，帶寬越大，增益越小。大，增益越小。8io0ubeAXi.Xo.xo0t0txi基本放大器基本放大器t0 xi0txi圖圖6.2.1負(fù)反饋改善非線性失真的工作原理示意圖負(fù)反饋改善非線性失真的工作原理示意圖(a)無反饋無反饋io0ubeAFXo.Xi.Xf.Xi.(b)負(fù)反饋使非線性失真減小負(fù)反饋使非線性失真減小txo0 xf0t6.2.3減小非線性失真減小非線性失真9非線性失真系數(shù)：非線性失真系數(shù)：“全諧波失真率全諧波失真率”式中：式中：Xnh為器件非線性產(chǎn)生的輸出高次諧波為器件非線性產(chǎn)生的輸出高次諧波分量，分量，X1O為基波分量。為基波分量。10 AXiX1oXnh A FXi+Xi-FXnhfFXnhfX1 ofXnhf因為：因為：Xnhf=(Xi-FXnhf)A=Xnh-AFXnhf 因此：因此：設(shè)加負(fù)反饋后，輸出諧波分量為設(shè)加負(fù)反饋后，輸出諧波分量為Xnhf 11因此：因此：負(fù)反饋使非線性失真減小了（負(fù)反饋使非線性失真減小了（1+AF）倍。失真）倍。失真減小，意味著線性動態(tài)范圍的拓寬。減小，意味著線性動態(tài)范圍的拓寬。注意：注意：非線性失真的減小只限于非線性失真的減小只限于反饋環(huán)內(nèi)反饋環(huán)內(nèi)放大器放大器產(chǎn)生的非線性失真，對外來信號已有的非線性失產(chǎn)生的非線性失真，對外來信號已有的非線性失真，負(fù)反饋將無能為力。而且，只在輸入信號有真，負(fù)反饋將無能為力。而且，只在輸入信號有增大的余地，非線性失真也不是十分嚴(yán)重的情況增大的余地，非線性失真也不是十分嚴(yán)重的情況下才是正確的。下才是正確的。126.2.4 減小反饋環(huán)內(nèi)的噪聲與干擾減小反饋環(huán)內(nèi)的噪聲與干擾利用負(fù)反饋抑制放大器利用負(fù)反饋抑制放大器內(nèi)部內(nèi)部噪聲及干擾的機噪聲及干擾的機理與減小非線性失真是一樣的。理與減小非線性失真是一樣的。負(fù)反饋輸出噪聲下降負(fù)反饋輸出噪聲下降(1+AF)倍。如果輸入信倍。如果輸入信號本身不攜帶噪聲和干擾，且其幅度可以增大，號本身不攜帶噪聲和干擾，且其幅度可以增大，輸出信號輸出信號分量保持不變，那么放大器的信噪比將分量保持不變，那么放大器的信噪比將提高提高(1+AF)倍。倍。13圖圖 6.2.2 負(fù)反饋抑制干擾和噪聲負(fù)反饋抑制干擾和噪聲（a）無反饋，信號與噪聲的輸出波形）無反饋，信號與噪聲的輸出波形（b）有反饋，信號與噪聲的輸出波形）有反饋，信號與噪聲的輸出波形（c）提高輸入信號幅度后的輸出波形）提高輸入信號幅度后的輸出波形 14(1)負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)下降，但增負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)下降，但增益穩(wěn)定度提高，頻帶展寬，非線性失真減小，內(nèi)益穩(wěn)定度提高，頻帶展寬，非線性失真減小，內(nèi)部噪聲干擾得到抑制，且所有性能改善的程度均部噪聲干擾得到抑制，且所有性能改善的程度均與反饋深度與反饋深度(1+AF)有關(guān)。有關(guān)。(2)被改善的對象就是被取樣的對象。被改善的對象就是被取樣的對象。負(fù)反饋的特點負(fù)反饋的特點(3)負(fù)負(fù)反反饋饋只只能能改改善善包包含含在在負(fù)負(fù)反反饋饋環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)以以內(nèi)內(nèi)的的放放大大器器性性能能，對對反反饋饋環(huán)環(huán)以以外外的的，與與輸輸入入信信號號一一起起進進來來的的失失真真、干干擾擾、噪噪聲聲及及其其它它不不穩(wěn)穩(wěn)定定因因素素是是無能為力的。無能為力的。15ARiFUi.RifUfUiIi.(a)串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋 6.2.5 改變輸入電阻和輸出電阻改變輸入電阻和輸出電阻一、對輸入電阻的影響一、對輸入電阻的影響16ARiFUi.RifIiIiIf.(b)并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋17 圖圖6.2.4 電壓負(fù)反饋放大器輸出電阻的計算電壓負(fù)反饋放大器輸出電阻的計算 Ro為基本放大器的輸出電阻（即開環(huán)輸出電阻）為基本放大器的輸出電阻（即開環(huán)輸出電阻）為等效開路電壓（為等效開路電壓（Ao為負(fù)載開路放大倍數(shù)）。為負(fù)載開路放大倍數(shù)）。二、對輸出電阻的影響二、對輸出電阻的影響18分析：分析：在無反饋時，將輸入短路在無反饋時，將輸入短路Xi=0，則凈輸入，則凈輸入Xi=0，所以，所以AoXi=0，此時的輸出電阻為，此時的輸出電阻為Ro。引入反饋后，當(dāng)引入反饋后，當(dāng)Xi=0時，凈輸入時，凈輸入Xi 0，而是，而是Xi=-Xf，此時反饋放大器的輸出電阻為：，此時反饋放大器的輸出電阻為：圖圖 6.2.4 負(fù)反饋電路的輸出電阻（負(fù)反饋電路的輸出電阻（a）電壓反饋）電壓反饋 19圖圖 6.2.4 負(fù)反饋電路的輸出電阻（負(fù)反饋電路的輸出電阻（a）電壓反饋）電壓反饋 20圖圖 6.2.4 負(fù)反饋電路的輸出電阻（負(fù)反饋電路的輸出電阻（a）電流反饋）電流反饋 21