負(fù)反饋的計(jì)算及對電路的影響

負(fù)反饋的計(jì)算及對電路的影響第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗砸阎诙?，共三十二頁，編輯?023年，星期五反饋深度討論負(fù)反饋深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约ふ袷幏Q為反饋深度其中：稱為環(huán)路增益閉環(huán)增益可以表示為：第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五不同類型負(fù)反饋中各種信號量的含義第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五11.4深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即，深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)由于則又因?yàn)榇肷鲜降茫ㄒ渤憺閤fxi）凈輸入量近似等于零由此可得深度負(fù)反饋條件下，放大電路的輸入端滿足“虛短”和“虛斷”。輸入量近似等于反饋量（xid0）第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五對于串聯(lián)負(fù)反饋深度負(fù)反饋條件下虛短虛斷虛短虛斷對于并聯(lián)負(fù)反饋vid=

vi-

vf

0iid=

ii-

if

0vid=

iidri

0深度負(fù)反饋的特點(diǎn)第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五舉例計(jì)算電壓串聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解：根據(jù)虛短、虛斷得閉環(huán)電壓增益例題1同相放大器當(dāng)R1=時(shí)，Avf=1,稱為電壓跟隨器。第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五例題2虛短：反相放大器虛斷：電壓并聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解：舉例計(jì)算第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五近似計(jì)算所示電路的反饋系數(shù)、閉環(huán)增益和閉環(huán)電壓增益。閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益解：忽略基極直流偏置電路后的交流通路如下圖所示。電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋則反饋系數(shù)為在深度負(fù)反饋條件下，利用虛短可知例題3第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五電壓串聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解：根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)電壓增益例題4舉例計(jì)算第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五電流并聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)增益和閉環(huán)源電壓增益表達(dá)式。解：根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)增益所以閉環(huán)電壓增益iR例題5舉例計(jì)算第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五解:閉環(huán)增益求大環(huán)反饋的閉環(huán)增益以及對信號源的閉環(huán)電壓增益。電壓并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)虛短、虛斷0V例題6舉例計(jì)算第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五

負(fù)反饋對放大電路性能的影響減小非線性失真展寬頻帶對輸入電阻和輸出電阻的影響提高增益的穩(wěn)定性第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對A求導(dǎo)得只考慮幅值有反饋深度越深，閉環(huán)增益的穩(wěn)定性越好。在深度負(fù)反饋條件下即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時(shí)，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。加入負(fù)反饋后，放大倍數(shù)的變化只有原來的1/(1+AF)第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五已知某負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)增益為40dB，基本放大器的A變化10%，閉環(huán)增益Af相應(yīng)變化1%，求此時(shí)電路的開環(huán)增益為多少？

例解因?yàn)樗蕴岣咴鲆娴姆€(wěn)定性第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五減小非線性失真動(dòng)畫（9－3）失真的反饋信號，使凈輸入產(chǎn)生相反的失真，從而彌補(bǔ)了放大電路本身的非線性失真。負(fù)反饋可以改善放大電路的非線性失真，但是只能改善反饋環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真。第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五展寬頻帶加入負(fù)反饋后引入負(fù)反饋后使放大電路的通頻帶展寬到基本放大電路的第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五反饋對輸入電阻的影響

串聯(lián)負(fù)反饋開環(huán)輸入電阻Ri=vid/ii因?yàn)関f=F·xoxo=A·vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii所以vi=vid+vf=(1+AF

)vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii引入串聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻增加了。第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五并聯(lián)負(fù)反饋開環(huán)輸入電阻Ri=vi/iid因?yàn)閕f=F·xoxo=A·iid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii所以ii=iid+if=(1+AF)iid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii引入并聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻減小了。反饋對輸入電阻的影響第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五例如：圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>

時(shí)，反饋對Rif幾乎沒有影響。注意:反饋對輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對環(huán)外不產(chǎn)生影響。反饋對輸入電阻的影響第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五閉環(huán)輸出電阻而xid=-xf=-Fvt

忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對it的分流所以引入電壓負(fù)反饋后，輸出電阻減小了。

電壓負(fù)反饋反饋對輸出電阻的影響第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五閉環(huán)輸出電阻而xid=-xf=-Fit

忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對vt的分壓

電流負(fù)反饋所以引入電流負(fù)反饋后，輸出電阻增大了。注意:反饋對輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對環(huán)外不產(chǎn)生影響。反饋對輸出電阻的影響第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五

負(fù)反饋對放大電路性能的改善，是以犧牲增益為代價(jià)的，且僅對環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。串聯(lián)負(fù)反饋——

并聯(lián)負(fù)反饋——

電壓負(fù)反饋——

電流負(fù)反饋——

小結(jié)增大輸入電阻減小輸入電阻減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五11.6負(fù)反饋放大電路的自激振蕩第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩現(xiàn)象在不加任何輸入信號的情況下，放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號輸出,稱為自激振蕩。產(chǎn)生原因在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180，使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋，當(dāng)滿足了一定的幅值條件時(shí)，便產(chǎn)生自激振蕩。第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五自激振蕩條件即又得自激振蕩條件幅值條件相位條件（附加相移）閉環(huán)增益所以，當(dāng)1+AF=0時(shí)，AF=，電路產(chǎn)生自激振蕩，由此可得產(chǎn)生自激振蕩的條件為：負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五穩(wěn)定工作條件破壞自激振蕩條件或當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)，f=0。其中Gm——幅值裕度，一般要求Gm≤

-10dBm——相位裕度，一般要求m≥45寫成等式，且幅值用分貝數(shù)表示時(shí)第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五穩(wěn)定裕度離產(chǎn)生自激振蕩的幅度條件和相位條件的距離，稱為穩(wěn)定裕度。距離越遠(yuǎn)，穩(wěn)定性越好。增益裕度時(shí)所對應(yīng)的相位裕度20log|AF|=0dB時(shí)所對應(yīng)的附加相移

AF與180o的差值。fo指20log|AF|=0dB時(shí)所對應(yīng)的頻率第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析環(huán)路增益的幅頻響應(yīng)寫為一般與頻率無關(guān)，則的幅頻響應(yīng)是一條水平線利用波特圖分析關(guān)鍵是作出的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖水平線的交點(diǎn)為即該點(diǎn)滿足第三十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期五(2)作水平線判斷穩(wěn)定性方法(1)作出的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖(3)判斷是否滿足相位裕度m≥45在相頻響應(yīng)的點(diǎn)處作垂線與交于P點(diǎn)若P點(diǎn)在水平線之下，穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。或在水平線的交點(diǎn)作垂線交于相頻響應(yīng)曲線的一點(diǎn)。若該點(diǎn)|a|≤135，滿足相位裕度