电子电路基础(6.3.1)--深度负反馈放大电路的分析计算
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负反馈放大电路的计算
一:深度负反馈放大电路的近似估算只有放大电路满足了深度负反馈这个条件,我们才可以用近似计算法来估算电路的放大倍数。
这一点是我们学习的重点。
即:(1+AF)1 时,可以对放大倍数进行估算。
当(1+AF)1 时,则
Af=A/(1+AF)≈A/AF=1/F由此可见,引入负反馈后,放大电路的放大倍数仅
取决于反馈系数F,与基本放大电路的放大倍数基本无关。
我们根据Af 和F 的定义:Af=XO/Xi F=Xf/XO 可得到如下近似关系:Xi≈Xf即:在深度负反
馈时,输入量等于反馈量,净输入量为零。
(1)对于串联负反馈Uf≈Ui Ui’≈0 从此式找出输出电压输出电压Uo 与输入电压Ui 的关系,从而估算出电压的放
大倍数Auf(2)对于并联负反馈If≈Ii Ii’≈0从此式找出Uo 和Ui 的关系,估算出Auf 二:负反馈估算方法我们以串联电压负反馈放大电路为例:如图(1)所示电
路为串联电压负反馈放大电路,试分析其电压放大倍数
由于是串联电压负反馈,故Ui≈Uf。
由上图可知,输出电压Uo 经Rf 和Re1 分压后反馈到输入回路。
即:
则:由于输出电压与输入电压的相位一致,故电压的放大倍数为正值。
注:当放大电路不满足深反馈时,不能用此方法求解电压的放大倍数。
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仅供参阅!。
负反馈放⼤电路的分析计算1、利⽤关系式估算闭环电压放⼤倍数通过前⾯的分析已经知道,如果负反馈放⼤电路满⾜|1+AF|》1的条件,则其闭环电压放⼤倍数Af可⽤下式表⽰:(1)上式表明,深负反馈放⼤电路的闭环放⼤倍数AF近似于反馈系数F的倒数,因此,只需求出F,即可得到Af估算闭环放⼤倍数的过程⼗分简单.但是,上⼯中的Af是⼴义的放⼤倍数,其含义和量纲与反馈的组态有关( 见表5-1),并⾮专指电压放⼤倍数。
也就是说,运⽤以上公式估算闭环电压放⼤倍数是有条件的。
只有当负反馈的组成是电压串联式时,式(1)中的Af才代表闭环电压放⼤倍数,此时该式表⽰为此时⽅可利⽤这个公式直接估算深负反馈放⼤电路的闭环电压放⼤倍数。
2、利⽤关系式Xf≈Xi估算闭环电压放⼤倍数对于电压串联负反馈以外的其他三种负反馈组态,即电压并联式、电流串联式和电流并联式反馈,由表可知,式(1)中的Af分别成为Auif、Aiuf和Aiif,它们的物理意义分别表⽰负反馈放⼤电路的闭环转移电阻、闭环转移电导和闭环电流放⼤倍数。
因此,对于这三种组态的负反馈放⼤电路,如果利⽤式(1),则分别求出Auif、Aiuf或Aiif后再经过转换才能得到Auuf,⽽不能简单、直接地求得闭环电压放⼤倍数。
此时,可以根据深负反馈的特点,采⽤其他更为简捷的估算⽅法。
当满⾜深负反馈条件时,由式(1)可知上式中的Af划闭环放⼤倍数,根据定义,Af等于输出信号与外加输⼊信号之⽐,由此可知,在深负反馈条件下,放⼤电路的反馈Xi与外加输⼊信号Xi基本上相等。
当满⾜深负反馈条件时,因1+AF》1,故回路增益的值|AF|很⼤,通常也能满⾜|AF|》1。
由图1可见,Xf=AFXi,此时只需要很⼩的净输⼊信号Xi,此时只需很⼩的净输⼊信号Xi,即可得到很⼤的Xf,使得Xf≈Xi。
负反馈愈深,回路增益的值|AF|愈⼤,则Xf与Xi愈接近相等,Xi也愈趋近于零。
对于任何组态的负反馈放⼤电路,只要满⾜深负反馈的条件,都可以利⽤的Xf≈Xi特点,直接估算闭环电压放⼤倍数。
5.3 深度负反馈放大电路的分析计算定性分析读图判断反馈类型定量计算动态指标(定性分析:读图、判断反馈类型&定量计算:动态指标(、R if 、R of )uf A 常用的计算方法有:等效电路法、拆环分析法(方框图法)、深度负反馈估算法。
2012-5-201fi X X &&=估算步骤:1.计算反馈系数2F&&2.计算闭环放大倍数3.计算闭环电压放大倍数f A uf A &2012-5-203f负反馈类型有四种组态:5.3.1 电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈5.3.2 电压并联负反馈电流串联负反馈5.3.3 电流串联负反馈电流并联负反馈在此要分析反馈组态求放大倍数等5.3.4 电流并联负反馈组态、求放大倍数等。
2012-5-204电压串联负反馈5.3.1 电压串联负反馈(1)判断方法:根据瞬时极性法判断:负反馈输信号与反馈信号输入信号与反馈信号不加在同一电极:串联反馈输出信号与反馈信号在同一电极:电压反馈2012-5-205(2)闭环电压放大倍数R E1F E1uF R R R ⋅=+&Q 111Fuf E uA R F ⋅∴≈=+R 323uF R R =+&Q 2311uf R A R F ⋅⋅∴≈=+2012-5-206u5.3.2 电压并联负反馈1R I F f =-=&&&Q 01U U F G &0U R FI A FGiRf −=≈=∴&&&&110R R R I U U A F i i uf =-⋅==∴&&2012-5-2075.3.3 电流串联负反馈1E f R R U F &&&Q ==011Gf I A I=≈=∴&&&''001LL uf E Ri R R I U A R F U −=⋅−==∴&&&&1E ii R U U f U &&Q =F R I R IF =&&&0011L F R i Gf R R I U R F U A ⋅=≈∴&&&&&=2012-5-208F L i i uf R U U A ===∴&&005.3.4 电流并联负反馈E f f R R I IF =≈=2&&&&&Q F E If F E e I R R I A R I I +=≈=∴+202201&&&&()F E C C usf E I i rR R R R r I R I U U A R F I ⋅+⋅=⋅⋅==∴222002&&&&&3f I I R F ⋅⋅==−&Q sE sis2331Fo oFIfR R I R R I A ⋅⋅⋅⋅++∴=≈=−33()i Io o L F LR I F R R R I R U ⋅⋅⋅+⋅−2012-5-209311uf i iA R R U I R ⋅⋅∴===⋅⋅例题:回答下列问题。
负反馈放⼤电路的计算及设计⼀般的放⼤电路,增益达到40-60dB就很不错了。
但是考虑到电路的稳定性,采⽤⼀只晶体管放⼤电路的增益⼀般希望在20dB,若要获得更⾼的电压增益,就需要考虑⼆级或者多级耦合放⼤电路了。
⼀.放⼤电路反馈的判断⽅法(1)正负反馈的判断:从输⼊级到输出级依次标出各级信号的瞬时极性,判断⽅法是:输⼊信号与反馈信号不在同⼀节点引⼊,若瞬时极性相同,则为负反馈,若两者的瞬时极性不同,则为正反馈。
(2)电压反馈和电流反馈的判断:通过判断反馈到输⼊端的反馈信号正⽐于输⼊电压还是输⼊电流来判断是电流反馈还是电压反馈。
判断⽅法是:除公共接地线外,输出信号与反馈信号从同⼀点接出,则为电压反馈,若输出信号与反馈信号从不同点接出,则为电流反馈。
(3)串联反馈和并联反馈的判断:以反馈信号与输⼊信号在电路输⼊端相⽐较的⽅式来区分,反馈信号与输⼊信号以电压的形式相⽐较,则为串联反馈,以电流的⽅式相⽐较,则为并联反馈。
判断⽅法:输⼊信号与反馈信号从同⼀点引⼊,为并联反馈,输⼊信号与反馈信号从不同点引⼊,则为串联反馈。
⼆.反馈对放⼤电路特性参数的影响(1)输⼊电阻串联负反馈增加输⼊电阻:并联负反馈减⼩输⼊电阻:(2)输出电阻电压负反馈减⼩输出电阻:电流负反馈增加输出电阻:(3)增益使电路的增益减⼩。
(4)带宽扩展为基本放⼤电路的倍。
(5)负反馈改善放⼤电路本⾝引起的⾮线性失真(6)负反馈放⼤电路抑制反馈环内的噪声,提⾼性能噪⽐。
三.负反馈放⼤电路的⼀般表达式及四种基本组态(1)负反馈放⼤电路的⼀般表达式:开环增益:,为净输⼊信号反馈系数:闭环增益:,为开环增益。
反馈深度:,称为环路增益。
当>>1时,反馈放⼤电路的闭环增益与基本放⼤电路⽆关,只与反馈⽹络有关,这种反馈称为深度负反馈。
深度负反馈下放⼤电路的近似计算:深度负反馈的实质是忽略净输⼊量;当电路引⼊串联负反馈时,当电路引⼊串联负反馈时,分析及设计及电路时,常⽤上⾯的定律计算⼀个反馈放⼤电路的增益。