PC3H7D由此例可知,在深度負(fù)反饋[(1+AF)>>1]條件下,反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的大小相差甚微,凈輸入信號(hào)則遠(yuǎn)小于輸入信號(hào)。

在中頻區(qū),負(fù)反饋放大電路的增益與其開(kāi)環(huán)增益相比,是增加了還是減小了?

負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式是在什么條件下推導(dǎo)出來(lái)的?

什么是深度負(fù)反饋?什么是環(huán)路增益?

在放大電路中引人負(fù)反饋后,除了使閉環(huán)增益下降外,還會(huì)影響放大電路的許多性能①,現(xiàn)分述如下.

提高增益的穩(wěn)定性,放大電路的增益可能由于元器件參數(shù)的變化、環(huán)境溫度的變化、電源電壓的變化、負(fù)載大小的變化等因素的影響而不穩(wěn)定,引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋后,可提高閉環(huán)增益的穩(wěn)定性。

當(dāng)負(fù)反饋很深,即(1+AF)>>1時(shí),由式(7.3.5)得

Af=A/1+AF=1/F          (⒎4.1)

這就是說(shuō),引人深度負(fù)反饋后,放大電路的增益決定于反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù),而與基本放大電路幾乎無(wú)關(guān)。反饋網(wǎng)絡(luò)一般由穩(wěn)定性能優(yōu)于半導(dǎo)體三極管的無(wú)源線性元件(如R、C)組成,因此,閉環(huán)增益是比較穩(wěn)定的。

在一般情況下,增益的穩(wěn)定性常用有、無(wú)反饋時(shí)增益的相對(duì)變化量之比來(lái)衡量。用dA/A和dAf/處f分別表示開(kāi)環(huán)和閉環(huán)增益的相對(duì)變化量。將Af=A/1+AF對(duì)A求導(dǎo)數(shù)得

dAf=DA= (1+AF)-AF/(1+AF)2=1/(1+AF)2  

負(fù)反饋對(duì)放大電路通頻帶的影響將在7.7節(jié)介紹。

或               dAf=da/(1+af)2                 (7.4.2)

將式(7.4.2)兩邊分別除以af=a/1+af,得

          daf/af=1/1+afda/a

該式表明,引入負(fù)反饋后,增益的相對(duì)變化量為開(kāi)環(huán)增益相對(duì)變化量的dAf/Af越小,閉環(huán)增益的穩(wěn)定性越好。

例7,4,1 設(shè)某放大電路的A=1000,由于環(huán)境溫度的變化,使增益下降為900,引人負(fù)反饋后,反饋系數(shù)F=0.099。求閉環(huán)增益的相對(duì)變化量。

解:無(wú)反饋時(shí),增益的相對(duì)變化量為

dA/a=1000-900/1000=10%

反饋深度為

1+AF=1+1000*0.099=100

有反饋時(shí)，閉環(huán)增益的相對(duì)變化量為

daf/af=1/1+afda/a=1/100*10%=0.1%

式中1＋1000／100＝10

顯而易見(jiàn),引入負(fù)反饋后,降低了閉環(huán)增益,但換取了增益穩(wěn)定度的提高。不過(guò)有兩點(diǎn)值得注意:

負(fù)反饋不能使輸出量保持不變,只能使輸出量趨于不變。而且只能減小由開(kāi)環(huán)增益變化而引起的閉環(huán)增益的變化。如果反饋系數(shù)發(fā)生變化而引起閉環(huán)增益變化,則負(fù)反饋是無(wú)能為力的。所以,反饋網(wǎng)絡(luò)一般都由無(wú)源元件組成。

不同類型的負(fù)反饋能穩(wěn)定的增益也不同,如電壓串聯(lián)負(fù)反饋只能穩(wěn)定閉環(huán)電壓增益,而電流串聯(lián)負(fù)反饋只能穩(wěn)定閉環(huán)互導(dǎo)增益。

減小非線性失真,多級(jí)放大電路中輸出級(jí)的輸入信號(hào)幅度較大,在動(dòng)態(tài)過(guò)程中,放大器件可能工作到它的傳輸特性的非線性部分,因而使輸出波形產(chǎn)生非線性失真。引人負(fù)反饋后,可使這種非線性失真減小,現(xiàn)以下例說(shuō)明:

某電壓放大電路的開(kāi)環(huán)電壓傳輸特性如圖7.4.1中曲線1所示,該曲線斜率的變化反映了增益隨輸人信號(hào)的大小而變化。uo與vI間的這種非線性關(guān)系,說(shuō)明若輸人信號(hào)幅度較大,輸出會(huì)產(chǎn)生非線性失真。引人深度負(fù)反饋[(1+AF)>>1]后,由式(7.4.1)可知,閉環(huán)增益近似為1/F,所以該電壓放大電路的閉環(huán)電壓傳輸特性可近似為一條直線,如圖7,4,1中曲線2所示。與曲線1相比,在輸出電壓幅度相同的情況下,斜率(即增益)雖然變小了,但增益因輸人信號(hào)的大小而改變的程度卻大為減小,這說(shuō)放大電路的傳輸特性明uo與v1之間幾乎呈線性關(guān)系,亦即減小了非線 1~開(kāi)環(huán)特性;2一閉環(huán)特性性失真。負(fù)反饋減小非線性失真的程度與反饋深度(1+AF)有關(guān)。

應(yīng)當(dāng)注意的是,負(fù)反饋減小非線性失真所指的是反饋環(huán)的失真。如果輸入波形本身就是失真的,這時(shí)即使引人負(fù)反饋,也是無(wú)濟(jì)于事的。

抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲,對(duì)放大電路來(lái)說(shuō),噪聲或干擾是有害的,下面介紹負(fù)反饋能抑制噪聲的原理。設(shè)在圖7.4.2a的輸人端,存在由該放大電路內(nèi)部產(chǎn)生的折算到輸人端的噪聲或干擾電壓vn①。此時(shí)電壓的信噪比為

             s/n=vs/vn      (7.4.4)

為了提高電路的信噪比,在圖7,4.2a的基礎(chǔ)上,另外增加一增益為⒋2的前置級(jí),并認(rèn)為該級(jí)為無(wú)噪聲的,然后對(duì)此整體電路加一反饋系數(shù)為fv的反饋網(wǎng)絡(luò),如圖7.4,2b所示。由此可得反饋系統(tǒng)輸出電壓的表達(dá)式為

vo=vsav1av2/1+av1av2fv+vnav1/1+av1av2fv    

于是可得新的信躁比為s/n=vs/vnav2  (7.4.5)

一般而言,噪聲電壓on的頻譜分布很廣,嚴(yán)格地說(shuō),用vn來(lái)表示是不妥的,這里只是說(shuō)明負(fù)反饋能抑制噪聲并提高信噪比的原理。