MAX4794EUS-T提高信噪比的閉環(huán)放大電路
發(fā)布時(shí)間:2019/11/9 13:21:31 訪問次數(shù):1564
MAX4794EUS-T負(fù)反饋抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲的原理框圖,(a)信噪比低的開環(huán)放大電路框圖 (b)能提高信噪比的閉環(huán)放大電路框圖.
它比原有的信噪比提高了|Av2|倍。必須注意的是,無噪聲放大電路A12在實(shí)踐中是很難做到的,但可使它的噪聲盡可能小,如精選器件、調(diào)整參數(shù)和改進(jìn)工藝等。
例如,一臺(tái)擴(kuò)音機(jī)的功率輸出級常有交流哼聲,來源于電源的50Hz的干擾。其前置級或電壓放大級由穩(wěn)定的直流電源供電,噪聲或干擾較小,當(dāng)對整個(gè)系統(tǒng)的后面幾級外加一負(fù)反饋環(huán)時(shí),對改善系統(tǒng)的信噪比具有明顯的效果。若噪聲或干擾來自反饋環(huán)外,則引入負(fù)反饋也無濟(jì)于事。
對輸人電阻和輸出電阻的影響,放大電路中引入的交流負(fù)反饋的類型不同,則對輸人電阻和輸出電阻的影響也就不同,下面分別加以討論。
對輸入電阻的影響,負(fù)反饋對輸人電阻的影響取決于反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路在輸人回路的連接方式,即取決于是串聯(lián)還是并聯(lián)負(fù)反饋,與輸出回路中反饋的取樣方式無直接關(guān)系(取樣方式只改變AF的具體含義)。因此,分析負(fù)反饋對輸人電阻的影響時(shí),只需畫出輸入回路的連接方式,如圖7.4.3所示。其中Ri是基本放大
電路的輸入電阻(開環(huán)輸人電阻),Rif是負(fù)反饋放大電路的輸入電阻(閉環(huán)輸人電阻)。
串聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻的影響,負(fù)反饋對輸入電阻的影響,(a)串聯(lián)反饋 (b)偏置電阻在反饋環(huán)之外時(shí)的串聯(lián)負(fù)反饋電路方框圖(c)并聯(lián)反饋.
由圖7.4,3a可知,開環(huán)輸人電阻為
Ri=uid/Ii (7.4.6)
有負(fù)反饋時(shí)的閉環(huán)輸人電阻為
Rif=ui/ii (7.4.7)
而ri=rid+vf=(1+aF)uid (7.4.8)
所以 Rif=(1+AF)uid/ii=(1+AF)Ri (7.4.9)
式(7.4,9)表明,引人串聯(lián)負(fù)反饋后,輸人電阻增加了。閉環(huán)輸人電阻是開環(huán)輸人電阻的(1+aF)倍。當(dāng)引人電壓串聯(lián)負(fù)反饋時(shí),Rif=(1+AvFv)Ri。當(dāng)引
人電流串聯(lián)負(fù)反饋時(shí),rif=(1十a(chǎn)gFr)ri。
需要指出的是,在某些負(fù)反饋放大電路中,有些電阻并不在反饋環(huán)內(nèi),如共射電路中的基極偏置電阻Rb,負(fù)反饋對它并不產(chǎn)生影響。這類電路的方框圖如圖7.4.3b所示,由圖可知,R′if=(1+AF)Ri,而整個(gè)電路的輸人電阻Rf=Rb‖R1F。
由圖7.4.3c可見,在并聯(lián)負(fù)反饋放大電路中,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路的輸入電阻并聯(lián),因此閉環(huán)輸人電阻Rif小于開環(huán)輸人電阻ri。由于
Ri=ui/jid (7.4.10)
Rif=vi/ii (7.4.11)
而 fi=jid+jf=(1+AF)id
所以 Rif=ui/(1+af)iid=ri/1+af (⒎⒋12)
式(7,4,12)表明,引入并聯(lián)負(fù)反饋后,輸人電阻減小了。閉環(huán)輸入電阻是開環(huán)輸人電阻的1/(1+AF)倍。當(dāng)引人電壓并聯(lián)負(fù)反饋時(shí),Rif=ri/(1+ArFg);當(dāng)引人電流并聯(lián)負(fù)反饋時(shí),Rif=ri/(1+aifi)。
對輸出電阻的影響,負(fù)反饋對輸出電阻的影響取決于反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出回路的取樣方式,即是電壓還是電流負(fù)反饋。與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸人回路的連接方式無直接關(guān)系(輸入連接方式只改變AF的具體含義)。
電壓負(fù)反饋對輸出電阻的影響,由于電壓負(fù)反饋能使放大電路的輸出電壓趨于穩(wěn)定,因此電壓負(fù)反饋可使放大電路的輸出電阻減小。圖7.4,4是求電壓負(fù)反饋放大電路輸出電阻的框圖。其中Ro是基本放大電路的輸出電阻(即開環(huán)輸出電阻),Ao是基本放大電路在負(fù)載RL開路時(shí)的增益。按照求放大電路輸出電阻的方法,圖中已令輸人信號源xs=0,且忽略了信號源多s的內(nèi)阻Rs,將RL開路(RL=∞),在輸出端加一測試電壓ot,于是,閉環(huán)輸出電阻為
Rof=ut/it (7.4.13)
為簡化分析,假設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻為無窮大,這樣,反饋網(wǎng)絡(luò)對放大電路輸出端沒有負(fù)載效應(yīng)。由圖7,4.4可得
vt=jtRo+Aoxid (7.4.14)
而 xid=-fut (7.4.15)
將式(7.4.15)代人式(7.4,14)得
vt=itRo-AoFvt (7.4.16)
于是得 rof=ut/it=ro/1+aof (7.4.17)
式(7.4.17)表明,引入電壓負(fù)反饋后,輸出電阻減小了。閉環(huán)輸出電阻是開環(huán)輸出電阻的1/(1+AoF)倍。當(dāng)引人電壓串聯(lián)負(fù)反饋時(shí),Rof=Ro/(1+auofu).
MAX4794EUS-T負(fù)反饋抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲的原理框圖,(a)信噪比低的開環(huán)放大電路框圖 (b)能提高信噪比的閉環(huán)放大電路框圖.
它比原有的信噪比提高了|Av2|倍。必須注意的是,無噪聲放大電路A12在實(shí)踐中是很難做到的,但可使它的噪聲盡可能小,如精選器件、調(diào)整參數(shù)和改進(jìn)工藝等。
例如,一臺(tái)擴(kuò)音機(jī)的功率輸出級常有交流哼聲,來源于電源的50Hz的干擾。其前置級或電壓放大級由穩(wěn)定的直流電源供電,噪聲或干擾較小,當(dāng)對整個(gè)系統(tǒng)的后面幾級外加一負(fù)反饋環(huán)時(shí),對改善系統(tǒng)的信噪比具有明顯的效果。若噪聲或干擾來自反饋環(huán)外,則引入負(fù)反饋也無濟(jì)于事。
對輸人電阻和輸出電阻的影響,放大電路中引入的交流負(fù)反饋的類型不同,則對輸人電阻和輸出電阻的影響也就不同,下面分別加以討論。
對輸入電阻的影響,負(fù)反饋對輸人電阻的影響取決于反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路在輸人回路的連接方式,即取決于是串聯(lián)還是并聯(lián)負(fù)反饋,與輸出回路中反饋的取樣方式無直接關(guān)系(取樣方式只改變AF的具體含義)。因此,分析負(fù)反饋對輸人電阻的影響時(shí),只需畫出輸入回路的連接方式,如圖7.4.3所示。其中Ri是基本放大
電路的輸入電阻(開環(huán)輸人電阻),Rif是負(fù)反饋放大電路的輸入電阻(閉環(huán)輸人電阻)。
串聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻的影響,負(fù)反饋對輸入電阻的影響,(a)串聯(lián)反饋 (b)偏置電阻在反饋環(huán)之外時(shí)的串聯(lián)負(fù)反饋電路方框圖(c)并聯(lián)反饋.
由圖7.4,3a可知,開環(huán)輸人電阻為
Ri=uid/Ii (7.4.6)
有負(fù)反饋時(shí)的閉環(huán)輸人電阻為
Rif=ui/ii (7.4.7)
而ri=rid+vf=(1+aF)uid (7.4.8)
所以 Rif=(1+AF)uid/ii=(1+AF)Ri (7.4.9)
式(7.4,9)表明,引人串聯(lián)負(fù)反饋后,輸人電阻增加了。閉環(huán)輸人電阻是開環(huán)輸人電阻的(1+aF)倍。當(dāng)引人電壓串聯(lián)負(fù)反饋時(shí),Rif=(1+AvFv)Ri。當(dāng)引
人電流串聯(lián)負(fù)反饋時(shí),rif=(1十a(chǎn)gFr)ri。
需要指出的是,在某些負(fù)反饋放大電路中,有些電阻并不在反饋環(huán)內(nèi),如共射電路中的基極偏置電阻Rb,負(fù)反饋對它并不產(chǎn)生影響。這類電路的方框圖如圖7.4.3b所示,由圖可知,R′if=(1+AF)Ri,而整個(gè)電路的輸人電阻Rf=Rb‖R1F。
由圖7.4.3c可見,在并聯(lián)負(fù)反饋放大電路中,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路的輸入電阻并聯(lián),因此閉環(huán)輸人電阻Rif小于開環(huán)輸人電阻ri。由于
Ri=ui/jid (7.4.10)
Rif=vi/ii (7.4.11)
而 fi=jid+jf=(1+AF)id
所以 Rif=ui/(1+af)iid=ri/1+af (⒎⒋12)
式(7,4,12)表明,引入并聯(lián)負(fù)反饋后,輸人電阻減小了。閉環(huán)輸入電阻是開環(huán)輸人電阻的1/(1+AF)倍。當(dāng)引人電壓并聯(lián)負(fù)反饋時(shí),Rif=ri/(1+ArFg);當(dāng)引人電流并聯(lián)負(fù)反饋時(shí),Rif=ri/(1+aifi)。
對輸出電阻的影響,負(fù)反饋對輸出電阻的影響取決于反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出回路的取樣方式,即是電壓還是電流負(fù)反饋。與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸人回路的連接方式無直接關(guān)系(輸入連接方式只改變AF的具體含義)。
電壓負(fù)反饋對輸出電阻的影響,由于電壓負(fù)反饋能使放大電路的輸出電壓趨于穩(wěn)定,因此電壓負(fù)反饋可使放大電路的輸出電阻減小。圖7.4,4是求電壓負(fù)反饋放大電路輸出電阻的框圖。其中Ro是基本放大電路的輸出電阻(即開環(huán)輸出電阻),Ao是基本放大電路在負(fù)載RL開路時(shí)的增益。按照求放大電路輸出電阻的方法,圖中已令輸人信號源xs=0,且忽略了信號源多s的內(nèi)阻Rs,將RL開路(RL=∞),在輸出端加一測試電壓ot,于是,閉環(huán)輸出電阻為
Rof=ut/it (7.4.13)
為簡化分析,假設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻為無窮大,這樣,反饋網(wǎng)絡(luò)對放大電路輸出端沒有負(fù)載效應(yīng)。由圖7,4.4可得
vt=jtRo+Aoxid (7.4.14)
而 xid=-fut (7.4.15)
將式(7.4.15)代人式(7.4,14)得
vt=itRo-AoFvt (7.4.16)
于是得 rof=ut/it=ro/1+aof (7.4.17)
式(7.4.17)表明,引入電壓負(fù)反饋后,輸出電阻減小了。閉環(huán)輸出電阻是開環(huán)輸出電阻的1/(1+AoF)倍。當(dāng)引人電壓串聯(lián)負(fù)反饋時(shí),Rof=Ro/(1+auofu).
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