负反馈对放大器性能的影响
6.2 负反馈对放大器性能的影响
放大电路空载时可等效 右图框中为电压源: 右图框中为电压源:
Ro voc
RL
vo
输出电阻越小, 输出电阻越小,输出电 压越稳定,反之亦然。 压越稳定,反之亦然。
——模拟电子线路
2) 电流负反馈使电路的输出电阻增大 基本放大器 反馈网络 电流串联 互导放大器 电流控制电压源
Ri vid = −F ⋅ i ⋅ Ri + Rs
Ro v Rof = = i 1+ A F Ri vo Ri + Rs
Avso为基本放大器在 RL→∞时的源电压增益。 ∞时的源电压增益。
Ro Rof = 1+ Avso F
——模拟电子线路
电压并联负反馈
Ro Rof = 1+ Arso F
Arso为基本放大器在 RL→∞时的源互阻增益。 ∞时的源互阻增益。 理解: 理解:电压负反馈目的是 阻止∆ 的变化, 阻止∆vo的变化,稳 定输出电压。 定输出电压。
——模拟电子线路
6.2 负反馈对放大器性能的影响
负反馈电路 的基本方程
& Xf & F= & X
& Xi
& Xo & A= & Xid & & & X = X −X
id i
o
& Xf
+ –
×
& X id
基本放大 & 电路 A
& Xo
反馈网 & 路F
f
& A & Af = && 1+ AF
——模拟电子线路
——模拟电子线路
电流并联负反馈
Rof = (1+ AisnF)Ro
负反馈放大电路实验报告总结
负反馈放大电路实验报告总结
负反馈放大电路是一种能够有效提高放大器性能的电路。
通过引入反馈信号,可以减小放大器的非线性失真、提高增益稳定性和频带宽度等。
本次实验中,我们通过搭建简单的负反馈放大电路,验证了负反馈的作用和效果。
实验步骤:
首先搭建一个基本的放大电路,包括一个晶体管、电源、输入信号和输出装置。
然后,在电路中引入一个反馈回路,将输出信号与输入信号进行比较,从而控制放大器的增益。
最后调节反馈回路的参数,观察放大器的性能变化。
实验结果:
通过实验,我们发现负反馈放大电路能够有效提高放大器的性能。
在没有反馈时,放大器的增益较高,但存在非线性失真和频带受限等问题。
而在引入反馈信号后,放大器的增益减小,但失真程度明显降低,频带宽度也得到了扩展。
我们还观察到反馈回路的参数对放大器性能的影响。
当反馈电阻较小,反馈信号影响较小,放大器的增益仍然较高;当反馈电阻较大,反馈信号影响较大,放大器的增益显著减小。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的反馈回路参数。
总结:
负反馈放大电路是一种简单有效的电路,对于提高放大器的性能具有重要作用。
实验中,我们通过搭建电路、调节参数等方式,验证了负反馈的作用和效果,并发现了反馈回路参数对放大器性能的影响。
这对于我们在实际应用中设计和优化电路具有重要的指导意义。
实验四 负反馈放大器
实验四 负反馈放大器一. 实验目的1.加深理解负反馈对放大器性能的影响。
2.学会测量放大器的输入电阻、输出电阻以及电压放大倍数。
二. 预习要求1.复习教科书中有关负反馈的内容,负反馈放大器的工作原理。
2.掌握输入、输出电阻的测量方法、测量步骤。
三. 实验原理放大器加入负反馈后,由于反馈信号是削弱输入信号的,结果将使放大倍数降低,但却提高了放大倍数的稳定性、扩展了通频带、减小了非线性失真、并能抑制干扰和噪声,变换放大器的输入和输出电阻等。
1.负反馈对放大器放大倍数的影响 负反馈放大器由基本放大器和反馈网络组成, 如图1所示。
图中的X 表示信号,它即可代表电压又可 代表电流,箭头表示信号传输的方向。
反馈网络 图1 负反馈放大器的组成框图从输出信号o X 中取出反馈信号f X ,使f X 与外加输入信号i X 相叠加,得到净输入信号di X 。
对于负反馈来说: di X = iX -f X (1) 上式中,i X 与f X 的相位相同,故di X < iX 。
从图中可以看出,基本放大器(无反馈时)的放大倍数A(开环放大倍数)和反馈网络的反馈系数F 分别为: dio X X A= (2) ofXX F= (3)反馈放大器的放大倍数fA (闭环放大倍数)为: io f X X A = (4) 联立求解式(1)、(2)、(3)、(4)便得到闭环放大倍数的一般表达式。
F AA A f +=1 (5) A是在无反馈时,需考虑负载电阻R L 和反馈网络的负载作用时基本放大器的放大倍数。
从式(5)可知,加入负反馈后,放大器的放大倍数减小到开环放大倍数的1/(1+A F )倍。
(1+AF )称为反馈深度。
当A F >>1,称为深度负反馈,此时: FA f 1≈= 放大器的放大倍数只由反馈系数F决定,与晶体管的参数无关。
2. 负反馈的基本类型根据反馈网络在放大器输出端的取样信号是电压还是电流,负反馈可分为电压负反馈 和电流负反馈,根据反馈信号在放大器的输入端与输入信号是串联还是并联,负反馈又可分为串联负反馈和并联负反馈。
第五章第二节负反馈对放大器性能的影响
ωPf
其中,
ωPf =ωHf =ωH(1+ kf A ) =ωHF I
A A I = I A = fI 1+ kf A F I
(5-2-15)
二、非线性失真
利用负反馈,可以有效地改善放大器的非线性失 真。例如,若基本放大器的非线性失真使其输出 信号产生正半周幅度大、负半周幅度小的失真波 形,如图5-2-6(a)所示。
∆A S = f A f
A A f
∆A A ∆A f = A A ∆A f
(5-2-1)
若△A为小值,则上式可用偏导数表示:
A ∂A A ∂A As f S = 或 Afs = s fs S A ∂A As ∂A f f s
A A f
(5-2-2)
若设该参量用x表示,则Af(或Afs)对x的灵敏度为
5.2.2 输入和输出电阻
负反馈可以改变放大器的输入和输出电 阻,这是负反馈放大器又一个宝贵的特 性。
一、输入电阻
负反馈对输入电阻的影响与反馈网络在 放大器输入端的连接方式有关,而与输 出端的连接方式无关。 因此,在推导输入电阻表达式时,只 需画出图5 需画出图5-2-1所示两种放大器输入端的 连接图,而将放大器输出端统一用输出 信号xo表示。 信号xo表示。
x ∂A A ∂A x ∂A A x f f S = = ⋅ = SAf ⋅ SA A ∂x A ∂A A ∂x f f
x A f
(5-2-3)
根据式(5-1-4),求得
1 1 1 1 As S = = 或 Afs = S = 1+T F 1+Ts F s
A Af
(5-2-4)
必须指出,施加不同类型反馈,只能减小相应 增益的灵敏度。例如,电流串联反馈只能减小 互导增益Agf的灵敏度,但不能降低电压增益Avf 的灵敏度,只有当RL为定值时,才能降低 Avf 的灵敏度。
4负反馈对放大电路性能的影响
本继页续完
负反馈对放大电路性能的改善
一、稳定放大倍数
2. 增益恒定程度的定量分析
—dA—f
1 = ———
· d—A
Af (1+AF) A
上式表明 , 有负反馈时电 路受外界影响的增益相对变 化只是开环增益相对变化的 1/(1+AF)。
变 电压Af增益和电流增益
Xs 换 Xi
Xid 基本放大
XO
网
电路A
—|U—s | |Un |
闭环电路的信噪比的
+ 推- 导Un +
Us -
+ 开环放大
Ui -
电路Au1
Au1Us Au1Un
输出信号的信噪比
S / N =|—Au—1U—S | = —|U—S | |Au1Un | |Un |
- Un +
负反馈对放大电路性能的改善
二、减少非线性失真
1、负反馈减少非线性失
真原理。
引入负反馈尤其是深度负
反馈后,闭环放大电路( 反馈
环)的电压增益为:
Af
——1 F
=
—uu—io =常数<Au
电压增益虽然减少了,但
很大的范围内电压增益基本
是线性的。
注意:负反馈减少非线性 失真所指的是反馈环内的失 真。如果输入波形本身就失 真的,这时即使引入负反馈,也 是无济于事的。
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负反馈示减波器少演非示 线负性反馈失减少
2、负反馈得减以少减非少线。性失真
真过程
减少非线性 失真过程
非线性失真 过程演示
过程
Af
在比较环节上, Xi与Xf相减,得出 新的净输入Xid , 造成预失真。
实训六电压串联负反馈对放大器性能影响
Vi (v)
0.1v
0.2v
0.5v
0.6v
VA (有 RF )6、设计一负反馈放大器,要求A Vf 10,
输入阻抗 R if ﹥1M 。画出电路图,计算电路参数, 并实际测量是否达到设计要求。
(1)输出电压 U o 与输入电压之间满足关系式
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原 则,可简化运放电路的计算。
在实际的负反馈电路里,有四种常见的组态:
电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。引入
负反馈后,放大电路的许多性能得到改善,如:提 高了输出的稳定性;改善了输入、输出电阻(增大 或减小);展宽频带;降低非线性失真。 电压串联负反馈放大电路是基本运算电路。本
仪 器 毫伏表 示波器 Vi (v) Vo(v) VoL (v) Rof(计算值) Rof(理论值)
*4、测量电路的上限频率 f H f
输入: V .5 V的正弦信号,保持V i 不变,改变 i 0 信号频率,测量 f H f(当 V o 或 AVf下降到0.707倍中频 放大倍数时所对应的频率值)。
实训6:电压串联负反馈对放大器性能的影响
一、实验目的
1
了解引入负反馈后对放大器主要性能的 影响。 掌握深度负反馈条件下,各项性能的测 试方法。
2
二、实验原理
理想运算放大器特性 在大多数情况下,将运放视为理想运放,就是 将运放的各项技术指标理想化,满足下列条件的运 算放大器称为理想运放。 开环电压增益 A ud 输入阻抗 ri ro 0 输出阻抗 带 宽 f BW 失调与漂移均为零等。
实验仅对电压串联负反馈放大电路的放大倍数、输
模拟电路:6-2 负反馈对放大电路性能的影响
c3 e3
T3 C2
+ U i
C1
e1
Re1
+ U
O
Re3
-
RF2
电压并联负反馈
【例2】如果要求当负反馈放大电路的开环增益A的相对变化量 如果要求当负反馈放大电路的开环增益 的相对变化量 为25%时,其闭环增益 f的相对变化量为 ,又要求闭环增益 时 其闭环增益A 的相对变化量为1%, 应选多大? 应选多大? 为100,问A应选多大?这时反馈系数 应选多大? , 应选多大 这时反馈系数B应选多大 解:根据已知条件可得: 根据已知条件可得:
A Af = = 100 1 + AB
dA f 1 dA = Af 1 + AB A
dA f 1 = × 0.25 = 0.01 1 + AB = 25 Af 1 + AB
A = (1 + AB) × 100 = 2500
24 B= ≈ 0.01 2500
【例3】假设单管共射放大电路在无反馈时的中频电压增益为 Aum= -100,fL=30Hz;fH=3kHz,如果反馈系数为 u=-10%,问 , ; ,如果反馈系数为B , 闭环的A 各等于多少? 闭环的 u mf,fL;fH各等于多少? 解:根据已知条件可得: 根据已知条件可得:
引入负反馈后,放大电路的通频带展宽了( 引入负反馈后,放大电路的通频带展宽了(1+AmB)倍. )
四,对输入,输出电阻的影响 对输入, 1,串联负反馈使输入电阻增大 ,
Ii + Ui + Ud + Uf Ri
放大电路
无反馈时: 无反馈时:
XO
引入串联负反馈后: 引入串联负反馈后:
Ud Ri = Ii
实验三--负反馈放大电路的研究(1)
实验三 负反馈放大器电路的研究一. 实验目的1.加深理解负反馈对放大器性能的影响。
2.学会测量放大器的输入电阻、输出电阻以及电压放大倍数。
二、实验设备与器件名称数量函数信号发生器 1示波器 1万用表 1直流稳压电源 1741/LM324 2电阻若干三. 实验原理放大器加入负反馈后,由于反馈信号是削弱输入信号的,结果将使放大倍数降低,但却提高了放大倍数的稳定性、扩展了通频带、减小了非线性失真、并能抑制干扰和噪声,变换放大器的输入和输出电阻等。
1、把输出信号的一部分或全部通过一定的方式引回到输入端的过程称为反馈。
反馈放大电路由基本放大电路和反馈网络组成,其基本关系式为Af=A/(1+AF)。
判断一个电路有无反馈,只要看它有无反馈网络。
反馈网络指将输出回路与输入回路联系起来的电路,构成反馈网络的元件称为反馈元件。
反馈有正、负之分,可采用瞬时极性法加以判断:先假设输入信号的瞬时极性,然后顺着信号传输方向逐步推出有关量的瞬时极性,最后得到反馈信号的瞬时极性,若反馈信号为削弱净输入信号的,则为负反馈,若为加强净输入信号的,则为正反馈。
反馈还有直流反馈和交流反馈之分。
若反馈电路中参与反馈的各个电量均为直流量,则称为直流反馈,直流负反馈影响放大电路的直流性能,常用以稳定静态工作点。
若参与反馈的各个电量均为交流量,则称为交流反馈,交流负反馈用来改善放大电路的交流性能。
2、负反馈放大电路有四种基本类型:电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈和电流并联负反馈。
反馈信号取样于输出电压的,称电压反馈,取样于电流的,则称电流反馈。
若反馈网络与信号源、基本放大电路串联连接,则称为串联反馈,其反馈信号为uf,比较式为uid=uI-uf,此时信号源内阻越小,反馈效果越好;若反馈网络与信号源、基本放大电路并联连接,则称为并联反馈,其反馈信号为if,比较式为Iid=iI-if,此时信号源内阻越大,反馈效果越好。
3、负反馈放大电路性能的改善与反馈深度(1+AF)的大小有关,其值越大,性能改善越显著。
负反馈对放大电路性能的影响
Xo
Rif
U i Ii
U i Id
1
1 A F
1
Ri A F
If
F
Rif 1 RAi F
|1
A F
8.11
| 1
并联负反馈方块图
Rif Ri
开路放大倍
2.对输出电阻旳影响
数
⑴电压负反馈
开环放大器
将电压负反馈开环放大器输出用电压源旳等输效出电,阻反
馈网络只从输出端取电压,而不取电流。
U 'o I'o Ro Ao X d Xi=0
8.3.3 减小放大器非线性和内部噪声旳影响
• 放大器旳一种经典旳开环传播特征如图
8.9曲线1所示;它表白了Uo与Ui之间旳非 线性关系。
假如是 (1 A F ) 1
1—开环特征
Uo
2—闭环特征
即深度负反馈,闭
环放大倍数近似为
1/ F 传播特征近似
Ui
为一条直线。
图8.9放大器旳传播特征
8.3.3 减小放大器非线性和内部噪声旳影响
1
Ro AoR FG
结论:电压负反馈稳定输出电压,使输出电压 接近恒压。
⑵电流负反馈
• 将开环放大器输出电 流源等效如图8.13所
开环放大器 旳短路输出
示。
电流
I’o
Xi=0 +
Xd ASXd
Ro
_
U’o
开环放 大器输 出电阻
Ro
Xf F
图8.13 电流负反馈方块图
AS是 短 路 开 环 放大倍数 (即负载短 路时旳放大 倍数)。
⑵电流负反馈 反馈网络只从输出端取电流,而不取电压。
Rof
U 'o I'o
负反馈对放大器性能的影响
I of
Uo Ro
AF Iof
I of
Uo Ro (1 AF )
输出电阻变大
结论
➢ 串联负反馈增大放大器的输入电阻;并联负反 馈减小放大器的输入电阻。电压负反馈,稳定输 出电压,减小输出电阻;电流负反馈,稳定输出 电流,增大输出电阻。
➢ 输入电阻、输出电阻增大和减小的数量都与反
馈深度
有关。
电路与模拟电子技术
(3)负反馈只能改善包含在负反馈环节以内的放大器性能, 对反馈环以外的,与输入信号一起进来的失真、干扰、噪声 及其它不稳定因素是无能为力的。
1.4 对输入电阻和输出电阻的影响
1 串联负反馈和并联负反馈对放大器输入电
+ .
Ui
- -
R
if
阻的影响
.
Ii
+ .
Ud
.
-
Uf +
Ri A
回路型连接形式
(a)串联反馈
I of
U o AoF U o
Ro
Uo Ro
1 AoF
输出电阻变小
(b)电流负反馈放大器输出电阻
电流负反馈放大器
. Xi= 0
X.′i=
. -Xf=
. -FIo f
. AXi′
Ro
. Io f
+. Uo
-
Ro f
Rof
Uo
I of
X i 0
I of
Uo Ro
A X i
X i X i X f F Iof
f Lf
fL
fH
f Hf
无反馈放大器的带宽
负反馈放大器的带宽
f(频率)
图8.11负反馈改善放大器频率响应的示意图
负反馈的特点
负反馈对放大器性能的影响
负反馈对放大器性能的影响为了改善放大电路的某些性能指标,达到某种预期的目的,常在放大电路中引入某种负反馈组态。
放大电路一旦引入某种组态的负反馈,它的很多性能指标都将被影响,影响的程度均与反馈深度1+A ˙ F ˙ 的大小有关。
本节内容重点在于把握负反馈对放大电路各方面性能影响的结论。
1、结论1——负反馈使放大器的放大倍数下降| 1+ A ˙ F ˙ |1 →负反馈→净输入信号减弱→ X ′ ˙ i X ˙ i → | A ˙ f || A ˙ | 。
即负反馈使放大器的放大倍数下降。
闭环放大倍数A ˙ f = X ˙ o X ˙ i = A ˙ 1+ A ˙ F ˙ 在中频区为表示为A f = X o X i = A 1+AF可见, 闭环放大倍数A f 仅是开环放大倍数A 的1 1+AF 倍。
2、结论2——稳定被取样的输出信号电压负反馈——稳定输出电压U o 。
以图6.8所示的电压串联负反馈电路为例,当某一因素使U o 增大时,反馈过程如下:可见,U o 的变化量大大减小,稳定性大大提高。
电流负反馈——稳定输出电流I o 。
以图6.10所示的电流串联负反馈电路为例,当某一因素使I o 增大时,则反馈过程:可见,I o 的变化量大大减小,稳定性大大提高。
3、结论3——放大倍数的稳定性提高对A f = A 1+AF 求导,整理后d A f A f = 1 1+AF dA A无论何种缘由引起放大倍数发生变化,均可以通过负反馈使放大倍数相对变化量减小,放大倍数的稳定性提高了。
4、结论4——可以展宽通频带放大电路的频率响应引起放大倍数下降,通过负反馈可以展宽通频带。
闭环放大倍数A f 是开环放大倍数A 的1 1+AF 倍,闭环放大电路的通频带B W f 是开环放大电路的通频带BW 的(1+AF )倍。
增益带宽积不变。
设开环时放大电路在高频段的放大倍数为:A ˙ H = A ˙ m 1+j f f HA ˙ m —— 开环时中频放大倍数f H —— 开环时上限频率引入负反馈后的高频放大倍数为:A ˙ Hf = A ˙ H 1+ A ˙ H F ˙ 整理后得引入负反馈后的中频放大倍数和上限频率A ˙ mf = A ˙ m 1+ A ˙ m F ˙ f Hf =(1+ A ˙ m F ˙ ) f H 。
实验三负反馈放大电路
实验三 负反馈放大电路
一、实验目的
1、研究负反馈对放大器性能的影响。
2、掌握反馈放大器性能的测试方法。
二、实验原理
反馈在电子技术中得到广泛应用。所谓反馈就是将放大器的输出信号(电压或电流)的一部分或全部,通过适当的电路(反馈网络)送回到放大电路的输入回路,使放大器获得某些性能的改善。在电子技术中,对反馈来说,有正反馈和负反馈两类。但如何判断电路的反馈是属哪一类呢?可以采用瞬时极性法。先假定输入信号处于某一个瞬时极性,然后逐级推出电路其他有关各点瞬时信号极性情况,最后判断反馈到输入端信号的瞬时极性是增强还是削弱了原来的输入信号。如果反馈回来的信号增强了原输入信号则为正反馈。相反,削弱了输入信号就是负反馈。
559
闭环
∞
1
29.9
29.9
46.6
1.5K
1
29
29
Multisim仿真:
软件版本号:Multisim 14.2
三极管型号:2N1711
仿真步骤:
(1)开环电路
在Multisim中选择元器件,搭建图1所示电路,暂不接入反馈信号Rf与Cf,按照图1修改元器件参数,直流电压源为+12V。
选择交流电压源V1,频率设为10KHz,从R1处输入信号。在Vi处放置电压探针,调节V1幅值,直至Vi显示电压有效值为1mV.
图8反馈接入基极(仿真)
(4)总结反馈对失真改善的特点。
特点:引入电压串联负反馈后,电路在采集原始信号时其真度提高,与上一级电路的衔接性增强,可改善波形失真。对于同一放大电路,若引入负反馈,当输出波形刚出现失真时,对应的输入电压将远大于无负反馈时刚出现失真所对应的输入电压。
3.测放大器频率特性
负反馈放大器实验介绍
负反馈放大器实验目的1.研究负反馈对放大器性能的影响。
2.掌握负反馈放大器性能的测试方法。
实验学时3学时实验仪器双踪示波器、音频信号发生器、数字万用表、模拟电路实验装置。
预习要求1.复习负反馈对放大器的影响和估算负反馈放大器的电压放大倍数。
2.认真阅读实验内容要求,估计待测量内容的变化趋势。
3.图3-3-1电路中晶体管β值为120,计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。
实验原理1.电路原理电压串联负反馈放大电路如图3-3-1所示。
电路通过10μF电容、3K电阻和第一级射极电阻、电容引入交流电压串联负反馈。
电压负反馈的重要特点是电路的输出电压趋向于维持恒定,因为无论反馈信号以何种方式引回到输入端,实际上都是利用输出电压V o本身通过反馈网络对放大电路起自动调整作用。
若当V i一定时,若负载电阻RL减小而使输出电压V o下降,则电路将进行如下的自动调整过程:R LVo可见,反馈的作用牵制了V o的下降,从而使V o基本恒定。
电压串联负反馈能够稳定电压增益,使输入电阻增加,输出电阻减小。
在电压串联负反馈电路中,信号源内阻R S越小,反馈效果越好。
图3-3-1负反馈放大电路2.基本关系式V f =F u Vo 66R R R V V F f o fu +== uu u uf A F A A +=1 当A >>1,Auf ≈u F 1 实验内容与步骤1.负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试(1) 开环电路① 按图接线,R F 先不按入。
② 输入端接入V s =100mV f=1KHz 的正弦波。
调整接线和参数使输出不失真且无振荡。
③ 按表3-3-1要求进行测量并填表。
④ 根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻r o 。
(2)闭环电路① 接通RF 按要求调整电路;② 按表3-3-1要求测量并填表,计算A uf ;③ 根据实测结果,验证A uf ≈1/F。
表3-3-1 开环和闭环放大倍数测量表2.负反馈对失真的改善作用(1)将图3-3-1电路开环,逐步加大V i 幅度,使输出信号出现失真(注意不要过分失真)记录失真波形幅度。
实训六 电压串联负反馈对放大器性能的影响
(1)输出电压 U o与输入电压之间满足关系式
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原 模拟电子 技术实验 则,可简化运放电路的计算。
在实际的负反馈电路里,有四种常见的组态:
电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。引入
负反馈后,放大电路的许多性能得到改善,如:提 高了输出的稳定性;改善了输入、输出电阻(增大 或减小);展宽频带;降低非线性失真。 电压串联负反馈放大电路是基本运算电路。本
Rif(计算值)
Rif(理论值)
3、电路的输出电阻 Rof
令 RL 510 输入: 500 Hz, i 0.5V 的正弦信号,测量 f V 并记录:当 RL 时的Vo 值;当 RL 510 时的 VoL 值,计算 Rof 。 Vo VoL Rof RL VoL
5、观察A点电位 令 Vi 为:0.1v、0.2v、0.5v、0.6v 时,测量A点 电位。
模拟电子 技术实验
Vi (v) VA (有RF)
0.1v
0.2v
0.5v
0.6v
6、设计一个负反馈放大器,要求 并实际测量是否达到设计要求。
模拟电子 技术实验
AVf 10 ,
输入阻抗 Rif ﹥1M 。画出电路图,计算电路参数,
仪 器
毫伏表 示波器
Vi (v)
Vo (v)
AVf(计算值)
AVf(理论值)
模拟电子 技术实验
2、电路的输入电阻 Rif
在 R1 前面串接 Rs ,令 Rs 1M ,测量
、
Vs ,计算 Vi
Rif
Vi Rif Rs Vs Vi
仪 器 毫伏表 示波器
模拟电子 技术实验
反馈的基本概念及负反馈对放大器性能的影响
电路
联样
iO 反馈
网络
uO 连 电 -接流
结论:采用电压反馈还是电流反馈取决于负载的需求。
2021/4/4
14
三、“交流负反馈”的四种组态及判别方 串联法反馈和并联反馈:
描述放大电路和反馈网络在输入回路的连接方式, 即反馈量、输入量和净输入量三者的叠加关系。
串联反馈: 反馈量、输入量和净输入量在 输入回路以电压形式求和:
++ u-d
ui +
- u-f
放大 电路
反馈 网络
+
-uO 电 压 串 联
++ uห้องสมุดไป่ตู้d
ui +
- u-f
iO
放大 电路
+电
流
iO
uO 串
反馈
联
网络
-
ii id if
放大 电路
2021/4/4
反馈 网络
+ -uO
电 压
并
联
ii id if
放大 电路
反馈 网络
iO
+电
流
iO
uO 并
联
-
17
2、反馈组态的判别方法
出电路中各个相关点的瞬时极性,得到反馈信号的极性。
这一过程一定要 注意各放大级的组态:
CE/CS: 输入、输出相位相反 CC/CD:输入、输出相位相同
CB/CG: 输入、输出相位相同
单端输出的差放电路:同侧反相;异侧同相
③判断反馈的结果--净输入量 是增大了还是减小了?(难) 如果: Xd Xi X f --净输入量减小,为负反馈 如果:Xd Xi X f --净输入量增大,为正反馈
负反馈对放大电路增益稳定性的影响
负反馈对放大电路增益稳定性的
影响
40/99
6.3 负反馈对放大器性能的影响
6.3.1 负反馈提高了增益的稳定性
6.3.2 负反馈可展宽放大器的频带宽度
6.3.3负反馈可改善放大器的非线性失真
6.3.4 信号源内阻对负反馈放大器性能的影响
6.3.5 负反馈对放大器输入阻抗的影响
6.3.6 负反馈对放大器输出阻抗的影响
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6.3.1 负反馈提高了增益的稳定性 开环增益的稳定度: AB
A A +=1f 负反馈放大器的增益 由于某种原因,使基本放大器的增益由A →A '
B A A AB A A '+'-+=∆11f )
)(1(1B A AB A A-'++'==∆A f f ΔA A ∴1Δ1A A B A =⋅'+有反馈时增益的稳定性提高!
A A ∆f f A A ∆ 闭环增益的稳定度
小结: 加入反馈后,闭环增益的相对变化率是开环增益相对变化率的1/(1+A'B ),有反馈时增益的稳定性比无反馈时提高了(1+A 'B )倍。
注意:在负反馈条件下增益的稳定性得到了提高,这里增益类别应该与反馈组态相对应。
如电压串联负反馈为A Uf , 电压并联负反馈为A Rf 。
深度反馈情况下1+A 'B >>1,可得: B
A 1f 42/99
制作单位:北京交通大学电子信息工程学院《模拟电子技术》课程组。
负反馈对放大电路性能的影响(一)
RL变大或三极管β 变大
输出电压VO增大
反馈电压Vf增大
输出电压VO减小
净输入电压Vbe减小
明确目标
操作示范
合作学习
三、负反馈使非线性失真减小
展示评价
注意:负反馈只能改善反馈环内引起的失真,对 于信号源引起的失真无法改善。
明确目标
操作示范
合作学习
展示评价
1. 放大器引入负反馈后,它的性能变化是( A )
负反馈对放大电路的影响
明确目标
操作示范
合作学习
展示评价
1.掌握负反馈对放大器的影响 2.学会推导负反馈放大电路的放大倍数
明确目标
操作示范合作学习源自展示评价复习提问:
1、什么叫反馈?
2、根据反馈极性,反馈如 何分类?用什么办法判断?
3、负反馈放大器有哪四种 类型?如何判断?
反馈:在放大电路中,从输 出端把输出信号的部分或全 部通过一定的方式回送到输 入端的过程称为反馈。
明确目标
操作示范
合作学习
展示评价
一放大器无反馈时的放大倍数为100,加入负 反馈后,放大倍数下降为20,它的反馈深度为多 少?,反馈系数为 多少?
明确目标
操作示范
合作学习
展示评价
作业:已知某放大电路在输入信号电压 为10mV时,输出电压为3V;当加上负反 馈后,达到同样的输出电压需要将输入 信号加大到100mV,求其所加的反馈深 度和反馈系数F的值。
可分为正反馈和负反馈; 可用瞬时极性法判断。
电压串联、电压并联、 电流串联、电流并联 四种类型;可根据取 样处和比较处的连接 方式判断。
明确目标
操作示范
一、负反馈使放大倍数下降
合作学习
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负反馈对输入电阻 ri 、输出电阻 ro 的影响 串联 并联 减低 减低 增高 电压 电流
ri ro
增高
思考题:为了分别实现 思考题: (a)稳定输出电压;(b)稳定输出电流; )稳定输出电压; )稳定输出电流; (c)提高输入电阻;(d)降低输出电阻。 )提高输入电阻; )降低输出电阻。 应引入哪种类型的负反馈? 应引入哪种类型的负反馈?
4.2.2.swf
负反馈对放大器性能的影响
三、对频带的影响
放大器引入负反馈后,在中频区, 放大器引入负反馈后,在中频区,放大器的放大倍数下 降多,在高、低频区,放大倍数下降得少, 降多,在高、低频区,放大倍数下降得少,结果是放大器的 幅频特性变得平坦, 幅频特性变得平坦,上限频率由 fH 移至 fHf,下限频率由 fL 如图所示。 移至 fLf 。展宽了通频带。如图所示。
作业: 作业:
完成项目报告书
谢谢!
Thanks !
负反馈对放大器性能的影响
安徽省宿州工业学校 缪化武 2008年11月10日
教学目标: 教学目标:
[知识目标 知识目标] 知识目标 1、进一步加深对反馈概念的理解 、 2、掌握负反馈对放大电路性能的影响 、 [能力目标] [能力目标] 能力目标 会用仪器、 会用仪器、仪表测量负反馈放大器的参数 [情感目标 情感目标] 情感目标 培养分析解决问题的能力及团结协作能力
闭环放大倍数:引入负反馈后, 闭环放大倍数:引入负反馈后,环路闭合后输出信号与 环路输入信号之比。 环路输入信号之比。 Xo Xo 1 1 Af = = ' = ' = Xi Xi + Xf Xi Xf 1 + F + Xo Xo A X i' 表示净输入信号,它是输入信号与反馈信号的差值。 表示净输入信号,它是输入信号与反馈信号的差值。 结论:引入负反馈后, 放大器的闭环放大倍数降低了, 结论 : 引入负反馈后 , 放大器的闭环放大倍数降低了 , 1 且降低为原放大倍数的 ( ) 。 1 + AF 1 当 AF >> 1 时,Af ≈ 。说明闭环放大倍数仅与反馈系 F 数有关,由于反馈环节一般都必须是由线性元件构成, 数有关,由于反馈环节一般都必须是由线性元件构成,性能 稳定,因此闭环放大倍数稳定 闭环放大倍数稳定。 稳定,因此闭环放大倍数稳定。
二、对非线性失真的影响
原理:在负反馈放大电路中, 原理:在负反馈放大电路中,净输入信号 v i′ 是输入信号 vi 相减的结果, 与失真输出信号的反馈量 vf 相减的结果,净输入信号 v i′ 的波 形与原输出失真信号的畸变方向相反。 形与原输出失真信号的畸变方向相反 。 从而使放大器的输出 信号波形得以改善。 如图所示。 信号波形得以改善。减小了非线性失真。如图所示。
负反馈对放大器性能的影响
四、对输入电阻和输出电阻的影响
(1)串联负反馈使放大器输入电阻增大,并联负反馈使 )串联负反馈使放大器输入电阻增大, 放大器输入电阻降低。 放大器输入电阻降低。
(2)电压负反馈使放大器的输出电阻降低,电流负反馈 )电压负反馈使放大器的输出电阻降低, 使放大器的输出电阻增大。 使放大器的输出电阻增大。
复习提问:
1、什么叫反馈? 、什么叫反馈? 2、根据反馈极性,反馈如 、根据反馈极性, 何分类?用什么办法判断? 何分类?用什么办法判断? 3、负反馈放大器有哪四种 、 类型?如何判断? 类型?如何判断? 反馈:在放大电路中, 反馈:在放大电路中,从输 出端把输出信号的部分或全 部通过一定的方式回送到输 入端的过程称为反馈。 入端的过程称为反馈。 可分为正反馈和负反馈; 可分为正反馈和负反馈; 可用瞬时极性法判断。 可用瞬时极性法判断。 电压串联、电压并联、 电流串联、电流并联 四种类型;可根据取 样 负反馈对放大器的性能影响: (1)降低放大器的放大倍数,提高放大信号的稳定性。 )降低放大器的放大倍数,提高放大信号的稳定性。 (2)减小非线性失真。 )减小非线性失真。 (3)展宽频带。 )展宽频带。 (4)对输入电阻和输出电阻的影响。 )对输入电阻和输出电阻的影响。
知识巩固: 知识巩固 判断电路的反馈形式
电压并联负反馈
电压串联负反馈
知识巩固: 知识巩固 判断电路的反馈形式
电流串联负反馈
电流并联负反馈
负反馈放大器方框图
负反馈对放大器性能的影响
一、对放大器的放大倍数的影响
开环放大倍数:在未接入反馈之前, 开环放大倍数:在未接入反馈之前,电路未形成闭合回 路时的放大倍数。这时, 路时的放大倍数。这时,X i = X i' Xo A= ' Xi 反馈系数:接入负反馈后,将反馈信号 Xf 与输出信号 反馈系数: 接入负反馈后, Xo 之比,定义为反馈系数 F。 之比, 。 Xf F= Xi