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

在中頻區,負反饋放大電路的增益與其開環增益相比,是增加了還是減小了?

負反饋放大電路增益的一般表達式是在什么條件下推導出來的?

什么是深度負反饋?什么是環路增益?

在放大電路中引人負反饋后,除了使閉環增益下降外,還會影響放大電路的許多性能①,現分述如下.

提高增益的穩定性,放大電路的增益可能由于元器件參數的變化、環境溫度的變化、電源電壓的變化、負載大小的變化等因素的影響而不穩定,引入適當的負反饋后,可提高閉環增益的穩定性。

當負反饋很深,即(1+AF)>>1時,由式(7.3.5)得

Af=A/1+AF=1/F          (⒎4.1)

這就是說,引人深度負反饋后,放大電路的增益決定于反饋網絡的反饋系數,而與基本放大電路幾乎無關。反饋網絡一般由穩定性能優于半導體三極管的無源線性元件(如R、C)組成,因此,閉環增益是比較穩定的。

在一般情況下,增益的穩定性常用有、無反饋時增益的相對變化量之比來衡量。用dA/A和dAf/處f分別表示開環和閉環增益的相對變化量。將Af=A/1+AF對A求導數得

dAf=DA= (1+AF)-AF/(1+AF)2=1/(1+AF)2  

負反饋對放大電路通頻帶的影響將在7.7節介紹。

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,引入負反饋后,增益的相對變化量為開環增益相對變化量的dAf/Af越小,閉環增益的穩定性越好。

例7,4,1 設某放大電路的A=1000,由于環境溫度的變化,使增益下降為900,引人負反饋后,反饋系數F=0.099。求閉環增益的相對變化量。

解:無反饋時,增益的相對變化量為

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

反饋深度為

1+AF=1+1000*0.099=100

有反饋時，閉環增益的相對變化量為

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

式中1＋1000／100＝10

顯而易見,引入負反饋后,降低了閉環增益,但換取了增益穩定度的提高。不過有兩點值得注意:

負反饋不能使輸出量保持不變,只能使輸出量趨于不變。而且只能減小由開環增益變化而引起的閉環增益的變化。如果反饋系數發生變化而引起閉環增益變化,則負反饋是無能為力的。所以,反饋網絡一般都由無源元件組成。

不同類型的負反饋能穩定的增益也不同,如電壓串聯負反饋只能穩定閉環電壓增益,而電流串聯負反饋只能穩定閉環互導增益。

減小非線性失真,多級放大電路中輸出級的輸入信號幅度較大,在動態過程中,放大器件可能工作到它的傳輸特性的非線性部分,因而使輸出波形產生非線性失真。引人負反饋后,可使這種非線性失真減小,現以下例說明:

某電壓放大電路的開環電壓傳輸特性如圖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的大小而變化。uo與vI間的這種非線性關系,說明若輸人信號幅度較大,輸出會產生非線性失真。引人深度負反饋[(1+AF)>>1]后,由式(7.4.1)可知,閉環增益近似為1/F,所以該電壓放大電路的閉環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,但增益因輸人信號的大小而改變的程度卻大為減小,這說放大電路的傳輸特性明uo與v1之間幾乎呈線性關系,亦即減小了非線 1~開環特性;2一閉環特性性失真。負反饋減小非線性失真的程度與反饋深度(1+AF)有關。

          

應當注意的是,負反饋減小非線性失真所指的是反饋環的失真。如果輸入波形本身就是失真的,這時即使引人負反饋,也是無濟于事的。

抑制反饋環內噪聲,對放大電路來說,噪聲或干擾是有害的,下面介紹負反饋能抑制噪聲的原理。設在圖7.4.2a的輸人端,存在由該放大電路內部產生的折算到輸人端的噪聲或干擾電壓vn①。此時電壓的信噪比為

             s/n=vs/vn      (7.4.4)

為了提高電路的信噪比,在圖7,4.2a的基礎上,另外增加一增益為⒋2的前置級,并認為該級為無噪聲的,然后對此整體電路加一反饋系數為fv的反饋網絡,如圖7.4,2b所示。由此可得反饋系統輸出電壓的表達式為

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,嚴格地說,用vn來表示是不妥的,這里只是說明負反饋能抑制噪聲并提高信噪比的原理。