3-49 负反馈对放大电路性能有哪些影响?
放大电路引入负反馈后,使净输入信号减小,放大系数降低,降为无负反馈时放大系数倍。然而负反馈使放大电路的多种性能得到了改善。
1.提高放大系数的稳定性
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放大系数的稳定性通常用它的相对变化率来表示。由前边推导可知,电路引入负反馈后,其放大系数。将Af对A求导得
或
上式表明,引入负反馈后,闭环放大系数的相对变化率是开环放大系数相对变化率的倍。由于(1+AF)>1,所以Af的稳定性要大大高于A的稳定性。
在深度负反馈的条件下,由于(1+AF)>>1,则
可见,在深度负反馈条件下,闭环放大系数仅由反馈电路的参数所决定,而与基本放大电路的参数无关。环境温度的变化、电源电压波动对闭环放大系数均无影响。例如,在射极输出器中具有深度的负反馈,其电压放大系数近似等于1。
2.减小非线性失真
放大电路中,由于晶体管是非线性器件,因此工作点选择不合适、输入信号过大或其他因素影响都会使输出信号产生非线性失真。当输入信号为正弦波时,输出信号的波形则发生畸变,在图3-44a中,输出波形的正半周要大于负半周。
图3-44 负反馈减小非线性失真
a)无反馈时的波形 b)有反馈时的波形
引入负反馈后,将失真的输出信号反馈到输入端,由于反馈网络是线性的,所以反馈信号的波形与输出波形相似,经与输入信号叠加,使净输入信号ud的正半周小于负半周(uf与ui极性相反),放大后使输出信号的波形趋于对称,减小了非线性失真,如图3-44b所示。
3.展宽通频带
放大电路引入负反馈后,负反馈的强度随输出信号幅度变化,输出信号幅度大时负反馈强,反之则负反馈弱。在阻容耦合放大电路中频段,开环电压放大系数高,负反馈强,使闭环电压放大系数Af降低幅度大;低频段和高频段,A较低,负反馈弱,Af降低幅度小。从而使幅频特性趋于平缓,放大系数在比较宽的频段上趋于稳定,即展宽了通频带,如图3-45所示。
4.对输入电阻和输出电阻有影响
负反馈对放大电路输入、输出电阻的影响与其反馈类型有关。
反馈信号在输入端的连接方式对输入电阻有影响。引入串联负反馈,在保持ui一定时,由于uf与ui反极性叠加,使输入电流减小,导致输入电阻增大;引入并联负反馈,在保持ui一定时,由于反馈电流与净输入电流叠加,使得输入电流增大,输入电阻减小。
图3-45 负反馈展宽通频带
反馈电路与输出端的连接方式对输出电阻有影响。电压负反馈具有稳定电压的作用,故输出电阻减小;电流负反馈具有稳定输出电流的作用,故输出电阻增大。