PC3H7D由此例可知,在深度负反馈[(1+AF)>>1]条件下,反馈信号与输入信号的大小相差甚微,净输入信号则远小于输入信号。

在中频区,负反馈放大电路的增益与其开环增益相比,是增加了还是减小了?

负反馈放大电路增益的一般表达式是在什么条件下推导出来的?

什么是深度负反馈?什么是环路增益?

在放大电路中引人负反馈后,除了使闭环增益下降外,还会影响放大电路的许多性能①,现分述如下.

提高增益的稳定性,放大电路的增益可能由于元器件参数的变化、环境温度的变化、电源电压的变化、负载大小的变化等因素的影响而不稳定,引入适当的负反馈后,可提高闭环增益的稳定性。

当负反馈很深,即(1+AF)>>1时,由式(7.3.5)得

Af=A/1+AF=1/F          (⒎4.1)

这就是说,引人深度负反馈后,放大电路的增益决定于反馈网络的反馈系数,而与基本放大电路几乎无关。反馈网络一般由稳定性能优于半导体三极管的无源线性元件(如R、C)组成,因此,闭环增益是比较稳定的。

在一般情况下,增益的稳定性常用有、无反馈时增益的相对变化量之比来衡量。用dA/A和dAf/处f分别表示开环和闭环增益的相对变化量。将Af=A/1+AF对A求导数得

dAf=DA= (1+AF)-AF/(1+AF)2=1/(1+AF)2  

负反馈对放大电路通频带的影响将在7.7节介绍。

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

将式(7.4.2)两边分别除以af=a/1+af,得

          daf/af=1/1+afda/a

该式表明,引入负反馈后,增益的相对变化量为开环增益相对变化量的dAf/Af越小,闭环增益的稳定性越好。

例7,4,1 设某放大电路的A=1000,由于环境温度的变化,使增益下降为900,引人负反馈后,反馈系数F=0.099。求闭环增益的相对变化量。

解:无反馈时,增益的相对变化量为

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

反馈深度为

1+AF=1+1000*0.099=100

有反馈时，闭环增益的相对变化量为

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

式中1＋1000／100＝10

显而易见,引入负反馈后,降低了闭环增益,但换取了增益稳定度的提高。不过有两点值得注意:

负反馈不能使输出量保持不变,只能使输出量趋于不变。而且只能减小由开环增益变化而引起的闭环增益的变化。如果反馈系数发生变化而引起闭环增益变化,则负反馈是无能为力的。所以,反馈网络一般都由无源元件组成。

不同类型的负反馈能稳定的增益也不同,如电压串联负反馈只能稳定闭环电压增益,而电流串联负反馈只能稳定闭环互导增益。

减小非线性失真,多级放大电路中输出级的输入信号幅度较大,在动态过程中,放大器件可能工作到它的传输特性的非线性部分,因而使输出波形产生非线性失真。引人负反馈后,可使这种非线性失真减小,现以下例说明:

某电压放大电路的开环电压传输特性如图7.4.1中曲线1所示,该曲线斜率的变化反映了增益随输人信号的大小而变化。uo与vI间的这种非线性关系,说明若输人信号幅度较大,输出会产生非线性失真。引人深度负反馈[(1+AF)>>1]后,由式(7.4.1)可知,闭环增益近似为1/F,所以该电压放大电路的闭环电压传输特性可近似为一条直线,如图7,4,1中曲线2所示。与曲线1相比,在输出电压幅度相同的情况下,斜率(即增益)虽然变小了,但增益因输人信号的大小而改变的程度却大为减小,这说放大电路的传输特性明uo与v1之间几乎呈线性关系,亦即减小了非线 1~开环特性;2一闭环特性性失真。负反馈减小非线性失真的程度与反馈深度(1+AF)有关。

          

应当注意的是,负反馈减小非线性失真所指的是反馈环的失真。如果输入波形本身就是失真的,这时即使引人负反馈,也是无济于事的。

抑制反馈环内噪声,对放大电路来说,噪声或干扰是有害的,下面介绍负反馈能抑制噪声的原理。设在图7.4.2a的输人端,存在由该放大电路内部产生的折算到输人端的噪声或干扰电压vn①。此时电压的信噪比为

             s/n=vs/vn      (7.4.4)

为了提高电路的信噪比,在图7,4.2a的基础上,另外增加一增益为⒋2的前置级,并认为该级为无噪声的,然后对此整体电路加一反馈系数为fv的反馈网络,如图7.4,2b所示。由此可得反馈系统输出电压的表达式为

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

于是可得新的信躁比为s/n=vs/vnav2  (7.4.5)

一般而言,噪声电压on的频谱分布很广,严格地说,用vn来表示是不妥的,这里只是说明负反馈能抑制噪声并提高信噪比的原理。