《模擬電子線路》第8章-楊凌

楊凌《模擬電子線路》

第8章第8章負反饋及其穩(wěn)定性

§8.0引言

反饋理論首先誕生于電子技術領域.1928年,西部電子公司的一個名叫HaroldBlack的電子工程師發(fā)明了反饋放大器,當時他正在研究長途電話中繼放大器的增益穩(wěn)定方法.

反饋理論和反饋技術不僅在眾多工程領域(如自動控制、信號處理等)獲得了廣泛應用.而且還延伸到其他科學領域(如生物反饋).

反饋可用于所有的放大器系統(tǒng).或以正反饋的形式,或以負反饋的形式,正反饋常用來構成振蕩器,負反饋主要用來改善放大器的性能.§8.0引言

前幾章雖然沒有使用反饋的概念,但我們已經看到了反饋的例子.例如,在第3章和第4章介紹了位于BJT共射極電路的射極電阻和位于MOSFET共源極電路的源極電阻,當晶體管參數變化時,它們可用來穩(wěn)定Q點.這些方法就采用了負反饋.

本章從反饋的概念入手,給出反饋放大器的方框圖,推導反饋放大器的閉環(huán)增益方程.研究四種基本理想負反饋的結構,討論負反饋對放大器性能的影響.分析負反饋放大器的穩(wěn)定性問題,并給出相應的穩(wěn)定手段.

學習本章的主要目的是理解各種類型反饋的結構和特性,以便能夠根據需求確定反饋類型,并設計穩(wěn)定的反饋放大器.§8.1反饋的基本概念一、反饋放大器的基本框圖圖

8.1

基本放大器

·

A×·Xf·Xi′·Xi·Xo－+

反饋網絡

·

F+開環(huán)閉環(huán)§8.1反饋的基本概念二、理想負反饋放大電路的閉環(huán)增益方程···Xo=AXi′

(8-1)···Xf=FXo

(8-2)···Xi′=Xi－Xf(8-3)·····Xo=A(Xi－FXo

)·····=AXi－AFXo(8-4)··

·Xo

AAf

=——=———

(8-5)···

Xi1+AF

·

·Xo

Afs

=——

(8-6)·

Xs

§8.1反饋的基本概念·A——開環(huán)增益;·F——反饋系數;···AF——環(huán)路增益,常用T表示;··1+AF——反饋深度.

·1

Af

≈—

(8-7)·F

·Af

——閉環(huán)增益;··1+AF>>1——深度負反饋.+

vs

－RLRE2+vo－RCRB1+VCC+vi－C1C2TRB2CERsRE1圖8.2§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷一、反饋的分類

1、直流反饋和交流反饋(1)定義(2)特點:直流負反饋主要用來穩(wěn)定Q點;交流負反饋用來改善放大器的性能指標.(3)判別方法:畫交、直流通路判斷.RL

(b)RERB2+VCC+vo－+

vs

－RB1+vi－C1C2TRs+

vs

－RLRE+vi－RB2+vo－RCRB1+VCC

(a)C1C2TRs§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷2、電壓反饋和電流反饋定義(2)特點:電壓負反饋用來穩(wěn)定輸出電壓;

電流負反饋用來穩(wěn)定輸出電流.圖

8.3§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷(3)判別方法:由結構判斷:除公共地線外,若輸出線與反饋線接在同一點上,為電壓反饋;若接在不同點上,為電流反饋.(b)負載短路法:將負載短路,若反饋信號消失,為電壓反饋;若反饋依然存在,為電流反饋.3、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋定義(2)特點:串聯(lián)負反饋可以增大輸入阻抗;并聯(lián)負反饋可以減小輸入阻抗.(3)判別方法:RLRE1RE2RBRC1T1RC2T2+VCCT3RC3RE3+

vs

－RsRf(b)§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷(a)由結構判斷:除公共地線外,若反饋線與輸入信號線接在同一點上,為并聯(lián)反饋;若接在不同點上,為串聯(lián)反饋.RB12RsC3RLRE2RC2RB21RB22RE1RC1+

vs

－RB11C1C2T1CE1+

vo－+VCCT2Rf(a)圖

8.4+

vo－§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷(b)反饋接點對地短路法:反饋接點對地短路,若輸入信號仍能送入,為串聯(lián)反饋;否則,為并聯(lián)反饋.4、正反饋和負反饋定義(2)特點(3)判別方法:瞬時極性法

對串聯(lián)反饋:vi′=

vi

－

vf負反饋正反饋對并聯(lián)反饋:ii′=ii

－

if負反饋ii′=ii

+

if正反饋§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷R1+vf－+vi－RC1RC2+VCCT1－VEET2+vs

－RC3T3RfRsRE3+vo－圖

8.5

(a)串聯(lián)反饋::vi′=vi－

vf負反饋ifRE3T3T2圖

8.5

(b)+VCCRC1RC2T1－VEERC3R1RfRs+vo－iiii′§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷

并聯(lián)反饋:ii′=ii

－

if負反饋§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷【例8-1】判斷下圖所示電路中反饋的類型和極性.圖

8.6

(a)R1+vf－+vi－RC1RC2+VCCT1－VEET2RC3T3RfRsRE3+vo－+vs

－電流串聯(lián)正反饋Rs圖

8.6

(b)RC1RC2+VCCT1－VEET2+

vs

－RE3T3R1RfRC3+vo－ifiiii′§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷電流并聯(lián)負反饋§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷電流串聯(lián)正反饋【例8-2】判斷下圖所示電路中反饋的類型和極性.+vs

－Rs+

vf

－+

vi

－vi′

－R1T1Ro1R2T2RLRf圖

8.7二、四種基本的反饋組態(tài)

根據輸出端的采樣不同以及與輸入端的連接方式的不同,可將反饋分為四種基本類型,如圖8.8所示.§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷圖

8.8+

vs

－+

vo

－RLAvFvRs+

vi

－+

vi′

－+

vf

－(a)電壓串聯(lián)··+

vo

－(b)電流串聯(lián)+

vs

－AgFrRLRs+

vi

－+

vi′

－+

vf

－io··Rs+

vo

－isArFgRLiiif(c)電壓并聯(lián)··ii′+

vo

－AiFiRLRsiiifis(d)電流并聯(lián)··ioii′§8.2反饋的分類與反饋類型的判斷四種類型負反饋中的基本電量關系如表8.1所示.基本電量反饋類型電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)

電流并聯(lián)·Xo電壓電壓電流電流···XiXfXi′電壓電流

電壓電流···A=

Xo/Xi′···Av=Vo/Vi′···Ar=

Vo/Ii′···Ag=

Io/Vi′···Ai=

Io/Ii′···F=Xf/Xo···Fv=

Vf/Vo···Fg=

If/Vo···

Fr=

Vf/Io···Fi=

If/Io···Af=Xo/Xi·A=———··1+AF···Avf=Vo/Vi·Av=··1+AvFv···Arf=Vo/Ii·Ar=———··1+ArFg···Agf=Io/Vi·Ag=———··1+AgFr

···Aif=Io/Ii·Ai=———··1+AiFi

表8.1§8.3負反饋對放大器性能的改善

負反饋以犧牲增益為代價,換取了放大器許多方面性能的改善.一、提高了增益的穩(wěn)定性由于增益的恒定性是用其絕對值的變化來表示的,所以,我們在此不考慮相位關系,用正實數A和F分別表示增益A和反饋系數F的絕對值,即,將閉環(huán)增益方程寫成如下形式:··

Xo

AAf

=——=———

(8-8)

Xi1+AF

dAf1AF

1=－=

dA1+AF

(1+AF)2(1+AF

)2

dA

dAf=

(1+AF)2§7.3負反饋對放大器性能的改善dAfdA

1

dA==(8-9)

AfAf(1+AF

)21+AF

A【例8-3】考慮一個一般反饋系統(tǒng),其參數為A=106,Af=100.如果

A下降20%,相應的Af下降多少?【解】

AAf=

1+AF

dAf

1

dA1==×20%=0.002%Af

1+AF

A104A1+AF

==104Af

由這個例子可以看到,與開環(huán)增益相比,閉環(huán)增益變化的百分比要小.這是負反饋的主要優(yōu)點之一.§8.3負反饋對放大器性能的改善

二、減少非線性失真輸出信號的失真是由基本放大器增益的變化或者基本放大器傳遞函數斜率的變化引起的.增益的變化是基本放大器中BJT或FET的非線性特性的函數.電壓放大器的一種典型的開環(huán)傳輸特性如圖8.9所示.12vOvIO圖

8.91─開環(huán)特性2─閉環(huán)特性注意:負反饋減少非線性失真指的是反饋環(huán)內的失真.負反饋對輸入信號本身的失真毫無改善作用.§8.3負反饋對放大器性能的改善

三、擴展通頻帶頻率響應是放大電路的重要特性之一,而頻帶寬度是它的重要技術指標.引入負反饋是展寬頻帶的有效措施之一.

假設放大電路的高頻響應用下面的單極點函數來表示:AmA(jω)=

1+jω/ωH當引入負反饋,并假設反饋系數與頻率無關時,有:A(jω)AmfAf(jω)==

1+F

A(jω)1+jω/ωHf其中:ωHf=ωH(1+AmF)(8-10)

AmAmf=

1+AmF§8.3負反饋對放大器性能的改善

公式(8-10)表明:反饋放大器的增益帶寬積是一個常量,可以以降低帶寬為代價來提高增益,也可以以降低增益為代價來增加帶寬,這一特性如圖8.10所示.

同理,若放大器的開環(huán)增益具有下限角頻率ωL,則引入負反饋后,其下限角頻率ωLf變?yōu)?A

(ω)/dBωAmAmfωHωHf圖

8.10ωLωLf=

1+AmF(8-11)§8.3負反饋對放大器性能的改善

四、抑制反饋環(huán)路內的噪聲在任何一個電子系統(tǒng)中,多余的隨機信號以及額外的信號都有可能出現(xiàn)并疊加在有用的信號之上.這些隨機信號叫噪聲.電子噪聲可以在放大器內產生,或者隨輸入信號進入放大器.負反饋能減少放大器中的噪聲,準確地說,它可以增加信噪比.負反饋有助于降低放大器本身產生的噪聲,但是,如果噪聲是隨輸入信號一起混入放大器的,負反饋將無能為力.·

Av1+·VO－+·Vs

－

·－

Vn+·

S

Vs

—=——

(8-12)·

N

Vn

圖8.11(a)·

Av2+·Vo－+·Vs

－

·－

Vn+·

Av1·

Fv

··－

FvVo+§8.3負反饋對放大器性能的改善圖8.11(b)·····Av1Av2

·

Av1

Vo

=Vs——————+Vn——————

······

1+Av1Av2Fv

1+Av1Av2Fv

·S

Vs·—=——

Av2(8-13)·N

Vn

§8.3負反饋對放大器性能的改善

五、改變輸入和輸出電阻

1、輸入電阻在反饋電路中,輸入電阻的改變取決于反饋網絡與基本放大器輸入端的連接方式,而與輸出端的采樣方式無關.

基本放大器反饋網絡Xo+Vs

－Rs·IiRi+·Vi

－+Vi′－+Vf

－(a)····

基本放大器反饋網絡XoRsRi(b)·Ii·Ii′·If+·Vi

－·Is·圖8.12§8.3負反饋對放大器性能的改善對圖7.12(a),·····ViVi′+VfVi′

Vf

Rif

=—=———

=—

(1+—)

=Ri(1+AF)

(8-14)····IiIi

IiVi′

··對圖7.12(b),···ViViVi

Ri

Rif

=—=——

=—————

=——

(8-15)···

·····IiIi′+If

Ii′

(1+If/Ii′)

1+AF2、輸出電阻在反饋電路中,輸出電阻的改變取決于反饋網絡在輸出端的采樣方式,而與輸入端的連接方式無關.§8.3負反饋對放大器性能的改善+VT

－Rof+

AvVi′

－Ro·IT·Rif·

Vf·

Vi′圖8.13·····VT－Av

Vi′

VT

IT

=—————+—

RoRif

······Vi′=－Vf=－Fv

Vo=－FvVT·VTRo

Rof

=—=———∥Rif

···IT1+AvFv

Ro

≈———(8-16)··

1+AvFv·§8.3負反饋對放大器性能的改善負反饋對放大器性能的影響見表8.2.電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)

電流并聯(lián)

穩(wěn)定何種增益·Avf·Arf·Agf·Aif輸入電阻Rif增大減小

增大減小輸出電阻Rof

減小

減小增大增大通頻帶

增寬

增寬增寬增寬非線性失真與噪聲

減小

減小減小減小用途

電壓放大電路的輸入級或中間級

電流-電壓變換器及放大電路的中間級電壓-電流變換器及放大電路的輸入級

電流放大

表8.2§8.4深度負反饋放大電路的近似估算一、理論基礎條件:··│1+AF│＞＞1

特點:·1

Af

≈—

·F

(8-17)··

AAf

=——

··

1+AF

··Xo

Af

=—,·Xi·

·Xo

A

=—

·Xi′

··

Xi

Xi′

=——

→0

··

1+AF

§8.4深度負反饋放大電路的近似估算·Vi′≈0虛短·Ii′≈0虛斷···Xi′=Xi－Xf·Xi′

≈0··Xi≈Xf

··

Vi≈Vf

串聯(lián)負反饋

··

Ii≈If

并聯(lián)負反饋

二、例題分析【例8-4】電路如圖8.14所示,假設滿足深度負反饋條件,試估算其閉環(huán)電壓增益,并定性討論其輸入和輸出電阻的變化.【解】圖中引入的反饋為電壓串聯(lián)負反饋.故輸入電阻比運放的輸入電阻高很多,輸出電阻比運放的輸出電阻低很多.§8.4深度負反饋放大電路的近似估算圖8.14·

·Vf

R1

Fv

=—=

·

VoR1+R2·1R2

Avf

≈—=1+

·

Fv

R1【例8-5】電路如圖8.15所示,假設滿足深度負反饋條件,試估算其閉環(huán)電壓增益Avf=Vo/Vi.···+·Vs

－+·Vo

－RLRsR1R2+·Vi

－+·Vf

－+·Vi′

－

·Ii+

－AT+·Vi

－RL′+·Vf

－

(b)RERs+·Vs

－+·Vo

－·Io·Ib·IeC1RERLRB2+vo－RC+

vs

－RB1+VCC+vi－

(a)C2TRs§8.4深度負反饋放大電路的近似估算圖8.15【解】圖中由RE引入了電流串聯(lián)負反饋.若滿足深度負反饋條件,可利用下式進行分析:

··Vi≈Vf§8.4深度負反饋放大電路的近似估算··Vi≈Vf···Vf=IeRE≈IoRE··Vo=－IoRL′

···VoVoRL′

Avf

=—≈=－

··ViVfRE【例8-6】電路如圖8.16所示,(1)試判斷電路中級間反饋的組態(tài);(2)判斷基本放大電路VT2和VT3中所引入的反饋極性;(3)若滿足深度負反饋條件,試估算電路的閉環(huán)增益;(4)定性分析該電路的輸入電阻和輸出電阻.【解】(1)該電路第一級與第三級之間由Rf引入了電壓并聯(lián)負反饋;(2)第二級由R1引入了電流串聯(lián)負反饋,第二級與第三級之間T2T1+·Vo

－RC1R1RfRLRs·IsRC2RC3R2·Ib1·IfT3·Ii§8.4深度負反饋放大電路的近似估算由R1、R2引入了電流串聯(lián)正反饋.(3)···VoVoArf=—≈=－Rf··IiIf(4)

Rif

≈0,Rof

＜＜Ro圖8.16§8.4深度負反饋放大電路的近似估算【例8-7】電路如圖8.17所示,試判斷電路中存在何種反饋組態(tài),

并導出閉環(huán)電壓增益Avf的表達式,設運放是理想的.·【解】電路引入了

電壓串聯(lián)負反饋.···VoVo

Avf=—≈

··ViVf

(R3+R4)R5(R7+R8)

=————————

R4(R5+R6)

R8課堂討論:·Vf的求法R8R1R2

·Vo

·ViR3R4R5R7R6圖

8.17－+A1+

－A3－+A2T2RC1T1·IfRfRC2RLRE2Rs圖

8.18·Io·Ib1·Is+·Vo

－·Ii§8.4深度負反饋放大電路的近似估算【例8-8】電路如圖8.18所示,假設滿足深度負反饋條件,試求閉環(huán)電壓增益Avfs.【解】電路引入了電流并聯(lián)負反饋.····Vo

－IoRL′

Avfs

=—=

··VsIsRs

·

－IoRL′

(RE2+Rf)RL′

≈———=

·

IfRs

RE2

Rs思考:··Is≈IfR2R5R4R1R3R6R7RL+·Vo

－+VCCT1T2T3R8圖

8.19+·Vi

－+·Vf

－·Io§8.4深度負反饋放大電路的近似估算【例8-9】電路如圖8.19所示,

假設滿足深度負反饋條件,

試求閉環(huán)電壓增益Avf.【解】電路引入了電流串聯(lián)負反饋.······Avf

=Vo/

Vi≈Vo/

Vf···Vo=－Io(R6∥RL)=－IoRL′

··

R7Vf≈IoR3

R3+R7+R8·R3+R7+R8

RL′

Avf≈－

R3

R7§8.5負反饋放大電路的穩(wěn)定性問題

在負反饋電路中,輸入信號減去輸出信號的一部分從而產生差值信號.然而,這種相減性會隨頻率的變化而變化.對某些頻率,相減會變成相加,即負反饋變成正反饋,產生一個不穩(wěn)定的系統(tǒng),本節(jié)將重點研究反饋電路的穩(wěn)定性問題.§8.5.1負反饋放大電路的穩(wěn)定性問題一、穩(wěn)定工作條件

基本反饋系統(tǒng)的框圖如圖8.1所示.開環(huán)增益是單個晶體管參數和電容的函數,因而是頻率的函數.閉環(huán)增益可以寫成:A(jω)A(jω)Af(jω)

==

(8-18)

1+A(jω)F(jω)

1+T(jω)§8.5.1負反饋放大電路的穩(wěn)定性問題

式中T(jω)是環(huán)路增益,它可以用它的幅值和相位來表示:T(jω)=T(ω)φT(ω)

(8-19)

反饋電路的穩(wěn)定性與環(huán)路增益T(jω)有關.若環(huán)路增益相位為180o時,其幅值為1,則T(jω)=－1,由(8-18)式可知,此時閉環(huán)增益將趨向于無窮大.這意味著電路在零輸入時,輸出不為零,亦即電路產生了自激振蕩.為了構造一個穩(wěn)定的反饋放大器系統(tǒng),必須破壞T(jω)=－1的條件,因此,穩(wěn)定工作條件如下:

當

φT(ω)=±180o,T(ω)

＜1(0dB);或當

T(ω)

=1(0dB),│φT(ω)│＜180o

(8-20)§8.5.1負反饋放大電路的穩(wěn)定性問題二、相位裕度和增益裕度

為了使我們設計的反饋放大電路可靠地穩(wěn)定,不但要滿足上述穩(wěn)定條件,而且要留出相當的裕量.－180oT(ω)/dBωω0ω180φT(ω)ωφmGm圖

8.2000Φm─相位裕度;Gm─增益裕度.

在工程實踐中,通常要求:Gm≤－10dB,φm≥45o.按此要求設計的放大器,不僅可以在預定的工作情況下滿足穩(wěn)定條件,而且當環(huán)境溫度、電路參數及電源電壓變化時,也能穩(wěn)定工作.§8.5.1負反饋放大電路的穩(wěn)定性問題三、負反饋放大電路的穩(wěn)定性分析

在分析反饋放大電路的穩(wěn)定性時,若假設反饋網絡是純電阻性的,不需要對環(huán)路增益進行分析,而往往利用基本放大電路開環(huán)增益的波特圖進行分析.20lgA

=20lg1/F·20lgAF=0·T(ω)=1(0dB)20lgAF=20lgA－20lg1/F··φT=φa+φf=φaF↑→φm↓ωφa(ω)ω－180oφm－135o－90o－45o20lg1/F圖

8.2120lgA/dB·§8.5.1負反饋放大電路的穩(wěn)定性問題

考慮一個三極點的開環(huán)系統(tǒng),且ωp3=10ωp2,ωp2=10ωp1,其幅頻特性及相頻特性的波特圖如圖8.22所示.由圖可見:當施加電阻性反饋時,限制F,使反饋增益線(20lg1/Fv)與幅頻特性波特圖相交于－20dB/十倍頻,就能保證放大器穩(wěn)定工作.φa(ω)0o－45o－135o－225o－270o－20dB/十倍頻ωωp1ωp2ωp3ω圖

8.2220lgAv/dB·20lg1/Fv§8.5.2頻率補償技術

由圖8.22可知:當施加電阻性反饋時,若要使其穩(wěn)定工作,環(huán)路增益的極限值只有20dB,相當于│AvFv│=10,這數值顯然是不夠大的,不利于改善放大電路多方面的性能,為了克服這一不足,可以采用頻率補償技術來解決.其基本思想是:在基本放大電路A或反饋網絡F中增加一些元件(如R、C等),以改變反饋放大電路的開環(huán)頻率響應,使得在保證一定的增益裕度或相位裕度的前提下獲得較大的環(huán)路增益.為此目的而構成的電路稱為補償網絡.

補償的指導思想是:人為地將電路的各個極點的間距拉·§8.5.2頻率補償技術開,特別是使主極點和其相近的極點的間距拉大，從而可以按預期的目標改變相頻響應并有效地增加環(huán)路增益.

上述補償的思想可以在基本放大電路的內部(內補償)或外部(外補償)增加一補償極點來實現(xiàn).

設基本放大電路的開環(huán)傳遞函數如下所示:AvoAv1(jω)=

(1+jω/ωp1)(1+jω/ωp2)(1+jω/ωp3)

在此放大電路的開環(huán)傳遞函數中增加一補償極點ωc,則:

1Av2(jω)=A

1(jω)

1+jω/ωc

§8.5.2頻率補償技術圖

8.23－20dB/decadeωωp1ωp2ωp3120lgFωc20lgAv/dB·－40dB/decade－60dB/decade由上圖可見:增加補償極點ωc后,獲得了較高的環(huán)路增益.§8.5.2頻率補償技術

除了采用增加補償極點的方法外,還可以采用壓低主極點的方法進行頻率補償,如圖8.24所示.圖

8.24－20dB/decadeωωp1ωp2ωp3120lgFωp120lgAv/dB·－40dB/decade－60dB/decade§8.5.2頻率補償技術密勒補償:

正如以前所討論的那樣,運算放大器包括三級,通常每級對應一個極點.其中,主極點fp1位于高阻抗節(jié)點上,即中間增益級.為了實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定,可將fp1壓低,這需要通過增加增益級的輸入電容來實現(xiàn),而大電容不易集成,因此,可利用密勒倍增效應,用較小的電容(741中的補償電容為30pF)來實現(xiàn)頻率補償.

差分輸入級

中間增益級輸出級vivoCC圖

8.25—A§8.5.2頻率補償技術

有效的輸入密勒電容是:

CM=CC(1+A)

由于第二級的增益很大,因此通常等效的密勒電容也非常大.故第二級產生的極點頻率近似為:

1fp1=(8-21)

2πRi2CM

【例8-10】某反饋放大器的開環(huán)頻率特性如圖8.26所示:(1)如果F=0.001,反饋放大器是否穩(wěn)定?(2)如果穩(wěn)定,確定相位裕度φm為多少?§8.5.2頻率補償技術(3)如果要求Af=40dB時,具有大于45o的相位裕度,試畫出用密勒電容補償后的開環(huán)頻率特性;(4)分別確定補償前后放大器的開環(huán)帶寬各為多少?圖

8.26f/MHz101001000120lgAv/dB·8060402000.10.010.001§8.5.2頻率補償技術【解】(1)F=0.001,20lg1/F=60dB.

由圖8.26可知,反饋放大器是穩(wěn)定的.(2)φm=45o(參閱圖8.22)(3)Af=40dB,即20lg1/F=40dB.若要求此時有大于45o的相位裕度,補償后的開環(huán)頻率特性如圖

8.27所示.

(4)由圖8.27可知,補償前后放大器的開環(huán)帶寬分別為1MHz

和0.1MHz.§8.5.2頻率補償技術圖

8.27f/MHz101001000120lgAv/dB·8060402000.10.010.001－45o－135o章末總結與習題討論一、本章小結

1、深刻理解反饋的概念,熟悉反饋系統(tǒng)的組成框圖,熟練掌握閉環(huán)增益方程;2、熟悉反饋的分類及反饋類型的判別方法;3、熟悉負反饋對放大器性能的改善,會根據要求正確引入負反饋;4、掌握深度負反饋放大器的近似估算方法;5、熟悉負反饋放大電路的穩(wěn)定工作條件,掌握相位裕度和增益裕度的概念,了解頻率補償技術.章末總結與習題討論

二、例題討論【例8-11】反饋放大電路的方框如圖8.28所示，設V1為輸入端引入的噪聲，V2為基本放大電路內引入的干擾（例如電源干擾），V3為放大電路輸出端引入的干擾。放大電路的開環(huán)電壓增益為Av=Av1Av2

。證明：······并說明負反饋抑制干擾的能力。Av

(Vi+V1)―V2/Av1―V3/AvVo=1+AvFv

··········章末總結與習題討論【證明】Vi2·····++－Vi1Av1FvViVo++－V1Av2V2－V3·····圖

8.28Vi1=Vi+V1－FvVoVi2=Av1Vi1－V2Vo=Av2Vi2－V3Av

=Av1Av2················(1+Av

Fv

)Vo=Av(Vi+V1)―Av2V2―V3·········章末總結與習題討論所以:Av(Vi+V1)―V2/Av1―V3/AvVo=1+AvFv

··········

由上式可見:V2、V3被大幅度的減小,但是負反饋對V1沒有抑制作用.即負反饋可以改善放大器內部噪聲的影響,但對同有效信號一起混入的噪聲卻無能為力.【例8-12】在圖8.29所示電路中，分別按下列要求接成所需的兩級放大器。（1）具有穩(wěn)定的源電壓增益。（2）具有低輸入電阻和穩(wěn)定的輸出電流。（3）具有高輸出電阻和輸入電阻。（4）具有穩(wěn)定的輸出電壓和低輸入電阻?！ぁぁ?/p>

章末總結與習題討論

RC3IEE+vs－T3+vo－+VCCRC1RC2T2T1－VEE1RsRE3425Rb67圖

8.29【解】分析本題時，特別注意2是差分放大器的反相輸入端,3是其同相輸入端。（1）要求源電壓增益穩(wěn)定，應引入電壓負反饋，題目對輸入端的反饋類型沒有要求，可如下連接：2→5，7→Rf→4。章末總結與習題討論

構成電壓串聯(lián)負反饋。（2）要求輸入電阻低，應引入并聯(lián)負反饋；要求輸出電流穩(wěn)定，應引入電流負反饋。綜合起來看，應引入電流并聯(lián)負反饋，因此，電路應作如下連接：2→5，6→Rf→1。（3）要求輸出電阻高，應引入電流負反饋；要求輸入電阻高，應