负反馈对放大器性能的研究Word文件下载.docx
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此论文主要深入研究电压串联负反馈对电路各性能的影响。
关键字:
负反馈放大器;
电路的增益;
带宽;
非线性失真
Negativefeedbackamplifierperformanceresearch
ABSTRACT
Negativefeedbackisanimportantwaytoimprovecircuit.Hisresearchonelectronicplaysanimportantrole.InalmostalloftheamplifierCircuitareintroducedinthenegativefeedback.itisveryeffectivetoImprovetheperformanceoftheamplifiercircuit.soitshowsmorerealitymeaningthatmethodsofsearchinginnegativefeedbackamplificationelectriccircuit.What’smore.,Negativefeedbackinelectroniccircuitshasawidevarietyofapplications.Althoughitreducesthegainoftheamplifieritreallyimprovesthedynamicperformanceoftheamplifierinmanyrespects,suchasstabilizingthegainagainstvariationsofparametersoftransistors,changingresistancesofamplifiers,reducingnonlineardistortionandextendingthebandwidth,andsoon.
Therearefourtypesofbasic:
series-shunt,shunt-series(current,amplifiers)andTheexperimentalcircuitusedhereisaseries-shuntnegativefeedbackamplifier.
Keyword:
feedbackamplifier;
thegainofcircuit;
thebandwidth;
nonlineardistortion.
目录
摘要I
ABSTRACTII
第一章绪论1
1.1引言1
1.2国内外研究现状1
1.3本论文研究的主要内容及意义1
第二章负反馈的基础知识2
2.1定义2
2.2基本框图3
2.4反馈的种类3
第三章反馈组态的判断5
第四章放大电路在负反馈条件下的各种影响7
4.1对放大倍数的影响7
4.2对放大电路稳定性的影响7
4.3对通频带的影响7
4.4对非线性失真的影响8
第五章负反馈放大电路的分析方法10
5.1小信号模型分析法10
5.3深度负反馈条件下的近似计算法11
第六章实例进行研究与分析12
结束语20
致谢21
参考文献22
第一章绪论
1.1引言
负反馈技术、反馈理论等,在模拟电子电路及电子设备中起着非常关键的地位,这使当放大电路引入负反馈后能够非常有效地提高其放大特性。
这是一种凭借电路来完善电路的关键方法之一,因此,几乎在所有实用的放大电路中都要采用负反馈技术,在电路中采用负反馈后可以提高放大电路的稳定性,抑制反馈环内噪声,提高增益的稳定性,减少电路的非线性失真和增加带宽、优化输入、输出电阻等重要作用。
总而言之,在电路中采用负反馈是对电路性能的一种改善,一种创新。
因此,探讨负反馈放大电路是一个重大的课题。
迄今为止,分析负反馈放大电路的方法有好多,研究的方向也有好多,难易程度也千差万别,各有精华和糟粕,适应的工作范围也各有差异,此论文首先要介绍负反馈的各方面基础知识,但本论文主要是论述电压串联负反馈对电路各性能影响的研究与探讨。
1.2国内外研究现状
对近一个世纪的负反馈国际研究,国际上对其分析方法的研究也逐渐趋于成熟化。
对负反馈放大电路进行理论分析与研究的核心方法有:
图解分析法、小信号模型分析法、方框图分析法、深度负反馈条件下地近似计算法等。
随着计算机网络技术的飞速发展与成熟,各种对电子电路进行模拟仿真分析的软件也层出不穷,借助这些模拟仿真软件分析的电子电路有许多优越性,另外,还有很多专家专门从事于对负反馈放大电路做一些实验研究与探索。
归根究底,对于负反馈放大电路的研究,国内外专家正进一步加强合作,对其做进一步的研究与探讨,针对负反馈放大电路各组态的多样性与联系性,追求找到更为简便的方法去分析负反馈放大电路,利用负反馈的优势,改善人类的生活。
1.3本论文研究的主要内容及意义
本论文主要是围绕电压串联负反馈放大电路做了一些研究工作,主要研究其对减少电路的失真、稳定增益、输入与输出电阻、提高带宽、抑制环内噪声等性能的研究以及如何改善与优化上述出现的问题,使电路更灵巧化、实用化。
第二章负反馈的基础知识
2.1定义
在电子电路中,所谓反馈,便是将放大电路的输出量(电压或电流)的部分或所有,通过一定的反馈网络,回送到放大器的输入回路,并和输入信号一起参与放大器的输入控制作用,以影响输入电量(电压或电流)的过程,从而使放大器的性能得到有效改善与提高。
引入反馈的放大电路称为反馈放大电路,它有基本放大电路A和反馈网络F组成一个闭合环路,如下图(a)所示。
其中是反馈放大电路的输入信号,是输出信号,是反馈信号,是基本放大电路的净输入信号,对于负反馈放大电路而言是输入信号与反馈信号相减后的差值信号。
上述信号代表符可以是电压,也可以是电流。
信号从输入到输出的正向传输(放大)只经过基本放大电路,而不通过反馈网络,因为反馈网络一般由无源元件组成,没有放大作用,故其正向传输作用可以忽略。
基本放大电路的增益为:
A=/。
信号从输出到输入的反向传输通过反馈网络,而不经过基本放大电路(因为其内部反馈作用很小,可以忽略)。
反向传输系数为F=/,称为反馈系数。
对于不同的反馈类型,、、及所代表的电量不同。
因此,对于四种负反馈放大电路的A、、F,相应具有不同的含义和量纲。
2.2基本框图
由图
(1)知:
反馈放大器包含两部分,即基本放大电路和反馈网络,基本放大器的传输方向为输入到输出,反馈网络的传输方向为输出到输入(图中的箭头方向为信号的传输方向)。
当输入信号与反馈信号叠加后的信号才是真正加到基本放大器输入端的净输入信号。
将输入信号与反馈信号反向叠加(即:
相减)。
使净输入信号小于输入信号的情况称为负反馈。
2.3基本方程式
基本放大电路的放大倍数称为开环放大倍数,记为A;
反馈放大器的放大倍数,称为闭环放大倍数;
反馈网络进行信号返送,其传输系数称为反馈系数,记作:
F,所以可定义为:
开环放大倍数:
A=/
闭环放大倍数:
=/
反馈系数:
F=/
环路增益:
AF=/
注:
、、等信号可以取电压量或电流量,所以传输系数A、F不一定是电压比或电流比,也可能是互导或互阻。
2.4反馈的种类
区分不同反馈类型,按反馈信号对放大电路的影响来分:
有正反馈和负反馈。
根据负反馈:
净输入信号比没有反馈降低了。
正反馈:
净输入信号比以前无反馈时增加了。
据该放大器的反馈网络的输出端连接的不同,分为电压反馈和电流反馈两种类型。
第三章反馈组态的判断
如果从输出电压反馈信号看,如输出电压为零或电阻短路,反馈信号立即变为零,它将被称为电压反馈。
如果反馈支路引自输出端,反馈网络串联在输出回路中,反馈信号与输出电流成正比,则称为电流反馈。
如果在基本放大器输入电路串联反馈网络,输入信号和反馈电路连接到相同的节点,为串联反馈。
若反馈网络并联在基本放大器的输入端,输入信号与反馈信号支路与放大电路在同一节点上,则称之为并联反馈。
所以,对负反馈而言,根据反馈网络与基本放大器输出、输入端连接方式不同,反馈网络大致能够归结为四种组态,如(a)、(b)、(c)、(d)所示:
(a)
(b)
(c)
(d)
第四章放大电路在负反馈条件下的各种影响
4.1对放大倍数的影响
根据上述的内容可以得出:
=A/(1+AF),负反馈时,|1+AF|>
1,||<
|A|。
称1+AF为反馈深度。
所以总结后可得出结论如下表所示:
|1+AF|
>
1
=1
<
=0
||
|A|
=1/F
=|A|
=无穷大
效果
负反馈
深度负反馈
无反馈
正反馈
自激振荡
从上归纳与分析可得:
负反馈降低了放大倍数。
4.2对放大电路稳定性的影响
负反馈能够稳定放大器增益的原理是凭借负反馈有自动调节作用,在引入负反馈后,反馈信息网络将输出信号引回放大器的输入电路,净输入信号的变化也随着输出信号。
一般来说,我们使用的相对变化测量放大器的放大倍数稳定性,引入负反馈,减少到1/(1+AF),表明反馈越深,稳定性好,当深反馈时,AF>
=1时,则:
=A/(1+AF)=1/F
结果:
即使不稳定的开环放大,只要是稳定的,然后自动将稳定。
但是有两点为:
(1)负反馈使输出是相同的,只是在一定程度上输出趋于稳定。
如果由闭环增益的相对变化引起的反馈系数,反馈也无奈,有意义的反馈网络主要是无源元件。
(2)不同类型的负反馈可以稳定增益有很大的不同,如电压串联负反馈可以稳定的闭环电压增益,而负电流串联反馈可以稳定的闭环增益跨导。
4.3对带宽的影响
在阻容耦合放大器中,信号频率在低频区和高频区时,其放大倍数均要下降,由于负反馈放大电路具有使放大倍数趋于稳定的作用。
因此,在高频放大,其下降速度减缓,这等效于展宽带宽,没有负反馈,带宽即为:
:
BW=-,由于>
,可近似为BW=
=/[1+j(f/)]………………………….
(1)
由
(1)式得,带反馈后的高频放大倍数与中频放大倍数的关系式为:
=/(1+*F)
AMF的波段中频反馈放大,若令:
故有:
==*(1+*F)……………………………………………
(2)
由式
(2)可知:
负反馈使频带展宽了(1+A*F)倍。
4.4对非线性失真的影响
采用负反馈技术,如输入信号Xi为单
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- 负反馈 放大器 性能 研究