负反馈对放大电路的影响.doc

模拟电子线路 课 程 教 案教学内容：4.2.2 负反馈对放大电路的影响 目的与要求：熟悉负反馈对放大器产生了哪些影响；理解负反馈影响放大器性能的基本原理；增强对电路采用负反馈措施的认识。重点与难点：提高放大器稳定性、减少失真和展宽通频带的原理反馈深度在影响放大器性能中的意义课 型：讲解教学方法：以举例的方法说明负反馈对放大器的影响，并证明影响的程度由反馈深度决定。教 具：负反馈对放大器影响的教学挂图 时间分钟配：共90分钟，其中：导入5分钟，对Au影响5分钟，稳定性提高10分钟，减少失真15分钟，通频带影响15分钟，输入输出电阻影响20分钟，减少噪声10分钟，小结与作业布置10分钟。教学进程：正课 4.2.2 负反馈对放大电路的影响一、降低放大倍数1.回顾闭环放大倍数 AfA（1AF）其中，A为不带反馈的基本放大器的放大倍数，F为反馈系数。2.回顾公式意义输入信号被反馈信号抵消了一部分。如果将输入信号分成1AF份，则被反馈信号抵消了的是AF份，净输入信号只剩1份。负反馈越强，输入信号被抵消得越多，净输入信号就越少。所以闭环放大倍数比开环时减少了。（过渡：回忆深度负反馈的情况，AfAF，说明闭环放大倍数很稳定。能提高放大倍数的稳定性是负反馈的重要优点）二、提高放大倍数的稳定性1放大倍数稳定性提高的证明回顾深度负反馈时的闭环放大倍数Af1F，说明此时的放大能力已与三极管无关，因此稳定性能相当好。举例证明：设有基本放大器的开环放大倍数为1000，由于温度变化或三极管变化，使基本放大器的放大倍数减少了200，即由1000变成了800，变化的比例达20。现在引入F0.009的负反馈，变化前的闭环放大倍数为Af A 1AF 1000（110000.009）100变化后的闭环放大倍数为Af800（18000.009）8008.297.56不难求出变化比例为（10097.56）1002.44。可见，加入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了许多。进一步分析可以证明，稳定性提高的倍数正好等于反馈深度1AF：放大倍数减少到800时，反馈深度1AF8.2。而202.448.1968.2。得证。（结论：加入负反馈后，放大器放大倍数的稳定性被提高了1AF倍。）2结论同样适用于直流负反馈稳定静态工作点放大器的静态工作点可以看成是一种直流放大的结果。当引入直流负反馈时，放大器的直流放大倍数同样被稳定了，因此输出电流ICQ和输出电压UCEQ也就稳定了。这就是工作点被稳定的根本原因。三、减小非线性失真1减少非线性失真的原理首先强调指出减少的是放大器本身产生的失真，如果输入信号本身有失真，则无法消除。回顾反馈信号的产生：ufFuo，这就是说，uo的失真越大，反馈信号的失真也越大。画图举例说明当输出信号同输入信号相比发生部分幅度变大或变小失真时，该部分的反馈信号幅度也相应变大或变小。让学生讨论，这种变形了的反馈信号对净输入信号是如何影响的？教师边画图边归纳：净输入信号产生了与输出信号相反的失真。这种相反方向的失真再经放大器放大时失真，正好校正了放大器原来的失真。2非线性失真减少的程度如果非线性失真造成某部分幅度增大或减少，可理解为该部分的放大倍数被增大或减少了。由于负反馈能将放大倍数的变化减少到原来的11AF，因此由放大器本身造成的非线性失真的程度也被减少到原来的11AF。四、展宽频带1负反馈展宽通频带的原理指出：放大器形成通频带的原因仍然是放大倍数的下降。若在未加负反馈之前，放大器对频率为f1的信号的放大倍数正好为最大放大倍数的70，即Au0.7Auo，那么加了负反馈之后，放大倍数的下降仅为原来的1AF分之一。于是该频率点就不再是截止频率点了。举例：设某基本放大器的最大放大倍数Auo100，那么放大倍数下降到70时的信号频率f1就应该是截止频率。现引入F0.09的负反馈，则放大器放大倍数的变化比例将减少到原来的1(1AF)1/10。也就是说，对频率为f1的信号放大倍数不再是下降30，而是只下降3。显然，频率f1不再是截止频率点了（画图说明）。 如果f1是下截止频率，则加负反馈之后的下截止频率将会更低；如果f1是上截止频率，则加负反馈后的上截止频率将会更高。2负反馈能展宽多少通频带可以证明，加入负反馈后展宽的通频带，正好是未加负反馈之前通频带的1AF倍。即：如果原来的下截止频率为100Hz，上截止频率为1MHz，那么加入1AF10的负反馈后，下截止频率将降低到10 Hz，上截止频率将上升到10MHz。结果通频带正好展宽为原来的1AF倍。五、改变输入电阻和输出电阻1对输入电阻的影响回顾：并联反馈降低输入电阻，串联反馈增加输入电阻。强调：减少和增加的倍数都等于反馈深度1AF。2对输出电阻的影响回顾：电流反馈能稳定输出电流，电压反馈能稳定输出电压。讨论：输出电流稳定说明趋近于恒流源，输出电阻将增大；输出电压稳定说明趋近于恒压源，输出电阻将减少。由于放大器输出电阻受集电极电阻Rc并联的影响，所以输出电阻的增大在实际中表现不出来。六、减小放大器内部噪声概述：当放大器的内部噪声同输入信号的幅度相当时，有用信号将会被噪声所淹没。如果有用信号是声音，则听不见或听不清；如果有用信号是图象信号，则看不见或看不清。这种现象称为信噪比差或劣化。加入负反馈使放大器的放大倍数下降，自身的噪声减少。相对而言，相当于有用信号的幅度增加。于是信号噪声比改善，输出信号的清晰度增加。小结：给放大器加入负反馈，能稳定放大倍数、减少非线性失真、展宽通频带、改变输入和输出电阻，以及减少放大器噪声。所有这些都是靠牺牲放大倍数换来的。以上性能改善的程度，都由反馈深度1AF决定。其中的非线性失真和噪声，都是指放大器自身产生的。课外作业：1、负反馈能改变放大器的哪些特性？2、不同的反馈类型对放大器的输入电阻和输出电阻有什么不同的影响？