深度负反馈放大电路的近似计算

    1. 利用公式的近似计算

    如果电路满足深度负反馈条件,则有:

    可见,只要根据反馈类型求出相应的反馈系数F( Fu、Fg、Fr、Fi),再应用公式,就可求出相应的
A
f
A
uf
A
rf
A
gf
A
if)。如果反馈组态不属于电压串联负反馈,而要计算电压放大倍数时,还需经过一定转换才能求得。

    2. 利用公式
X
f
X
I,的近似计算

    根据负反馈放大电路的方框图(图Z0301)可知:

而深度负反馈放大电路满足,所以由上式可得

      
    X
f
Xi    GS0330

    上式说明:在深度负反馈条件下,反馈信号
X
f
和外加输入信号
Xi近似相等,即在深度负反馈的放大电路中,有效输入信号 经过放大、反馈得到的反馈信号
X
f
很强,与外加的输入信号
Xi 近似相等,而二者的极性相反,所以, 的数值很小。反馈愈深,
X
f
与Xi愈接近相等, 也愈接近于零。在实际的反馈放大电路中,通常当|1+AF| ≥10时,便可认为是深度负反馈。

对不同组态的负反馈电路,式
X
f

Xi中的
X
f
Xi表示不同的电量。

    对于串联负反馈电路:
U
f

U
i

    对于并联负反馈电路:
I
f
Ii

利用上述概念和公式,可以大大简化对深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算过程,并能得到工程上允许的近似结果。

    利用式GS0328时,如何根据电路求得F呢?其方法之一是将反馈网络从电路中分离出来,分离时,对电压反馈,反馈网络与基本放大电路相连端用恒压源
U
o代替;对电流反馈,则用恒流源
I
o代替,如图Z0311(a)、(b)所示。由于基本放大电路中已经考虑了反馈网络的负载效应,故这种等效代替是可行的。

    根据这个等效的有源网络,反馈电压
U
f(串联反馈)就是AB端的开路电压,而反馈电流
U
f(并联反馈)就是AB端的短路电流。列出关系式即可求得相应的反馈系数F。

    在深度负反馈情况下,因
X
f
Xi ,所以,反馈环内的基本放大电路可以看作理想放大电路,则反馈放大电路的输入、输出电阻为:

    电压串联负反馈:

    电医并联负反馈:

    电流串联负反馈:

    电流并联负反馈:


    例题 电路如图Z0312所示。试估算电压放大倍数。


    解:已知该电路属于电压串联负反馈组态,故,
A
f =
A
uf
F = F
u

    (1)利用关系式

      

    该电路的反馈网络等效电路如图Z0313所示,由图知:

    



      

    (2)利用
U
f
Ui

例题 电路如图Z0314所示,估算电压放大倍数。

解:由图可判断该电路为电流串联负反馈组态,故
A
f =
A
gf
F = F
R

(1) 利用关系式

        

    该电路的反馈网络等效电路如图Z0315所示,由图可知

      
Uf = IoRe
Io =
Ie

故 由定义知

    (2)利用关系
Uf
Ui

      
Uf =
Io,
Re
Ui





可见,利用这种关系求解Auf,不必进行转换。


    例题 电路如图Z0316所示。试估算ArfS。


    解:这是一个电压并联负反馈电路。故

      
A
f =
A
rf
,F = F
g

    (1)利用关系式

    该电路的反馈网络等效电路如图Z0316所示。由图可知:

     故



    (2)利用关系式
Ii ≈ If

    由电路可知:而

故从而可得:


    例题 电路如图Z0317 所示。试估算
A
ufS


    解:该电路为电流并联负反馈组态。它的反馈网络等效电路如图Z0318 所示。由图可知:

      



而,    1. 利用公式的近似计算

    如果电路满足深度负反馈条件,则有:

    可见,只要根据反馈类型求出相应的反馈系数F( Fu、Fg、Fr、Fi),再应用公式,就可求出相应的
A
f
A
uf
A
rf
A
gf
A
if)。如果反馈组态不属于电压串联负反馈,而要计算电压放大倍数时,还需经过一定转换才能求得。

    2. 利用公式
X
f
X
I,的近似计算

    根据负反馈放大电路的方框图(图Z0301)可知:

而深度负反馈放大电路满足,所以由上式可得

      
    X
f
Xi    GS0330

    上式说明:在深度负反馈条件下,反馈信号
X
f
和外加输入信号
Xi近似相等,即在深度负反馈的放大电路中,有效输入信号 经过放大、反馈得到的反馈信号
X
f
很强,与外加的输入信号
Xi 近似相等,而二者的极性相反,所以, 的数值很小。反馈愈深,
X
f
与Xi愈接近相等, 也愈接近于零。在实际的反馈放大电路中,通常当|1+AF| ≥10时,便可认为是深度负反馈。

对不同组态的负反馈电路,式
X
f

Xi中的
X
f
Xi表示不同的电量。

    对于串联负反馈电路:
U
f

U
i

    对于并联负反馈电路:
I
f
Ii

利用上述概念和公式,可以大大简化对深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算过程,并能得到工程上允许的近似结果。

    利用式GS0328时,如何根据电路求得F呢?其方法之一是将反馈网络从电路中分离出来,分离时,对电压反馈,反馈网络与基本放大电路相连端用恒压源
U
o代替;对电流反馈,则用恒流源
I
o代替,如图Z0311(a)、(b)所示。由于基本放大电路中已经考虑了反馈网络的负载效应,故这种等效代替是可行的。

    根据这个等效的有源网络,反馈电压
U
f(串联反馈)就是AB端的开路电压,而反馈电流
U
f(并联反馈)就是AB端的短路电流。列出关系式即可求得相应的反馈系数F。

    在深度负反馈情况下,因
X
f
Xi ,所以,反馈环内的基本放大电路可以看作理想放大电路,则反馈放大电路的输入、输出电阻为:

    电压串联负反馈:

    电医并联负反馈:

    电流串联负反馈:

    电流并联负反馈:


    例题 电路如图Z0312所示。试估算电压放大倍数。


    解:已知该电路属于电压串联负反馈组态,故,
A
f =
A
uf
F = F
u

    (1)利用关系式

      

    该电路的反馈网络等效电路如图Z0313所示,由图知:

    



      

    (2)利用
U
f
Ui

例题 电路如图Z0314所示,估算电压放大倍数。

解:由图可判断该电路为电流串联负反馈组态,故
A
f =
A
gf
F = F
R

(1) 利用关系式

        

    该电路的反馈网络等效电路如图Z0315所示,由图可知

      
Uf = IoRe
Io =
Ie

故 由定义知

    (2)利用关系
Uf
Ui

      
Uf =
Io,
Re
Ui





可见,利用这种关系求解Auf,不必进行转换。


    例题 电路如图Z0316所示。试估算ArfS。


    解:这是一个电压并联负反馈电路。故

      
A
f =
A
rf
,F = F
g

    (1)利用关系式

    该电路的反馈网络等效电路如图Z0316所示。由图可知:

     故



    (2)利用关系式
Ii ≈ If

    由电路可知:而

故从而可得:


    例题 电路如图Z0317 所示。试估算
A
ufS


    解:该电路为电流并联负反馈组态。它的反馈网络等效电路如图Z0318 所示。由图可知:

      



深度负反馈放大电路的近似计算

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