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负反馈电路的设计与测试 电气工程系 王文川 任务一 反馈电路 目 录 第一章 性能指标 第二章 设计原理框图 2.1框图及基本公式 2.2引入串并联负反馈对电阻值的影响 2．2．1．串联负反馈使输入电阻增大 2．2．2．并联负反馈使输入电阻减小 2．2．3．电压负反馈使输出电阻减小 2．2．4．电流负反馈使输出电阻增加 2．2．5．通频带 3.负反馈放大电路设计的一般原则 3.1反馈方式的选择 3.2放大管的选择 3.3级数的选择 4.电路分析反馈放大电路的组成 第三章 计方案及选定 第四章 单元电路设计 多级放大电路设计 4．1第一级 4．2 第二级 4．3 第三级 第五章 整体电路设计及工作原理 第六章 多级放大电路的检测 6.1.分析多级负反馈放大电路 6.2.核算技术指标 第七章 元器件清单 附图 负反馈放大电路 第一章 性能指标 用分离元器件设计一个交流放大电路，用于只是仪表中放大弱信号，具体指标如下： 工作频率：f=30HZ～30KHZ。 信号源：Ui≥10mV（有效值），内阻Rs=50Ω。 输出要求：U0≥1V（有效值），输出电阻小于10Ω，输出电流I0≤1mA(有效值)。 输入要求:输入电阻大于20KΩ。 工作稳定性:当电路元器件改变时，若ΔAu/Au=10%,则ΔAuf1%。 第二章 设计原理框图 2．1框图及基本公式 图中 X表示电压或电流信号；箭头表示信号传输的方向；符号¤表示输入求和，+、–表示输入信号 与反馈信号是相减关系（负反馈），即放大电路的净输入信号为 （1） 基本放大电路的增益（开环增益）为 （2） 反馈系数为 （3） 负反馈放大电路的增益（闭环增益）为 （4） 将式（1）（2）（3）代入式（4），可得负反馈放大电路增益的一般表达式为 （5） 另外，图中 是信号源， 是信号源的输出信号，两者的关系是 （6） 所以，负反馈放大电路的源增益为 （7） 式（5）表明，引入负反馈后，放大电路的闭环增益 为无反馈时的开环增益 的（1+ ）分之一。（1+ ）越大，闭环增益下降得越多，所以（1+ ）是衡量反馈程度的重要指标。负反馈放大电路所有性能的改善程度都与（1+ ）有关。通常把 称为反馈深度， 将 称为环路增益。 一般情况下， 和 都频率的函数，即它们的幅值和相位角都是频率的函数。 在中频段， 、 、 均为实数，因此式（5）可以写成 （8） 在高频段或低频段，式（5）中各量均为相量，此时 下面分几种情况对 的表达式进行讨论： ① 当 时， ，即引入反馈后，增益下降了，这种反馈是负反馈。在 ，即 时， ，这是深度负反馈状态，此时闭环增益几乎只取决于反馈系数，而与开环增益的具体数值无关。一般认为 ≥10就是深度负反馈。 ② 当 时， ，这说明已从原来的负反馈变成了正反馈。正反馈会使放大电路的性能不稳定，所以很少在放大电路中单独引入。 ③ 当 时， ，这就是说，放大电路在没有输入信号时，也会有输出信号，产生了自激振荡。使放大电路不能正常工作。在负反馈放大电路中，自激振荡现象是要设法消除的。 必须指出，对于不同的反馈类型， 、 、 及 所代表的电量不同，因而，四种负反馈放大电路的 、 、 相应地具有不同的含义和量纲。现归纳如下表所示，其中 、 分别表示电压增益和电流增益（无量纲）； 、 分别表示互阻增益（量纲为欧姆）和互导增益（量纳为西门子），相应的反馈系数 、 、 、 的量纲也各不相同，但环路增益 总是无量纲的 2．2.引入串并联负反馈对电阻值的影响 2.2．1． 串联负反馈使输入电阻增大 引入串联负反馈后，输入电阻Rif是开环输入电阻Ri的（1+ ）倍。 应当指出，在某些负反馈放大电路中，有些电阻并不在反馈环内，如共射电路中的基极电阻Rb，反馈对它并不产生影响。这类电路的方框图如图 (b)所示，可以看出 而整个电路的输入电阻 因此，更确切地说，引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到基本放大电路输入电阻的（1+ ）倍。但不管哪种情况，引入串联负反馈都将输入电阻增大。 2.2 2.并联负反馈使输入电阻减小 引入并联负反馈后，闭环输入电阻是开环输入电阻的1/(1+ )倍。 2.2 3 电压负反馈使输出电阻减小 电压负反馈取样于输出电压，又能维持输出电压稳定，即是说，输入信号一定时，电压负反馈的输出趋于一恒压源，其输出电阻很小。可以证明，有电压负反馈时的闭环输出电阻为无反馈时开环输出电阻的1/(1+ )①。反馈愈深，Rof愈小。 2.2 4 电流负反馈使输出电阻增加 电流反馈取样于输出电流，能维持输出