信号源内阻对负反馈放大器反馈深度的影响|串联负反馈只有在信号源内阻
时间：2019-01-03 03:36:17 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要: 本文在简单介绍负反馈的相关知识的基础上,对负反馈放大器反馈深度与信号源内阻的关系进行了详细的推导与讲解,实际的信号源通常不是理想的恒流信号源或恒压信号源,在绝大多数情况下信号源是存在内阻R的,信号源的内阻又一定会对负反馈放大电路的反馈深度产生影响。这个问题往往是比较容易被误解的问题。本文就是以此为背景来讨论这一问题。
关键词: 信号源 负反馈 反馈深度
模拟电子方面的教材对放大器中的反馈讲解比较透彻,但就负反馈放大器反馈深度与信号源内阻关系却是一笔代过。而实际的信号源通常不是理想的恒流信号源或恒压信号源,在绝大多数情况下信号源是存在内阻R的,信号源的内阻又一定会对负反馈放大电路的反馈深度产生影响。这个问题往往是比较容易被误解的问题。本文就是以此为背景来讨论这一问题。在研究信号源内阻与负反馈放大器反馈深度的关系之前,要先了解一些与其有关知识,以便更透彻地研究这一问题。
一、信号源内阻与负反馈深度的关系
当无反馈基本放大器R和及闭环负反馈系数确定后,负反馈放大器闭环源电压增益及反馈深度1+与R紧密相关:
1. R越小,串联负反馈效果越显著。故串联负反馈应采用低内阻R激励信号源。
2. R越大,并联负反馈效果越显著。故并联负反馈应采用高内阻R激励信号源。
3.对于并联负反馈电路只能求闭环源电压增益= (=R),而没有“闭环电压增益”这一概念。因为=即为无反馈基本放大器开环电压增益。
4.串联负反馈电路电压增益有闭环源电压增益=和闭环电压增益=两种。[2]
二、信号源内阻与负反馈深度的关系推导
1.信号源内阻对串联负反馈深度的影响
计入和不计入R的开环增益和的关系== (1.1),将基本放大电路的放大倍数公式=代入式(1.1),可得,=(1.2)。
计入和不计入R的闭环增益和的关系为== =(1.3),将闭环放大倍数的一般表达式 代入式=(1.3),可得= (1.4)。
上式中R=(图中未标出)为串联负反馈放大器输入电阻,且有R=R(1+)(1.5),代入式(1.4),并考虑到式(1.2)可得=(1.6);=(电压串联负反馈)(1.7);=(电流串联负反馈) (1.8)。
由于、、R均与R无关,由式(1.2)、式(1.6)知,R越大,越小(R越小,越大),反馈深度1+越小,负反馈越弱(反馈深度1+越大,负反馈越强)。当极限情形R→∞时,→0,反馈深度1+→1,则→、即负反馈不存在。故为使串联负反馈效果显著,R越小越好。[3]
2.信号源内阻对并联负反馈深度的影响
计入和不计入R的开环增益和的关系为== (1.9),将式=代入式(1.9),可得==(1.10)。
计入和不计入R的闭环增益和的关系为== =(1.11),将式=代入式(1.3),可得= (1.12)。
上式中R=(图2中未标出)为并联负反馈放大器输入电阻,且有R=(1.13),代入式(1.12),并考虑式(1.10)可得=(1.14)。
电压并联负反馈:=(1.15);
电流并联负反馈: =(1.16)。
由于、、R与R无关,由式(1.10)、式(1.14)知,R越小,越小(R越大,越大),反馈深度1+越小,负反馈越弱(反馈深度1+越大,负反馈越强)。当极限情形R→0时,→0,反馈深度1+→1,则→、即负反馈不存在。故为使并联负反馈效果显著,R越大越好。[2]
3.物理解释
我们都知道负反馈的本质是输出量(或)对净输入量′(′或′)的自动调节控制,从而保证输出量的稳定。而R的大小直接关系到这种调节控制的强弱(即负反馈的强弱)。
由图1知,对串联负反馈,加到净输入端的电压调节控制量(即单独作用时加在R两端的电压)为′=。显然,R越大,输出对输入的电压调节控制量′越小,即负反馈越弱,反之负反馈越强。这是因为R越小,越可视为恒压,则反馈电压引起的净输入电压′的变化越大,即负反馈越强。当极限情形R→∞时,′→0,故无负反馈作用。
由图2可知,对并联负反馈,反馈电流加到净输入端的电流调节控制量(即=0、单独作用时流经R的电流)为′==。显然,R越小,输出对输入的电流调节控制量I′越小,即负反馈越弱,反之负反馈越强。这是因为,R越大时,越可视为恒流,则反馈电流引起的净输入电流′的变化越大,即负反馈越强。当极限情形时R→0,′→0,无负反馈作用。[2]
在研究负反馈放大电路反馈深度问题时,绝不可以忽略信号源内阻对其的影响。通过前面的研究我们已经得出以下结论。
串联负反馈应采用低内阻R激励信号源。且串联负反馈电路电压增益有闭环源电压增益=和闭环电压增益=两种。
故并联负反馈应采用高内阻R激励信号源,且并联负反馈电路只能求闭环源电压增益 =(=R),而没有“闭环电压增益”这一概念。
参考文献:
[1]童诗白,华成英.模拟电子技术基础(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2]张凤言.电子电路基础(第二版)――高性能模拟电路和电流模技术[M].北京:高等教育出版社,1995.
[3]康华光.电子技术基础模拟部分[M].北京:高等教育出版社,2001.
[4]张瑞华,李士琨.电子线路分析基础[M].北京:电力工业出版社,1981.
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