负反馈对放大电路性能的影响.ppt

封面四川稻城冲古寺景区四川稻城冲古寺景区四川稻城冲古寺景区四川稻城冲古寺景区返回返回返回返回引言本页完本页完本页完本页完引言引言引言引言 负负负负反馈虽然使放大电路的增益下降反馈虽然使放大电路的增益下降反馈虽然使放大电路的增益下降反馈虽然使放大电路的增益下降,但能从多方面但能从多方面但能从多方面但能从多方面改善放大电路的性能改善放大电路的性能改善放大电路的性能改善放大电路的性能,如：如：如：如：稳定放大倍数；稳定放大倍数；稳定放大倍数；稳定放大倍数；减少非线性失真减少非线性失真减少非线性失真减少非线性失真 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声 扩展频带扩展频带扩展频带扩展频带 可改变输入电阻和输出电阻的大小可改变输入电阻和输出电阻的大小可改变输入电阻和输出电阻的大小可改变输入电阻和输出电阻的大小返回返回返回返回学习要点本本本本 节节节节 学学学学 习习习习 要要要要 点点点点 和和和和 要要要要 求求求求负负反反馈馈是是如如何何减减少少放放大大电电路路的的非非线线性性失失真真负负反反馈馈是是如如何何减减少少放放大大电电路路的的非非线线性性失失真真负负 反反 馈馈 如如 何何 抑抑 制制 反反 馈馈 环环 内内 的的 噪噪 声声负负 反反 馈馈 如如 何何 抑抑 制制 反反 馈馈 环环 内内 的的 噪噪 声声负负 反反 馈馈 扩扩 展展 放放 大大 电电 路路 的的 频频 带带负负 反反 馈馈 扩扩 展展 放放 大大 电电 路路 的的 频频 带带负负 反反 馈馈 是是 如如 何何 稳稳 定定 放放 大大 电电 路路 的的 放放 大大 倍倍 数数负负 反反 馈馈 是是 如如 何何 稳稳 定定 放放 大大 电电 路路 的的 放放 大大 倍倍 数数负负反反馈馈对对放放大大电电路路输输入入输输出出电电阻阻的的影影响响负负反反馈馈对对放放大大电电路路输输入入输输出出电电阻阻的的影影响响返回返回返回返回一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 由于多种原因由于多种原因由于多种原因由于多种原因,例如环境例如环境例如环境例如环境温度的变化温度的变化温度的变化温度的变化,器件的老化和器件的老化和器件的老化和器件的老化和更换以及负载的变化等更换以及负载的变化等更换以及负载的变化等更换以及负载的变化等,都都都都能致使电路元件参能致使电路元件参能致使电路元件参能致使电路元件参 数和放数和放数和放数和放大器件的特性参大器件的特性参大器件的特性参大器件的特性参 数发生变数发生变数发生变数发生变化化化化,因而导致放大电路增益因而导致放大电路增益因而导致放大电路增益因而导致放大电路增益的改变。的改变。的改变。的改变。为书写方便为书写方便为书写方便为书写方便,本课件凡本课件凡本课件凡本课件凡是相量均用是相量均用是相量均用是相量均用红色红色红色红色字体表字体表字体表字体表示而不在字上加点示而不在字上加点示而不在字上加点示而不在字上加点“”“”。反馈闭环反馈闭环反馈闭环反馈闭环放大电路放大电路放大电路放大电路A Af fX XO O变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi i基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af f 但引入负反馈后但引入负反馈后但引入负反馈后但引入负反馈后,当输入当输入当输入当输入信号一定时信号一定时信号一定时信号一定时,电压负反馈能电压负反馈能电压负反馈能电压负反馈能使输出电压基本维持恒定使输出电压基本维持恒定使输出电压基本维持恒定使输出电压基本维持恒定,电流负反馈能使输出电流电流负反馈能使输出电流电流负反馈能使输出电流电流负反馈能使输出电流基本维持恒定基本维持恒定基本维持恒定基本维持恒定,因而能够维因而能够维因而能够维因而能够维持增益恒定持增益恒定持增益恒定持增益恒定,这是引入负反这是引入负反这是引入负反这是引入负反馈的优点之一。馈的优点之一。馈的优点之一。馈的优点之一。A Af s f s=X XO OX XS S=K KA Af fA Af f=X XO OX Xi iA A1 1+AF+AF 讨论1：引入负反馈能稳定增益负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完A Af f =X XO OX Xi iA A1 1+AF+AFA Af f 1 1F F基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af f 1.1.引入负反馈能恒定增益引入负反馈能恒定增益引入负反馈能恒定增益引入负反馈能恒定增益的讨论的讨论的讨论的讨论 负反馈能使增益恒定的结负反馈能使增益恒定的结负反馈能使增益恒定的结负反馈能使增益恒定的结论亦可以通过反馈环放大倍论亦可以通过反馈环放大倍论亦可以通过反馈环放大倍论亦可以通过反馈环放大倍数数数数A Af f 的数学表达式得出。的数学表达式得出。的数学表达式得出。的数学表达式得出。在上式中在上式中在上式中在上式中,若若若若|1 1+AF+AF|1,|1,显然有显然有显然有显然有 上式说明上式说明上式说明上式说明,引入深度负反引入深度负反引入深度负反引入深度负反馈后馈后馈后馈后,放大电路增益只决定放大电路增益只决定放大电路增益只决定放大电路增益只决定于反馈网络于反馈网络于反馈网络于反馈网络,而与基本放大而与基本放大而与基本放大而与基本放大电路电路电路电路A A几乎无关。几乎无关。几乎无关。几乎无关。一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数反馈闭环反馈闭环反馈闭环反馈闭环放大电路放大电路放大电路放大电路A Af fX XO O变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iA Af s f s=X XO OX XS S=K KA Af fA Af f=X XO OX Xi iA A1 1+AF+AF 反馈网络一般是由一些性能反馈网络一般是由一些性能反馈网络一般是由一些性能反馈网络一般是由一些性能比较稳定的无源线性元件组成，比较稳定的无源线性元件组成，比较稳定的无源线性元件组成，比较稳定的无源线性元件组成，因此引入负反馈后增益是比较因此引入负反馈后增益是比较因此引入负反馈后增益是比较因此引入负反馈后增益是比较恒定的。恒定的。恒定的。恒定的。一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数 讨论2：增益恒定程度的定量分析继续继续继续继续负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善A Af f =A A1+AF1+AFA Af f 闭环增益闭环增益闭环增益闭环增益=改写为改写为改写为改写为A A 开环增益开环增益开环增益开环增益 dAdAf f dAdA dAdAf f =dAdA(1+AF)(1+AF)2 2两式相除得两式相除得两式相除得两式相除得1 1(1+AF)(1+AF)2 2 =dAdAf fA Af f(1+AF)(1+AF)1 1dAdAA A本页完本页完本页完本页完 2.2.增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析定量分析过程如下定量分析过程如下定量分析过程如下定量分析过程如下:在上式中对在上式中对在上式中对在上式中对A A取导数取导数取导数取导数反馈闭环反馈闭环反馈闭环反馈闭环放大电路放大电路放大电路放大电路A Af fX XO O变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi i基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af fA Af s f s=X XO OX XS S=K KA Af fA Af f=X XO OX Xi iA A1 1+AF+AF 为讨论增益恒定的程度，通常通过为讨论增益恒定的程度，通常通过为讨论增益恒定的程度，通常通过为讨论增益恒定的程度，通常通过放大电路有、无反馈两种情况下增益放大电路有、无反馈两种情况下增益放大电路有、无反馈两种情况下增益放大电路有、无反馈两种情况下增益相对变化之比来评定相对变化之比来评定相对变化之比来评定相对变化之比来评定,即先确定开环放即先确定开环放即先确定开环放即先确定开环放大时的增益大时的增益大时的增益大时的增益A A的相对变化量的相对变化量的相对变化量的相对变化量dA/A dA/A，再，再，再，再确定闭环时的增益确定闭环时的增益确定闭环时的增益确定闭环时的增益 A Af f 的相对变化量的相对变化量的相对变化量的相对变化量dAdAf f/A/Af f。然后比较两个相对变化量来评然后比较两个相对变化量来评然后比较两个相对变化量来评然后比较两个相对变化量来评定引入负反馈后电路增益的恒定性改定引入负反馈后电路增益的恒定性改定引入负反馈后电路增益的恒定性改定引入负反馈后电路增益的恒定性改善了多少。善了多少。善了多少。善了多少。讨论增益的恒定性时讨论增益的恒定性时讨论增益的恒定性时讨论增益的恒定性时主要的对象是增益大小主要的对象是增益大小主要的对象是增益大小主要的对象是增益大小的恒定性的恒定性的恒定性的恒定性,可不考虑相可不考虑相可不考虑相可不考虑相位的关系位的关系位的关系位的关系,所以以下讨所以以下讨所以以下讨所以以下讨论可用正实数来替代相论可用正实数来替代相论可用正实数来替代相论可用正实数来替代相量。量。量。量。一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数 增益恒定程度的定量分析结论负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 2.2.增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析 =dAdAf fA Af f(1+AF)(1+AF)1 1dAdAA A有负反馈时放有负反馈时放有负反馈时放有负反馈时放大电路增益的大电路增益的大电路增益的大电路增益的相对变化量。相对变化量。相对变化量。相对变化量。无反馈时放大无反馈时放大无反馈时放大无反馈时放大电路增益相对电路增益相对电路增益相对电路增益相对变化量。变化量。变化量。变化量。例如若例如若例如若例如若(1+AF)=10(1+AF)=10,上式可写为上式可写为上式可写为上式可写为:0.10.1 =dAdAf fA Af fdAdAA A 那么当基本放大电路那么当基本放大电路那么当基本放大电路那么当基本放大电路A A受温度受温度受温度受温度变化使本身的增益变化使本身的增益变化使本身的增益变化使本身的增益A A变化了变化了变化了变化了10%10%时时时时,整个闭环放大器的增益整个闭环放大器的增益整个闭环放大器的增益整个闭环放大器的增益A Af f 只只只只变化了变化了变化了变化了 1%1%。上式表明上式表明上式表明上式表明,有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的1/(1+AF)1/(1+AF)。反馈闭环反馈闭环反馈闭环反馈闭环放大电路放大电路放大电路放大电路A Af fX XO O变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi i基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af fA Af s f s=X XO OX XS S=K KA Af fA Af f=X XO OX Xi iA A1 1+AF+AF 过度负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续 2.2.增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析 上式表明上式表明上式表明上式表明,有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的1/(1+AF)1/(1+AF)。基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af f =dAdAf fA Af f(1+AF)(1+AF)1 1dAdAA A一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数 四种负反馈电路的输出量对输入量影响的关系负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 =dAdAf fA Af f(1+AF)(1+AF)1 1dAdAA A输输出出电电压压输输出出电电压压 U UO O对对输输入入电电流流对对输输入入电电流流 I Iidid(I(Ii i)的的影影响响的的影影响响输出电压输出电压输出电压输出电压U UOO对输入电压对输入电压对输入电压对输入电压U Uidid(U(Ui i)的影响的影响的影响的影响输输出出电电流流输输出出电电流流 I IO O 对对输输入入电电流流对对输输入入电电流流 I Iidid(I(Ii i)的的影影响响的的影影响响输输出出电电流流输输出出电电流流 I IO O对对输输入入电电压压对对输输入入电电压压 U Uidid(U(Ui i)的的影影响响的的影影响响基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af f 在负反馈电路中在负反馈电路中在负反馈电路中在负反馈电路中,增益的增益的增益的增益的概念不仅仅指电压的增益概念不仅仅指电压的增益概念不仅仅指电压的增益概念不仅仅指电压的增益,还会有其它形式的增益。还会有其它形式的增益。还会有其它形式的增益。还会有其它形式的增益。因为负反馈电路对输入的因为负反馈电路对输入的因为负反馈电路对输入的因为负反馈电路对输入的影响有四种情形影响有四种情形影响有四种情形影响有四种情形:2.2.增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析 上式表明上式表明上式表明上式表明,有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的1/(1+AF)1/(1+AF)。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。提问：这是什么反馈类型。一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数 电压增益和电流增益负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 =dAdAf fA Af f(1+AF)(1+AF)1 1dAdAA A 通常使用得比较多和我们较为通常使用得比较多和我们较为通常使用得比较多和我们较为通常使用得比较多和我们较为容易接受的是两种容易接受的是两种容易接受的是两种容易接受的是两种,一种是电压增一种是电压增一种是电压增一种是电压增益益益益A Au u,另一种是电流增益另一种是电流增益另一种是电流增益另一种是电流增益A Ai i。A Au u=U UO O U Uid id A Auf uf=U UO O U Ui i A Ai i=I IO O I IididA Aif if=I IO O I Ii i电压串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈 2.2.增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析 上式表明上式表明上式表明上式表明,有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的1/(1+AF)1/(1+AF)。基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af f一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数 互阻增益和互导增益负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善 现在介绍另外两种形式的现在介绍另外两种形式的现在介绍另外两种形式的现在介绍另外两种形式的增益增益增益增益,一种称为互阻增益一种称为互阻增益一种称为互阻增益一种称为互阻增益A Auiui,另一种称为互导增益另一种称为互导增益另一种称为互导增益另一种称为互导增益A Aiuiu。相应的反馈系数也分为、相应的反馈系数也分为、相应的反馈系数也分为、相应的反馈系数也分为、F Fuuuu、F Fii ii、F Fiuiu、F Fuiui,量纲也是量纲也是量纲也是量纲也是不同的不同的不同的不同的,但但但但AFAF总是无量纲的总是无量纲的总是无量纲的总是无量纲的.A Aui ui=U UO OI IididA Auif uif=U UO OI Ii iA Aiu iu=I IO OU Uidid继续继续继续继续A Aiuf iuf=I IO OU Ui i 2.2.增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析增益恒定程度的定量分析 上式表明上式表明上式表明上式表明,有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电有负反馈时电路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变路受外界影响的增益相对变化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的化只是开环增益相对变化的1/(1+AF)1/(1+AF)。基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af f 表示输入电流表示输入电流表示输入电流表示输入电流I Iidid对输出电压对输出电压对输出电压对输出电压U UOO的控制作用的控制作用的控制作用的控制作用,称为互阻增益称为互阻增益称为互阻增益称为互阻增益,单单单单位为位为位为位为 ，A Aui ui 越大，表示较小的输越大，表示较小的输越大，表示较小的输越大，表示较小的输入电流即得到较大的输出电压入电流即得到较大的输出电压入电流即得到较大的输出电压入电流即得到较大的输出电压,增益越大。增益越大。增益越大。增益越大。(电压并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈)表示输入电压表示输入电压表示输入电压表示输入电压U Uidid对输出电流对输出电流对输出电流对输出电流I IOO的控制作用的控制作用的控制作用的控制作用,称为互导增益，单位称为互导增益，单位称为互导增益，单位称为互导增益，单位为为为为(S)(S)西门子西门子西门子西门子.A Aiu iu 越大越大越大越大,表示较小表示较小表示较小表示较小的输入电压即可得到较大的输出的输入电压即可得到较大的输出的输入电压即可得到较大的输出的输入电压即可得到较大的输出电流电流电流电流,增益越大增益越大增益越大增益越大.(.(电流串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈)本页完本页完本页完本页完一、稳定放大倍数一、稳定放大倍数 =dAdAf fA Af f(1+AF)(1+AF)1 1dAdAA A 各量的量纲和表达形式等各量的量纲和表达形式等各量的量纲和表达形式等各量的量纲和表达形式等请同学们自行参考本章第二请同学们自行参考本章第二请同学们自行参考本章第二请同学们自行参考本章第二节课件。节课件。节课件。节课件。二、减少非线性失真二、减少非线性失真1.1.负反馈减少非线性失负反馈减少非线性失真原理真原理 开环增益的非线性开环增益的非线性二、减少非线性失真二、减少非线性失真负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af f 所谓非线性失真所谓非线性失真所谓非线性失真所谓非线性失真,以电压以电压以电压以电压增益为例增益为例增益为例增益为例,就是输出就是输出就是输出就是输出u uO O与输与输与输与输入入入入u ui i 不成正比关系。不成正比关系。不成正比关系。不成正比关系。通常所使用的通常所使用的通常所使用的通常所使用的 开开开开 环增益环增益环增益环增益 u uo o=A=Au u u ui i 只是某一范围内的只是某一范围内的只是某一范围内的只是某一范围内的近似近似近似近似,超过了这个范围就不超过了这个范围就不超过了这个范围就不超过了这个范围就不再是线性的了。再是线性的了。再是线性的了。再是线性的了。uoui开环电开环电开环电开环电压增益压增益压增益压增益曲线。曲线。曲线。曲线。Au0线性段线性段线性段线性段,符符符符合合合合u uo o=A=Au u u ui i。负反馈减少非线性失负反馈减少非线性失真原理真原理二、减少非线性失真二、减少非线性失真负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善uouiAuA Af f =常数常数常数常数AAu u1 1F Fu uo ou ui i闭环电压闭环电压闭环电压闭环电压增益曲线。增益曲线。增益曲线。增益曲线。A Af f继续继续继续继续0基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO O反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F F变变变变换换换换网网网网络络络络KKX Xs sX Xi iX Xf fA Af f 注意：负反馈减少非线性注意：负反馈减少非线性注意：负反馈减少非线性注意：负反馈减少非线性失真所指的是反馈环内的失失真所指的是反馈环内的失失真所指的是反馈环内的失失真所指的是反馈环内的失真。如果输入波形本身就失真。如果输入波形本身就失真。如果输入波形本身就失真。如果输入波形本身就失真的真的真的真的,这时即使引入负反馈这时即使引入负反馈这时即使引入负反馈这时即使引入负反馈,也是无济于事的。也是无济于事的。也是无济于事的。也是无济于事的。1 1、负反馈减少非线性失、负反馈减少非线性失、负反馈减少非线性失、负反馈减少非线性失真原理。真原理。真原理。真原理。引入负反馈尤其是深度负引入负反馈尤其是深度负引入负反馈尤其是深度负引入负反馈尤其是深度负反馈后反馈后反馈后反馈后,闭环放大电路闭环放大电路闭环放大电路闭环放大电路(反反反反馈环馈环馈环馈环)的电压增益为：的电压增益为：的电压增益为：的电压增益为：电压增益虽然减少了，但电压增益虽然减少了，但电压增益虽然减少了，但电压增益虽然减少了，但很大的范围内电压增益基本很大的范围内电压增益基本很大的范围内电压增益基本很大的范围内电压增益基本是线性的。是线性的。是线性的。是线性的。本页完本页完本页完本页完开环电开环电开环电开环电压增益压增益压增益压增益曲线。曲线。曲线。曲线。线性段线性段线性段线性段,符符符符合合合合u uo o=A=Au u u ui i。过度过度二、减少非线性失真二、减少非线性失真负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO OX Xi i 2.负反馈减少非线性失真过程 开环时的非线性失真输出波形二、减少非线性失真二、减少非线性失真负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO OX Xi i本页完本页完本页完本页完 2 2、负反馈减少非线性失真、负反馈减少非线性失真、负反馈减少非线性失真、负反馈减少非线性失真过程过程过程过程 未加负反馈时未加负反馈时未加负反馈时未加负反馈时(开环开环开环开环)非线性非线性非线性非线性失真情形。失真情形。失真情形。失真情形。由于放大器的非由于放大器的非由于放大器的非由于放大器的非线性，令输出信号线性，令输出信号线性，令输出信号线性，令输出信号产生失真。产生失真。产生失真。产生失真。负反馈减少非线性失真过程二、减少非线性失真二、减少非线性失真负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善 2 2、负反馈减少非线性失真、负反馈减少非线性失真、负反馈减少非线性失真、负反馈减少非线性失真过程过程过程过程 加入负反馈后非线性失真的改加入负反馈后非线性失真的改加入负反馈后非线性失真的改加入负反馈后非线性失真的改善过程善过程善过程善过程 利用反馈网络把利用反馈网络把利用反馈网络把利用反馈网络把输出信号回馈至输输出信号回馈至输输出信号回馈至输输出信号回馈至输入端的比较环节。入端的比较环节。入端的比较环节。入端的比较环节。反馈网络反馈网络反馈网络反馈网络F FX Xf fA Af f继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 在比较环节上，在比较环节上，在比较环节上，在比较环节上，X Xi i与与与与X Xf f相减，得出相减，得出相减，得出相减，得出新的净输入新的净输入新的净输入新的净输入X Xidid ，造成预失真。造成预失真。造成预失真。造成预失真。基本放大器的非线性失基本放大器的非线性失基本放大器的非线性失基本放大器的非线性失真抵消了预失真，令闭环真抵消了预失真，令闭环真抵消了预失真，令闭环真抵消了预失真，令闭环放大器的输出信号的失真放大器的输出信号的失真放大器的输出信号的失真放大器的输出信号的失真得以减少。得以减少。得以减少。得以减少。基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A AX XididX XO OX Xi i单单击击此此进进入入单单击击此此进进入入负负反反馈馈减减少少负负反反馈馈减减少少非非线线性性失失真真非非线线性性失失真真过过 程程 演演 示示过过 程程 演演 示示单单击击此此观观看看单单击击此此观观看看示示波波器器演演示示示示波波器器演演示示减减少少非非线线性性减减少少非非线线性性失失 真真 过过 程程失失 真真 过过 程程三、抑制反馈环内噪声三、抑制反馈环内噪声 开环电路的信噪比三、抑制反馈环内噪声三、抑制反馈环内噪声负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善 对于放大电路来说对于放大电路来说对于放大电路来说对于放大电路来说,除了除了除了除了输入有用信号输入有用信号输入有用信号输入有用信号(称为称为称为称为S)S)外，外，外，外，不可避免还会有噪声信号不可避免还会有噪声信号不可避免还会有噪声信号不可避免还会有噪声信号(称为称为称为称为N),N),噪声是有害的。噪声是有害的。噪声是有害的。噪声是有害的。衡量电路的指标之一就是衡量电路的指标之一就是衡量电路的指标之一就是衡量电路的指标之一就是信噪比信噪比信噪比信噪比S/N.S/N.若信噪比越高若信噪比越高若信噪比越高若信噪比越高,电路或说输出的质量就优越。电路或说输出的质量就优越。电路或说输出的质量就优越。电路或说输出的质量就优越。对于开环电路来说，有用对于开环电路来说，有用对于开环电路来说，有用对于开环电路来说，有用信号信号信号信号U US S与噪声与噪声与噪声与噪声U Un n都得到放大都得到放大都得到放大都得到放大继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 如电视信号中如电视信号中如电视信号中如电视信号中 的的的的信噪比越大，画面信噪比越大，画面信噪比越大，画面信噪比越大，画面的的的的“雪花雪花雪花雪花”就越少。就越少。就越少。就越少。U UO O+-开环放大开环放大电路电路Au1A Au1u1U Us sA Au1u1U Un n 输出信号的信噪比输出信号的信噪比输出信号的信噪比输出信号的信噪比 S/NS/N=对于开环电路来说对于开环电路来说对于开环电路来说对于开环电路来说,输出输出输出输出信号与输入信号的信噪比是信号与输入信号的信噪比是信号与输入信号的信噪比是信号与输入信号的信噪比是一样的。一样的。一样的。一样的。|A|Au1u1U US S|A|Au1u1U Un n|U Us s+-U Un n+-为了抑制噪声为了抑制噪声为了抑制噪声为了抑制噪声,通常加一通常加一通常加一通常加一级低噪声放大并引入负反馈级低噪声放大并引入负反馈级低噪声放大并引入负反馈级低噪声放大并引入负反馈.u uo ot t0 0 示波器上观示波器上观示波器上观示波器上观察到的正弦波察到的正弦波察到的正弦波察到的正弦波叠加上噪声后叠加上噪声后叠加上噪声后叠加上噪声后的波形。的波形。的波形。的波形。有用信号有用信号有用信号有用信号等效噪声源等效噪声源等效噪声源等效噪声源U Ui i+-|U US S|U Un n|闭环电路的信噪比的推导三、抑制反馈环内噪声三、抑制反馈环内噪声负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完F Fu uU UO OU UO O+-开环放大开环放大电路电路Au1低噪声开低噪声开环放大电环放大电路路Au2U Un n+-U Us s+-反馈网络反馈网络Fu+-为了抑制噪声为了抑制噪声为了抑制噪声为了抑制噪声,通常加一通常加一通常加一通常加一级低噪声放大并引入负反馈级低噪声放大并引入负反馈级低噪声放大并引入负反馈级低噪声放大并引入负反馈.衡量电路的指标之一就是衡量电路的指标之一就是衡量电路的指标之一就是衡量电路的指标之一就是信噪比信噪比信噪比信噪比S/N.S/N.若信噪比越高若信噪比越高若信噪比越高若信噪比越高,电路或说输出的质量就优越。电路或说输出的质量就优越。电路或说输出的质量就优越。电路或说输出的质量就优越。对于放大电路来说对于放大电路来说对于放大电路来说对于放大电路来说,除了除了除了除了输入有用信号输入有用信号输入有用信号输入有用信号(称为称为称为称为S)S)外，外，外，外，不可避免还会有噪声信号不可避免还会有噪声信号不可避免还会有噪声信号不可避免还会有噪声信号(称为称为称为称为N),N),噪声是有害的。噪声是有害的。噪声是有害的。噪声是有害的。对于开环电路来说对于开环电路来说对于开环电路来说对于开环电路来说,输出输出输出输出信号与输入信号的信噪比是信号与输入信号的信噪比是信号与输入信号的信噪比是信号与输入信号的信噪比是一样的。一样的。一样的。一样的。开环放大开环放大电路电路Au1A Au1u1U Us sA Au1u1U Un nU Us s+-U Un n+-U Ui i+-S/NS/N=|A|Au1u1U US S|A|Au1u1U Un n|U US S|U Un n|对于开环电路来说，有用对于开环电路来说，有用对于开环电路来说，有用对于开环电路来说，有用信号信号信号信号U US S与噪声与噪声与噪声与噪声U Un n都得到放大都得到放大都得到放大都得到放大 输出信号的信噪比输出信号的信噪比输出信号的信噪比输出信号的信噪比 整个闭环整个闭环整个闭环整个闭环回路的增益回路的增益回路的增益回路的增益为为为为A Af f 此级对噪声近似此级对噪声近似此级对噪声近似此级对噪声近似无放大，称为低噪无放大，称为低噪无放大，称为低噪无放大，称为低噪声放大前置级。声放大前置级。声放大前置级。声放大前置级。闭环电路的信噪比的推导三、抑制反馈环内噪声三、抑制反馈环内噪声负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 信号经过第一级放大有信号经过第一级放大有信号经过第一级放大有信号经过第一级放大有 U UO1O1=A Au1u1U Us s+A Au1u1U Un n-A Au1u1FUFUo o 上式整理后得上式整理后得上式整理后得上式整理后得 U UO O=A Au1 u1 A Au2 u2 U Us s1+1+A Au1u1A Au2u2F F 应用闭环回路的电压增益应用闭环回路的电压增益应用闭环回路的电压增益应用闭环回路的电压增益关系分别求出有用信号和噪关系分别求出有用信号和噪关系分别求出有用信号和噪关系分别求出有用信号和噪声的输入电压声的输入电压声的输入电压声的输入电压U US S和和和和U Un n，然后然后然后然后比较反馈前后信噪比的大小比较反馈前后信噪比的大小比较反馈前后信噪比的大小比较反馈前后信噪比的大小得出结论。得出结论。得出结论。得出结论。信号经过第二级放大有信号经过第二级放大有信号经过第二级放大有信号经过第二级放大有 U UO O=A Au2u2(A Au1u1U Us s-A Au1u1FUFUO O)+A Au1u1U Un n+A Au1 u1 U Un n1+1+A Au1u1A Au2u2F FF Fu uU UO OU UO O+-开环放大开环放大电路电路Au1低噪声开低噪声开环放大电环放大电路路Au2U Un n+-U Us s+-反馈网络反馈网络Fu+-开环放大开环放大电路电路Au1A Au1u1U Us sA Au1u1U Un nU Us s+-U Un n+-U Ui i+-因为噪声没有被放大因为噪声没有被放大因为噪声没有被放大因为噪声没有被放大 ，所以，所以，所以，所以U UO O=A Au2u2(A Au1u1U Us s-A Au1u1FUFUO O)+A Au1u1U Un n S/NS/N=|A|Au1u1U US S|A|Au1u1U Un n|U US S|U Un n|输出信号的信噪比输出信号的信噪比输出信号的信噪比输出信号的信噪比 U UO1O1=A Au1u1U Us s+A Au1u1U Un n-A Au1u1FUFUo o 过度三、抑制反馈环内噪声三、抑制反馈环内噪声负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续F Fu uU UO OU UO O+-开环放大开环放大电路电路Au1低噪声开低噪声开环放大电环放大电路路Au2U Un n+-U Us s+-反馈网络反馈网络Fu+-开环放大开环放大电路电路Au1A Au1u1U Us sA Au1u1U Un nU Us s+-U Un n+-U Ui i+-S/NS/N=|A|Au1u1U US S|A|Au1u1U Un n|U US S|U Un n|U UO O=A Au1 u1 A Au2 u2 U Us s1+1+A Au1u1A Au2u2F F+A Au1 u1 U Un n1+1+A Au1u1A Au2u2F F 输出信号的信噪比输出信号的信噪比输出信号的信噪比输出信号的信噪比 闭环电路的信噪比的推导三、抑制反馈环内噪声三、抑制反馈环内噪声负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善继续继续继续继续本页完本页完本页完本页完 上式中第一项含有上式中第一项含有上式中第一项含有上式中第一项含有U Us s，显，显，显，显然代