資料介紹
負(fù)反饋放大電路的四種基本類型1.電壓反饋和電流反饋
若反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào),則稱為電壓反饋;若反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào),則稱為電流反饋。
通常,采用將負(fù)載電阻短路的方法來判別電壓反饋和電流反饋。具體方法是:若將負(fù)載電阻RL短路,如果反饋?zhàn)饔孟?,則為電壓反饋;如果反饋?zhàn)饔么嬖?,則為電流反饋。
2.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋
若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在基本放大電路的輸入端以電壓串聯(lián)的形式迭加,則稱為串聯(lián)反饋;若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在基本放大電路的輸入端以電流并聯(lián)的形式迭加,則稱為并聯(lián)反饋。
根據(jù)電壓/電流和串聯(lián)/并聯(lián)反饋,可構(gòu)成電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)和電流并聯(lián)四種基本類型。四種負(fù)反饋放大電路的方框圖如圖所示。
負(fù)反饋放大電路圖(一)
電路原理:圖示為一種采用負(fù)反饋方式的寬帶放大電路,該電路放大器均采用變壓器耦合方式,放大部分采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管和晶體三極管相結(jié)合的方式。電路中,輸入信號(hào)經(jīng)耦合電容器加到變壓器TI繞組的中心抽頭,再經(jīng)變壓器T2的初級(jí)繞組加到場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極上,這種方式具有阻抗轉(zhuǎn)換的功能,將50n輸入阻抗提高到200n,變壓器Tz的次級(jí)繞組又是VT1的滿極負(fù)載,放大器的增益取決于T2的次級(jí)繞組(25/3=8,33)。VT2是射極輸出放大器方式,通過線圈抽頭的選擇可得到5011的輸出阻抗。
負(fù)反饋放大電路圖(二)
圖1為兩級(jí)共射放大電路,圖2為帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩級(jí)共射放大電路,其反饋網(wǎng)絡(luò)由R11,C6,R4組成,它可構(gòu)成交流負(fù)反饋電路。
靜態(tài)工作點(diǎn)分析
由于采用的是交流負(fù)反饋,理論上分析加入反饋網(wǎng)絡(luò)后電路的直流工作狀態(tài)應(yīng)該不變。在Protel99se平臺(tái)上,選擇Simulate下拉菜單,點(diǎn)擊Run項(xiàng),在*.sdf圖下方點(diǎn)擊OpraTIngPoint就可顯示圖1和圖2電路的靜態(tài)工作點(diǎn),發(fā)現(xiàn)兩個(gè)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是相同的,這與理論分析結(jié)果一致。
負(fù)反饋放大電路圖(三)并聯(lián)負(fù)反饋放大器
如圖3-33所示為常見并聯(lián)負(fù)反饋放大器。其中電阻器R為電壓負(fù)反饋元件,電阻器R的左端直接與輸入端相連,右端又直接與輸出端相連,將輸入與輸入回路聯(lián)系起來了。
圖3-33 常見并聯(lián)負(fù)反饋放大器
首先假設(shè)某瞬時(shí)輸入信號(hào)為正極(+),由于共發(fā)射極晶體管放大器輸出的電壓極性與輸入的相反,為負(fù)極(-),通過反饋元件R,將負(fù)極性的反饋信號(hào)加到基極(b),與信號(hào)源假設(shè)極性相反,使電壓減小,所以反饋元件R為負(fù)反饋。然后,將放大器的輸出端對(duì)地交流短接,通過電容器C2晶體管集電極就會(huì)交流接地,此時(shí)就沒有信號(hào)通過負(fù)反饋元件R反饋到晶體管基極上,電路就不存在負(fù)反饋信號(hào)了,所以這是電壓負(fù)反饋電路。
負(fù)反饋放大電路圖(四)串聯(lián)負(fù)反饋放大器
如圖3-34所示為常見串聯(lián)負(fù)反饋放大器。其中電阻器R為電流負(fù)反饋元件,因?yàn)樗葘儆谳斎牖芈?,又屬于輸出回路,將輸入與輸出回路聯(lián)系起來了。
圖3-34 常見串聯(lián)負(fù)反饋放大器
首先假設(shè)某瞬時(shí)輸入信號(hào)為正極(+),由于發(fā)射極(e)的電壓極性與基極(b)相同,也為正極(+),提高了晶體管發(fā)射極的電位。因?yàn)椋w管發(fā)射結(jié)電壓等于輸入電壓Ube=U- Uf,通過反饋元件R,削弱輸入信號(hào)Ube的電壓,所以反饋元件R為負(fù)反饋。負(fù)反饋電阻器R是用于穩(wěn)定放大器,該電阻值越大,整個(gè)放大器的放大倍數(shù)越小。與負(fù)反饋電阻器R并聯(lián)電容器C是去耦合電容器,相當(dāng)于將發(fā)射極(e)的交流短路,使交流信號(hào)無負(fù)反饋?zhàn)饔茫瑥亩@得較大的交流放大倍數(shù)。
負(fù)反饋放大電路圖(五)多級(jí)負(fù)反饋放大器
如圖3-35所示為常見的多級(jí)負(fù)反饋放大器,電阻器R為兩級(jí)放大器之間的反饋元件,假設(shè)某瞬時(shí)輸入信號(hào)為正極(+),晶體管VT1和VT2各極電壓極性如圖所示。由于晶體管VT2的集電極輸出的信號(hào)極性為正極(+),經(jīng)反饋元件R反饋到晶體管VT1的發(fā)射極上的信號(hào)極性也為正極(+),提高了晶體管VT1發(fā)射極的電位,從而削弱了凈輸入信號(hào)Ube,故為負(fù)反饋。
圖3-35 多級(jí)負(fù)反饋放大器
(1)多級(jí)負(fù)反饋放大器的直流/交流反饋的判斷
根據(jù)反饋信號(hào)的交直流性質(zhì),可以分為直流反饋和交流反饋。如果反饋信號(hào)中只包含直流成分則稱為直流反饋;若反饋信號(hào)中只有交流成分,則稱為交流反饋。很多情況下,交直流兩種反饋都有。
如圖3-36所示為實(shí)用多級(jí)負(fù)反饋放大器,在圖3-36 (a)所示電路中,設(shè)晶體管VT2發(fā)射極的旁路電容器C2足夠大,可認(rèn)為電容器兩端的交流信號(hào)基本為零,則從晶體管VT2的發(fā)射極通過電阻器R引回到晶體管VT1基極的反饋信號(hào)中將只有直流成分,因此電路中引入的是直流反饋。在圖3-36 (b)所示電路中,從輸出端通過電容器C和電阻器R將反饋引回到晶體管VT1的發(fā)射極,由于電容器的隔直作用,反饋信號(hào)中將只有交流成分,所以這個(gè)反饋是交流反饋。
直流負(fù)反饋的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),而對(duì)于放大器的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能,如放大倍數(shù)、通頻帶、輸入及輸出電阻等則沒有影響。各種不同類型的交流負(fù)反饋將對(duì)放大電路的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能產(chǎn)生不同的影響,是用以改善電路交流性能的主要手段。
(2)多級(jí)負(fù)反饋放大器的電流/電壓反饋的判斷
根據(jù)反饋信號(hào)在放大器輸出端采樣方式的不同,可以分為電壓反饋和電流反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電壓,稱為電壓反饋;如果反饋信號(hào)取自輸出電流,則稱為電流反饋。
在圖3-36 (a)的電路中,如果去掉旁路電容器C2,則反饋信號(hào)與輸出回路的電流成正比,因此是電流反饋。在圖3-36 (b)的電路中,反饋信號(hào)與輸出電壓成正比,屬于電壓反饋。
圖3-36 兩種多級(jí)負(fù)反饋放大器
放大器中引入電流負(fù)反饋,將使輸出電流保持穩(wěn)定,其結(jié)果是提高了輸出電阻;引入電壓負(fù)反饋,將使輸出電壓保持穩(wěn)定,其結(jié)果是降低了電路的輸出電阻。
為了判斷放大電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋,一般可假設(shè)將輸出端交流短路,即令輸出電壓等于零,觀察此時(shí)是否仍有反饋信號(hào),如果反饋信號(hào)不復(fù)存在,則為電壓反饋;否則就是電流反饋。
(3)多級(jí)負(fù)反饋放大器的串聯(lián)/并聯(lián)反饋的判斷
根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在放大電路輸入回路中求和形式的不同,可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。
如果反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中以電壓形式求和,即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián),則稱為串聯(lián)反饋;如果二者以電流形式求和,即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián),則稱為并聯(lián)反饋。
在圖3-36 (b)所示電路中,晶體管VT1的基極和發(fā)射極之間的凈輸入電壓Ube等于外加輸入電壓與反饋電壓之差,即Ube=U- Uf,說明反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓形式求和,因此屬于串聯(lián)反饋。在圖3-36 (a)所示電路中,假設(shè)去掉旁路電容器C2,晶體管VT1的基極電流等于輸入電流與反饋電流之差,即Ib=Ii-If,也就是說,反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流形式求和,所以是并聯(lián)反饋。
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