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信号源内阻对负反馈放大器反馈深度的影响

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。 信号源内阻对负反馈放大器反馈深度的影响。中冀GPS信号源,GPS信号放大器,GPS信号转发器生产厂家。

  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。 


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