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利用負反饋 放大器需要付出的代價
來源: 日期:2013-11-12 11:54:59 人氣:標簽:
式中很明顯地表示了引入負反饋后,放大器的閉環增益為開環增益的1(1+a.f)倍。
其次,放大器需要付出滿足要求的帶寬。模擬電子技術教材中幾乎無一例外地講到負反饋可以提高放大器的帶寬。但是事實上卻不是那么回事,負反饋拓寬放大器的帶寬是以犧牲放大器閉環增益為代價的。當放大器在開環狀態下,放大器的開環增益隨頻率降低到閉環的增益時,對應頻率與引入負反饋的帶寬是一樣的。這就是說,要想通過負反饋拓寬放大器的帶寬,需要放大器在開環狀態下具有與閉環相同增益下的帶寬。
放大器引入負反饋后帶寬拓寬的結果為
但是放大器的增益卻變成
兩者乘積為
由上式可以看出,一個放大器的增益與帶寬的乘積是一個常數,無論怎樣引入負反饋也無濟于事,要想增加閉環帶寬,就要付出同樣代價的增益降低。
也就是說,一個可放大100 000倍的放大器在放大100倍時對應的頻率為高頻截止頻率5khz,通過負反饋后得到100倍的閉環增益也只能得到高頻截止頻率skhz,絕對不可能達到lokhz。這就是后來的運算放大器為什么有寬帶放大器與通用放大器之分。
第三,負反饋可能引起放大器的自激振蕩。引入負反饋還要維持原來的閉環增益,需要極高的開環增益,這樣就需要多級放大器來實現。這就帶來一個問題,也就是說三級或三級以上的放大器級聯,存在自動控制理論中講的三個極點。由自動控制理論可以知道,三個或三個以上極點的開環系統盡管是穩定的,其閉環后則有可能變為不穩定。特別是在兩個極點或兩個以上的極點在odb開環增益時,系統穩定性會變差,甚至變為不穩定。放大器穩定性變差的現象是輸出出現嚴重的振鈴或嚴重的超調,不穩定的現象則是引起自激振蕩。
從本質上講,即使采用負反饋,要想獲得性能優異的放大器,其開環放大器自身性能一定也要優異才行。
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