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等效电路抱负模型在负反馈扩大电路中的使用剖析

等效电路理想模型在负反馈放大电路中的应用分析-在通常情况下,由于输入信号相对于输出信号小的多,因此这4种作用中反馈电路对输入信号的直通作用忽略不计。当反馈信号很弱时,由于反馈电路电阻相对于放大电路输入和输出电阻很大,故对输入信号和输出信号的负载作用也可忽略不计。一般情况下,反馈信号都比较强,反馈电路对输入信号和输出信号的负载作用是不能忽略的。这里仅就忽略直通作用,反馈电路仅有对输入信号、输出信号的负载作用和对输出信号的反馈作用,对反馈放大电路进行讨论。

1 引 言

在模仿电子技术中,负反应占有适当重要的位置。而对单环负反应的核算,传统的办法有拆环法和网络法等,他们都是将扩大电路进行改换后进行剖析和核算。但他们在使用中选用的概念和公式许多,给核算带来了不便利,现就负反应电路的核算办法使用等效概念并以辨证的办法做以介绍。使核算更为便利和易于了解。

2 负反应扩大电路中反应电路的效果

反应电路在负反应电路中有如下4种效果:

(1)反应电路对输出信号的反应效果,这也是反应电路的首要效果;

(2)对输出信号的负载效果;

(3)对输入信号的负载效果;

(4)对输入信号的直通效果。

在通常情况下,因为输入信号相关于输出信号小的多,因而这4种效果中反应电路对输入信号的直通效果疏忽不计。当反应信号很弱时,因为反应电路电阻相关于扩大电路输入和输出电阻很大,故对输入信号和输出信号的负载效果也可疏忽不计。一般情况下,反应信号都比较强,反应电路对输入信号和输出信号的负载效果是不能疏忽的。这儿仅就疏忽直通效果,反应电路仅有对输入信号、输出信号的负载效果和对输出信号的反应效果,对反应扩大电路进行评论。

3 负反应扩大电路的等效电路模型

图1为一单环负反应扩大电路的框图,图2为该单环负反应扩大电路等效框图。

等效电路抱负模型在负反应扩大电路中的使用剖析

其间Al代表考虑了反应电路对输入信号和输出信号的负载效果的根本扩大电路,B1代表只要反应效果的反应电路。对图l的剖析和核算可转化为对图2的剖析和核算,而图2中的反应电路仅有反应效果,使核算更为便利。其核算过程可分三步进行,首要求出扩大电路的等效电路A1,其次求出反应电路B1,终究对反应扩大电路的抱负模型进行核算。

3.1 电路A1归取办法

因为反应电路衔接在扩大电路的输入和输出回路中,并且这儿A1中仅考虑了B对输入和输出回路负载效果。那么如何将反应电路中的电阻等效概括在A1输人和输出回路中。

(1)电压并联反应电路

图3为电压并联反应电路框图,依据扩大电路输入电阻的求法,令输出电压U=0(输出端短路),即可求出反应电路对输入端的等效电阻,然后将该电阻并联于扩大电路A的两个输入端之间,便得到等效扩大电路A1的输入电路。同理,将输入端短路(令输入信号Ui=o),可求出反应电路对输出端的等效电阻,然后将该电阻并联于扩大电路A的两个输出端之间,便得到等效扩大电路A1的输出电路。

(2)电压串联反应电路

图4为电压串联反应电路框图,同理可求出反应电路对输入端的等效电阻,所不同的是该电阻应串联在扩大电路A的输入电路中,便构成等效扩大电路A1的输入电路,反应电路输出电阻的衔接规则与电压并联输出电阻办法相同。

(3)电流并联反应电路

图5为电流并联反应电路框图,依据电路常识,将反应电路的输出端开路(令输出电流I0=0),求出反应电路的等效输入电阻,然后将其串联于根本扩大电路A的输入电路中,便可求出等效扩大电路A1的输入电路,关于反应电路的输出电阻,只要将反应电路的两个输入端短路(令Ui=0)即可,并将反应电路两头的等效电阻并联于根本扩大电路A的输出电路中,便可得到等效扩大电路A1的输出电路。

(4)电流串联反应电路

图6为电流串联反应电路框图,同理,将反应电路的输出端开路(令输出电流I0=0),求出反应电路的等效输入电阻,然后将其串联于根本扩大电路A的输入电路中,便可求出等效扩大电路A1的输入电路;关于反应电路的输出电阻,只要将反应电路的两个输入端开路(令I0=0)即可,并将反应电路两头等效电阻串联于根本扩大电路A的输出电路中,便可得到等效扩大电路A1的输出电路。

由以上的剖析得以下4点定论:

(1)关于电压反应,将反应扩大器输出端(或负载两头)短路,即令Uo=0后,便可得到等效扩大电路Al的输入电路;

(2)关于电流反应,将反应扩大器的输出端开路,即令I0=o后,便得到等效扩大电路A1的输入电路;

(3)关于并联反应,将反应扩大器的输入端(或受控源两个输入端)短路,即令Ui=0后,便得到等效扩大电路A1的输出电路;

(4)关于串联反应,将反应扩大器输入端开路,即令Ii=0后,便得到等效扩大电路A1的输出电路。

3.2 反应电路

经过上述将反应电路的负载效果归并于等效扩大电路A1后,反应电路B1对A1仅有反应,即对输出信号的影响,这种反应信号终究经过某种衔接办法耦合到A1的输入回路中,然后也影响了等效扩大电路A1两头的净输入信号。

3.3 反应电路的抱负模型

反应电路有4种办法,但终究将反应信号耦合到等效扩大电路的输入回路,然后改动净输入信号,以改动反应扩大电路的输出信号,因而,这儿仅关怀的是反应信号在输入回路中的耦合办法,而净输人信号巨细与反应电路在输出端的采样办法无关。

关于串联反应,反应信号为电压量,并以串联的办法耦合到等效扩大电路A1的输入回路中,故等效电路的抱负模型如图7所示。

关于并联反应,反应信号为电流量,以并联的办法耦合到等效扩大电路A1的输入回路中或用电压量串联的在输入回路中,故等效电路抱负模型如图8所示。

4 反应电路的核算

关于反应电路的核算,可依据反应电路的抱负模型进行等效核算。其核算公式如下;

(1)串联反应由图7可见,在串联反应电路中,输出电压为:

U0=AusUid=Aus(Us-Uf) (1)

而 Fs=

Uf=FsUo (2)

将式(2)代人式(1)有:

Uo=Aus (Us一FsUo)

收拾后得:

(3)

(2)并联反应

由图8可见,在并联反应电路中,净输入电压为:

Uid=Us一IiRs=Us一IidRs一IfRs (4)

且令:

Uf=IfRs= Uid (5)

故有:

Uid=Us一IidRs一Uf

一般情况下,因为If》》Iia,故上式可近似为:

Uid 仝 Us一Uf (6)

依据开环电压增益:

Aus=

及闭环扩大增益:

Ausf=

和式(6)可求出闭环电压增益为:

A usf=

以上剖析可见,不管并联仍是串联反应,输出是电流仍是电压反应,他们闭环电压增益的表达式是完全相同的,然后将4种反应类型用同一个闭环电压增益和电压反应系数一致起来,使核算更为简略便利。

5 结 语

由以上剖析可见:在对单环负反应电路核算过程中,首要依据反应类型将反应电路电阻别离归并于根本扩大电路中,然后,依据等效电路抱负模型,使用公式对反应扩大电路进行核算。在实践工程中,该思路和办法可使用试验手法测出反应电路输入和输出电阻,然后使剖析和核算更为简洁。终究阐明一点,尽管该办法是从无源反应网络导出的,相同也可使用于有源反应网络。留意要正确的将反应网络电阻及反应信号的巨细归并于扩大电路的输入和输出回路。

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