负反馈元器件参数对功放性能的影响

Posted 2021-05-20 豆豆学习精

负反馈网络是宽带功率放大器中常用到的部分，它的作用一般包含改善增益平坦度以及提高电路的稳定性。常见的负反馈网络一般由RC串联而成。

负反馈网络对指标的影响

图一的方案中，在功放管的漏极和栅极之间串入RC负反馈电路，补偿高频的增益，降低低频增益，改善增益平坦度。同时，负反馈电路对电路稳定性也有一定影响，在确定了RC稳定电路后，改变负反馈的阻抗值，都有可能引起电路不稳定。在分析负反馈网络时，不考虑负反馈电路引起的输入输出阻抗值的变化，从而造成的对电路的影响。

负反馈电阻对指标的影响

电阻大小影响功放管的增益，一般在几十到上百欧姆，电阻主要用来控制反馈量，从而控制增益带宽。电阻较小时，输出功率大量回馈到输入端，增益下降明显，具有增益平坦、高稳定性的特点。输入功率给定，负反馈电阻为一百欧姆左右时，负反馈网络中电阻消耗功率如图所示。从图中可以看出，不同频率下的功耗不尽相同，这是由于不同频点下流经负反馈网络的电流不同。

电阻的消耗功率

在不同输入功率下进行电路仿真，会看到不同输入功率下电阻消耗的功率不同，随着输入功率增加，消耗功率不断增大。在低功率输入时，功率放大器线性度良好，负反馈网络中电阻功耗也随着输入功率增加而增大。在输入功率较高时，分别对功率放大器的高频端和低频端进行仿真，仿真结果如下图所示。其中红色实线代表高频端仿真结果，蓝色点线代表高频端仿真结果。

可以看出负反馈电阻值的不同，也会对功率放大器的增益和效率造成不同的影响。电阻值增加，低频端功率放大器的低频增益增大，效率提高，但是当电阻增大到一定数值时，增益和效率变化逐渐平缓。随着电阻值增加，功率放大器的高频增益减小，效率降低，但是变化幅度不大。根据以上测试的结果，评估功放应用场景带内性能，可以选择合适的阻值

负反馈电容对指标的影响
在推动级功率放大器的负反馈电路设计中，电容用来隔断直流，用来控制反馈的低频信号。在输入功率给定时，分别对推动级功率放大器的高频端和低频端进行仿真。下图为不同电容下的功率放大器的各指标仿真结果，其中蓝色线代表高频端特性，红色线代表低频端特性。

仿真结果表明：随着电容容值的增大，功率放大器的高频端各指标变化不大低频端增益不断提高，效率增大，三次谐波抑制效果变差，但是当电容容值增大到2200pF以上时，各指标变化逐渐平缓