負反饋組態對放大電路性能指標的影響

為了改善放大電路的某些性能指標，達到某種預期的目的，常在放大電路中引入某種負反饋組態。放大電路一旦引入某種組態的負反饋，它的許多性能指標都將被影響，影響的程度均與反饋深度 1+ A ˙ F ˙ 的大小有關。

結論1負反饋使放大器的放大倍數下降

| 1+ A ˙ F ˙ |>1 →負反饋→凈輸入信號減弱→ X ′ ˙ i < X ˙ i → | A ˙ f |<| A ˙ | 。即負反饋使放大器的放大倍數下降。

閉環放大倍數 A ˙ f = X ˙ o X ˙ i = A ˙ 1+ A ˙ F ˙ 在中頻區為表示為

A f = X o X i = A 1+AF

可見, 閉環放大倍數 A f 僅是開環放大倍數 A 的 1 1+AF 倍。

結論2穩定被取樣的輸出信號

電壓負反饋——穩定輸出電壓 U o 。

以圖6.8所示的電壓串聯負反饋電路為例，當某一因素使 U o 增大時，反饋過程如下：

可見， U o 的變化量大大減小，穩定性大大提高。

電流負反饋——穩定輸出電流 I o 。

以圖6.10所示的電流串聯負反饋電路為例，當某一因素使 I o 增大時，則反饋過程：

可見， I o 的變化量大大減小，穩定性大大提高。

結論3放大倍數的穩定性提高

對 A f = A 1+AF 求導，整理后

d A f A f = 1 1+AF ? dA A

無論何種原因引起放大倍數發生變化，均可以通過負反饋使放大倍數相對變化量減小，放大倍數的穩定性提高了。

結論4可以展寬通頻帶

放大電路的頻率響應引起放大倍數下降，通過負反饋可以展寬通頻帶。

閉環放大倍數 A f 是開環放大倍數 A 的 1 1+AF 倍，閉環放大電路的通頻帶 B W f 是開環放大電路的通頻帶 BW 的( 1+AF )倍。增益帶寬積不變。

設開環時放大電路在高頻段的放大倍數為：

A ˙ H = A ˙ m 1+j f f H

A ˙ m —— 開環時中頻放大倍數 f H —— 開環時上限頻率

引入負反饋后的高頻放大倍數為： A ˙ Hf = A ˙ H 1+ A ˙ H F ˙ 整理后得

引入負反饋后的中頻放大倍數和上限頻率 A ˙ mf = A ˙ m 1+ A ˙ m F ˙ f Hf =(1+ A ˙ m F ˙ ) f H 。

開環放大器的通頻帶 BW= f H

閉環放大器的通頻帶 B W f = f Hf =(1+ A ˙ m F ˙ ) f H

增益帶寬積不變。

結論5改變輸入電阻和輸出電阻

☆輸入電阻的改變情況由輸入信號與反饋信號在輸入端的求和方式來決定。求和方式為電壓求和確定為串聯負反饋，求和方式為電流求和確定為并聯負反饋。

串聯負反饋使輸入電阻提高;并聯負反饋使輸入電阻減小。

以圖6.13串聯反饋為例，開環輸入電阻 r i = U ′ i I i

閉環輸入電阻 r if = U i I i = U ′ i + U f I i = U ′ i +AF U ′ i I i =(1+AF) r i

可見，串聯反饋使輸入電阻增加， r if =(1+AF) r if ;理想時， r if =∞ 。

同樣可以得出，并聯反饋使輸入電阻減小， r if = 1 1+AF r i ;理想時， r if =0 。

輸出電阻的改變情況由反饋信號在輸出端的采樣方式來決定。采樣為輸出電壓 U o 確定為電壓反饋，采樣為輸出電流 I o 確定為電流反饋。

電壓負反饋使輸出電阻減小;電流負反饋使輸出電阻增大。

電壓負反饋穩定輸出電壓，穩壓特點說明負反饋使輸出電阻減小;理想時，r of ≈0 。

電流負反饋穩定輸出電流，穩流特點說明負反饋使輸出電阻增大;理想時，r of ≈∞ 。