负反馈对放大器性能的影响

为了改善放大电路的某些性能指标，达到某种预期的目的，常在放大电路中引入某种负反馈组态。放大电路一旦引入某种组态的负反馈，它的许多性能指标都将被影响，影响的程度均与反馈深度 1+ A ˙ F ˙ 的大小有关。本节内容重点在于掌握负反馈对放大电路各方面性能影响的结论。

结论1——负反馈使放大器的放大倍数下降

| 1+ A ˙ F ˙ |>1 →负反馈→净输入信号减弱→ X ′ ˙ i < X ˙ i → | A ˙ f |<| A ˙ | 。即负反馈使放大器的放大倍数下降。

闭环放大倍数 A ˙ f = X ˙ o X ˙ i = A ˙ 1+ A ˙ F ˙ 在中频区为表示为

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

可见, 闭环放大倍数 A f 仅是开环放大倍数 A 的 1 1+AF 倍。

结论2——稳定被取样的输出信号

电压负反馈——稳定输出电压 U o 。

以图6.8所示的电压串联负反馈电路为例，当某一因素使 U o 增大时，反馈过程如下：

可见， U o 的变化量大大减小，稳定性大大提高。

电流负反馈——稳定输出电流 I o 。

以图6.10所示的电流串联负反馈电路为例，当某一因素使 I o 增大时，则反馈过程：

可见， I o 的变化量大大减小，稳定性大大提高。

结论3——放大倍数的稳定性提高

对 A f = A 1+AF 求导，整理后

d A f A f = 1 1+AF ⋅ dA A

无论何种原因引起放大倍数发生变化，均可以通过负反馈使放大倍数相对变化量减小，放大倍数的稳定性提高了。

结论4——可以展宽通频带

放大电路的频率响应引起放大倍数下降，通过负反馈可以展宽通频带。

闭环放大倍数 A f 是开环放大倍数 A 的 1 1+AF 倍，闭环放大电路的通频带 B W f 是开环放大电路的通频带 BW 的( 1+AF )倍。增益带宽积不变。

设开环时放大电路在高频段的放大倍数为：

A ˙ H = A ˙ m 1+j f f H

A ˙ m —— 开环时中频放大倍数 f H —— 开环时上限频率

引入负反馈后的高频放大倍数为： A ˙ Hf = A ˙ H 1+ A ˙ H F ˙ 整理后得

引入负反馈后的中频放大倍数和上限频率 A ˙ mf = A ˙ m 1+ A ˙ m F ˙ f Hf =(1+ A ˙ m F ˙ ) f H 。

开环放大器的通频带 BW= f H

闭环放大器的通频带 B W f = f Hf =(1+ A ˙ m F ˙ ) f H

增益带宽积不变。

结论5——改变输入电阻和输出电阻

☆输入电阻的改变情况由输入信号与反馈信号在输入端的求和方式来决定。求和方式为电压求和确定为串联负反馈，求和方式为电流求和确定为并联负反馈。

串联负反馈使输入电阻提高;并联负反馈使输入电阻减小。

以图6.13串联反馈为例，开环输入电阻 r i = U ′ i I i

闭环输入电阻 r if = U i I i = U ′ i + U f I i = U ′ i +AF U ′ i I i =(1+AF) r i

可见，串联反馈使输入电阻增加， r if =(1+AF) r if ;理想时， r if =∞ 。

同样可以得出，并联反馈使输入电阻减小， r if = 1 1+AF r i ;理想时， r if =0 。

☆输出电阻的改变情况由反馈信号在输出端的采样方式来决定。采样为输出电压 U o 确定为电压反馈，采样为输出电流 I o 确定为电流反馈。

电压负反馈使输出电阻减小;电流负反馈使输出电阻增大。

电压负反馈稳定输出电压，稳压特点说明负反馈使输出电阻减小;理想时， r of ≈0 。

电流负反馈稳定输出电流，稳流特点说明负反馈使输出电阻增大;理想时， r of ≈∞ 。