负反馈对放大电路性能的改善

1. 稳定放大倍数

放大电路的放大倍数取决于放大器件的性能参数以及电路元件的参数，当环境温度发生变化、器件老化、电源电压波动以及负载变化时，都会引起放大倍数发生变化，为了提高放大倍数的稳定性，常常在放大电路中引入负反馈。

加了负反馈以后，当开环放大倍数变化了dA，则由式（4 − 2 − 4）可知，闭环放大倍数的变化量dAf应为

即开环放大倍数变化了dA，闭环放大倍数相应变化了dA/(1AF+ )2。

通常，用有、无反馈两种情况下放大倍数的相对变化量的比值来衡定放大倍数的稳定程度，即将式（4 − 2 − 6）等号两边分别除以式（4 − 2 − 4）左右两边，可得

式（4 − 2 − 7）表明，引入负反馈后，Af的相对变化量仅为其基本放大电路放大倍数A的相对变化量的(1 )AF+ 分之一，也就是说Af的稳定性是A的(1 )AF+ 倍。

2. 减小非线性失真

所谓放大器的非线性，就是放大倍数随信号的大小变化。所以，一个非线性电路将会把输入的正弦信号变成一个非正弦的输出信号，即产生非线性失真。

假设基本放大电路产生正半周输出增大，即正弦波信号输入时，输出信号的正半周幅度大于负半周。引入负反馈后，由于反馈量正比于输出量，对应的输出信号正半周，反馈量大，对应输出信号的负半周，反馈量小。于是基本放大电路的净输入为：对应输出信号正半周的净输入幅度小，对应输出信号负半周的净输入幅度大，经放大后输出信号正半周幅度提升多，负半周输出信号幅度提升少，使输出信号正负半周幅度偏差减小。经过几轮调整后，基本上获得接近正弦波信号的输出，改善了放大电路的非线性失真。如图4 − 2 − 8所示。

3. 展宽通频带

负反馈扩展放大器的通频带的过程和负反馈提高放大倍数的恒定性过程实质上是相同的。负反馈降低了由于信号频率变化而引起的放大倍数的不稳定程度，结果表现为扩展了放大器的通频带。具体来讲，就是加上负反馈以后，对于同样大小的输入信号，在中频区由于输出信号较大，因而反馈信号也较大，于是输入信号就被削弱较大，从而输出信号降低较大；在高频区和低频区，由于信号较小，于是输入信号被削弱较小，从而输出信号降低较小。这样一来，高、中、低三个频区上的放大倍数就比较均匀，放大器的通频带也就加宽了。

图4 − 2 − 8 利用负反馈减小非线性失真

（a）无反馈时出现非线性失真；（b）引入反馈

4. 改变输入电阻和输出电阻

1）负反馈对输入电阻的影响

输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻，因而负反馈对输入电阻的影响取决于基本放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即取决于所引入的反馈是串联负反馈还是并联负反馈。

（1）串联负反馈使输入电阻增大：串联负反馈的输入回路是取电压信号，负反馈电压使信号源提供电流减小，输入电阻增大。串联负反馈的输入电阻为未加反馈时的(1 )AF+ 倍。

（2）并联负反馈使输入电阻减小：并联负反馈的输入回路是取电流信号，负反馈电流使信号源提供电流增大，输入电阻减小。并联负反馈的输入电阻为未加反馈时的1/(1 )AF+ 。

2）负反馈对输出电阻的影响

输出电阻是从放大电路输出端看进去的等效电阻，因而负反馈对输出电阻的影响取决于反馈网络在输出端的取样方式，即取决于所引入的反馈是电压负反馈还是电流负反馈。

（1）电压负反馈稳定输出电压，并使输出电阻减小：假设输入信号不变，由于某种原因使输出电压增大，因为是电压反馈，反馈信号和输出电压成正比，因此反馈信号也将增大，则净输入信号减小，输出电压随之减小。可见，引入电压负反馈后，通过负反馈的自动调节作用，使输出电压趋于稳定，因此电压负反馈稳定了输出电压。这种稳定电压的作用，使得在外加负载变化时，输出电压变化很小，这样从输出端来看，相当于一个恒压源，故输出电阻很小。电压负反馈的输出电阻为未加反馈时的1/(1 )AF+ 。

（2）电流负反馈稳定输出电流，并使输出电阻增大：假设输入信号不变，由于某种原因使输出电流减小，因为是电流反馈，反馈信号和输出电流成正比，所以反馈信号也将减小，则净输入信号就增大，经基本放大电路放大后，输出电流跟着增大。可见，引入电流负反馈后，通过负反馈的自动调节作用，最终使输出电流趋于稳定，因此电流负反馈稳定输出电流。这样从输出端来看，相当于一个恒流源，故输出电阻很大。电流负反馈的输出电阻为未加反馈时的(1+AF)倍。

总之，负反馈使放大电路多方面的性能得到了改善，因此，在设计放大电路的时候，可以根据实际需要，引入合适的反馈。不同类型的负反馈所产生的影响也不同，可以概括为以下几点：

（1）为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路的动态性能，应引入交流负反馈。

（2）为了增大放大电路的输入电阻，应引入串联负反馈；为减小放大电路的输入电阻，应引入并联负反馈。

（3）当负载需要稳定的电压信号时，应引入电压负反馈；当负载需要稳定的电流信号时，应引入电流负反馈。

（4）根据不同类型负反馈电路的输入、输出关系，在需要进行变换时，应选择合适的反馈类型。例如，若将电流信号转换成电压信号，应在放大电路中引入电压并联负反馈；若将电压信号转换成电流信号，应在放大电路中引入电流串联负反馈。