反饋放大器,把輸出信號(hào)的一部或全部送回輸入端,以改變放大性能的放大電路。由輸出端送回輸入端的信號(hào)稱(chēng)為反饋信號(hào)。
反饋信號(hào)在輸入端與外加信號(hào)相加(或相減)組成放大器的凈輸入。當(dāng)反饋信號(hào)使凈輸入增強(qiáng)從而使放大器增益提高時(shí),稱(chēng)為正反饋。當(dāng)反饋信號(hào)使凈輸入減弱從而使增益下降時(shí),稱(chēng)為負(fù)反饋。
效果
反饋放大器由基本放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、取樣電路和混合電路組成。負(fù)反饋能在如下幾個(gè)方面改變放大器的性能,達(dá)到所希望的效果。①對(duì)增益的影響。負(fù)反饋能使放大器的閉環(huán)增益趨于恒定,少受開(kāi)環(huán)增益波動(dòng)的影響。正反饋雖然提高了增益,但卻不能使增益恒定。②對(duì)放大器輸入和輸出阻抗的影響。放大器輸入阻抗值會(huì)因信號(hào)在輸入端混合的方式不同而異。③對(duì)放大器非線(xiàn)性失真的影響。在相同的輸出幅度下,負(fù)反饋放大器的非線(xiàn)性失真比無(wú)反饋者為小。④對(duì)通頻帶的影響。負(fù)反饋能使放大器的幅頻特性變得比較平坦,通頻帶得到展寬。正反饋放大器具有較高的增益和較好的選擇性,但頻帶變窄,且工作穩(wěn)定性差。除早期的再生式高頻放大器外,一般放大器很少采用正反饋。
原理
反饋網(wǎng)絡(luò)的作用是使系統(tǒng)的輸出和輸入發(fā)生聯(lián)系,形成稱(chēng)為反饋環(huán)的環(huán)路。未加反饋網(wǎng)絡(luò),即不構(gòu)成環(huán)路(稱(chēng)為開(kāi)環(huán))時(shí),輸入信號(hào)xi直接送入基本放大器,放大器的輸出x0=axi,其中a為基本放大器的增益(亦稱(chēng)開(kāi)環(huán)增益)。加上反饋網(wǎng)絡(luò),即構(gòu)成反饋環(huán)路(稱(chēng)為閉環(huán))時(shí),送入基本放大器的凈輸入變?yōu)閤i-bx0,b是反饋網(wǎng)絡(luò)的增益。輸出x0與輸入xi之比af為反饋放大器的增益(稱(chēng)為閉環(huán)增益)。
上式是反饋放大器的基本關(guān)系式,它表示閉環(huán)增益與開(kāi)環(huán)增益間的關(guān)系。其中a和b一般為復(fù)數(shù),隨頻率而變,因此,af一般也是隨頻率而變的復(fù)數(shù)。在中頻,如ab為負(fù),式中分母(1-ab)的值大于1,閉環(huán)增益變小,相當(dāng)于負(fù)反饋;如ab為正,且其值小于1,式中分母(1-ab)也小于1,閉環(huán)增益變大,則相當(dāng)于正反饋。當(dāng)ab為正,且ab≥1時(shí),系統(tǒng)就質(zhì)變到自激狀態(tài),該式失效。負(fù)反饋已在實(shí)際放大器中獲得廣泛應(yīng)用。這是因?yàn)樗茉谌缦聨讉€(gè)方面改變放大器的性能,達(dá)到所希望的效果。
①對(duì)增益的影響:負(fù)反饋能使放大器的閉環(huán)增益趨于恒定,少受開(kāi)環(huán)增益波動(dòng)的影響。如果使式中的乘積ab的絕對(duì)值比1大很多,則閉環(huán)增益af≈1/b。這樣,只要用比較恒定的無(wú)源元件組成的反饋網(wǎng)絡(luò),負(fù)反饋放大器的增益就基本上不受開(kāi)環(huán)增益a的影響。正反饋雖然提高了增益,但卻不能使增益恒定。
②對(duì)放大器輸入和輸出阻抗的影響:放大器輸入阻抗值會(huì)因信號(hào)在輸入端混合的方式不同而異。在負(fù)反饋的情況下,電壓混合使輸入阻抗增高,電流混合使輸入阻抗降低。而輸出阻抗則因?qū)敵鲂盘?hào)的取樣方式不同而異。在負(fù)反饋的情況下,電流取樣使輸出阻抗增高,電壓取樣使輸出阻抗降低。對(duì)這些混合方式和取樣方式取不同的組合,可得四種能滿(mǎn)足不同使用要求的反饋方式。
③對(duì)放大器非線(xiàn)性失真的影響:在相同的輸出幅度下,負(fù)反饋放大器的非線(xiàn)性失真比無(wú)反饋者為小。但當(dāng)輸入信號(hào)的運(yùn)用范圍很大,例如運(yùn)用到電子器件的飽和與截止?fàn)顟B(tài)時(shí),雖采用負(fù)反饋,也起不到減小非線(xiàn)性失真的作用。
④對(duì)通頻帶的影響:負(fù)反饋能使放大器的幅頻特性變得比較平坦,通頻帶得到展寬。
正反饋放大器具有較高的增益和較好的選擇性,但頻帶變窄,且工作穩(wěn)定性差。除早期的再生式高頻放大器外,一般放大器很少采用正反饋。