放大电路中的负反馈 (2)

放大电路中的负反馈把握放大电路中负反馈的四种组态及其判别方法，熟识负反馈对放大电路性能的影响。

1、负反馈的类型依据反馈电路与放大电路在输入端和输出端的连接方式，负反馈分为四种方式：串联电压负反馈、并联电压负反馈、串联电流负反馈和并联电流负反馈2、负反馈类型的判别方法（1）首先，以瞬时极性法确定反馈属于正反馈还是负反馈。

（2）其次，判别区分电压反馈或电流反馈：a)电压反馈：反馈信号取自输出电压，并与之成比例；b)电压反馈：反馈信号取自输流电压，并与之成比例；c)判别方法：输出电压短路法：将输出电压“短路”，若反馈信号消逝，为电压反馈，否则为电流反馈；观看法：除公共地线，若反馈线与输出线接在同一点上，为电压反馈，否则为电流反馈。

（3）然后，判别区分串联反馈或并联反馈：a)串联反馈：反馈信号输入信号在电路输入端以电压形式作比较，两者串联；b)并联反馈：反馈信号输入信号在电路输入端以电流形式作比较，两者并联；c)判别方法：输入短路法：将输入信号“短路”，若反馈信号消逝，为并联反馈，否则为串联反馈；观看法：若反馈信号与输入信号接到放大电路的同一输入端，为并联反馈，否则为串联反馈。

3、负反馈对放大电路工作性能的影响（1）降低放大倍数基本放大电路的增益（开环增益）为（1）反馈信号与输出信号之比称为反馈系数，以F表示（2）引入负反馈后，整个放大器的增益（闭环增益）为（3）可见，引入负反馈后，电路增益为原来的1/(1+AF)。

(1+AF)称为反馈深度，其值越大，负反馈作用越强，|Af|越小。

|1+AF|1，称为深度负反馈，有（4）表明在深度负反馈状况下，闭环增益取决于反馈元件，而与开环增益无关。

（2）提高增益的稳定性对式（3）求导，得（5）电压负反馈稳定输出电压，电流负反馈稳定输出电流。

（3）减小输出波形的非线性失真（4）展宽通频带（5）影响电路输入、输出电阻串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻；电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。

运算放大器四种负反馈一、分类按输出端采样方式分为：电压负反馈、电流负反馈。

按输入端接入电路方式分为：串联反馈、并联反馈。

即组合为四种方式：并联电压负反馈（图1）、串联电压负反馈（图2）、并联电流负反馈（图3）、串联电流负反馈（图4）。

二、区分电压/电流反馈区分方法：输出端的反馈取样点与输出点在同一点时，则为电压反馈，反之为电流反馈。

并联/串联反馈区分方法：反馈信号引回信号输入同一端，则为并联反馈；反之为串联反馈。

三、示图图1 并联电压负反馈图2 串联电压负反馈图3并联电流负反馈图4串联电流负反馈四、图解图1并联电压负反馈是反相比例运算电路。

反馈电流取自输出电压（即负载电压），并与之成正比，故为电压反馈。

反馈信号与输入信号在输人端以电流的形式作比较，两者并联，故为并联反馈。

因此，反相比例运算电路是引入并联电压负反馈的电路。

由前面讨论可知，电压负反馈的作用是稳定输出电压，并联反馈电路则降低输入电阻。

反馈系数F由定义式得出：其中XF为反馈电流，所以反馈系数 。

可见，反馈系数具有电导（电阻的倒数）的量纲，称为互导反馈系数。

图2串联电压负反馈是同相比例运算电路。

反馈电压取自输出电压，并与之成正比，故为电压反馈。

反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式作比较．两者串联，故为串联反馈。

因此，同相比例运算电路是引入串联电压负反馈的电路。

反馈系数F由定义式 得 电压负反馈的作用是稳定输出电压，串联反馈电路则有很高的输入电阻。

图3并联电流负反馈是反相输入恒流源电路。

反馈电流取自输出电流，并与之成正比，故为电流反馈。

反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式作比较，两者并联，故为并联反馈，因此，反相输入恒流源电路是引入并联电流负反馈的电路。

图4串联电流负反馈是同比例运算电路。

反馈电压取自输出电流（即负载电流）并与之成正比，故为电流反馈。

反馈信号与输入信号在输入端以电压形式作比较，两者串联，故为串联反馈。

因此，同相输入恒流源电路是引入串联电流负反馈的电路。

差分放大电路的负反馈
1差分放大电路：
差分放大电路是一种电路，是一种将差分信号放大的类型，其外部采用增益模式。

由于“差分”输入，这类放大器的输入非常快，可以在微秒级别内达到大的增益，因此经常用于高速信号的放大应用。

此外，差分放大器还有很强的抗噪声能力，因此有可能拒绝外部的干扰信号，以提高输出信号的精确度。

2负反馈：
负反馈是电路中最常用的技术之一，它可以很大程度上调整信号电平，从而使得更加稳定、准确。

负反馈电路通常由两个子部分组成：负反馈路径和正反馈路径。

负反馈路径将一部分输出信号带入到输入端，从而使信号减小，从而达到控制信号水平的作用。

正反馈路径则是反过来，从输出端带入到输入环节，增加信号的水平，从而使系统更加稳定。

3差分放大电路的负反馈：
将负反馈应用到差分放大电路中用于调整信号的水平，从而得到更加精准的放大效果。

负反馈放大电路有明显的优势，除了具备增益稳定性好的优势外，它还能减小失真度，噪声抑制就更好了，它使得改变正反馈放大电路、差分放大电路的空载增益，以提高输出增益。

负反馈差分放大电路可以替代单端放大电路，它的增益可以很好的控制，具有优异的质量，使用它可以大大降低成本。

就是这样，差分放大电路的加入负反馈，是一种改进后的放大技术，负反馈抑制了输入信号，并增加增益，以提高输出信号的精确度。

在传输、处理高精度电磁信号时可以有很大的帮助，而且差分放大电路在许多现代技术中都有着极大的用处，可以看出它绝对是一种不可或缺的重要电路。

放大电路负反馈的原理特点一、提高放大倍数的稳定性引入负反馈以后，放大电路放大倍数稳定性的提高通常用相对变化量来衡量。

因为：所以求导得：即：二、减小非线性失真和抑制噪声由于电路中存在非线性器件，会导致输出波形产生一定的非线性失真。

如果在放大电路中引入负反馈后，其非线性失真就可以减小。

需要指出的是：负反馈只能减小放大电路自身产生的非线性失真，而对输入信号的非线性失真，负反馈是无能为力的。

放大电路的噪声是由放大电路中各元器件内部载流子不规则的热运动引起的。

而干扰来自于外界因素的影响，如高压电网、雷电等的影响。

负反馈的引入可以减小噪声和干扰，但输出端的信号也将按同样规律减小，结果输出端的信号与噪声的比值（称为信噪比）并没有提高。

三、负反馈对输入电阻的影响由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，所以引入负反馈后，在低频区和高频区放大倍数的下降程度将减小，从而使通频带展宽。

引入负反馈后，可使通频带展宽约（1+AF）倍。

四、负反馈对输入电阻的影响（a）串联反馈（b）并联反馈图1 求输入电阻1、串联负反馈使输入电阻提高引入串联负反馈后，输入电阻可以提高（1+AF）倍。

即：式中：ri为开环输入电阻rif为闭环输入电阻2、并连负反馈使输入电阻减小引入并联负反馈后，输入电阻减小为开环输入电阻的1/(1+AF )倍。

即：五、负反馈对输出电阻的影响1、电压负反馈使输出电阻减小放大电路引入电压负反馈后，输出电压的稳定性提高了，即电路具有恒压特性。

引入电压负反馈后，输出电阻rof减小到原来的1/（1+AF）倍。

2、电流负反馈使输出电阻增大放大电路引入电流负反馈后，输出电流的稳定性提高了，即电路具有恒流特性。

引入电流负反馈后，使输出电阻rof增大到原来的（1+AF）倍。

3、负反馈选取的原则（1）要稳定静态工作点,应引入直流负反馈。

（2）要改善交流性能，应引入交流负反馈。

（3）要稳定输出电压，应引入电压负反馈；要稳定输出电流，应引入电流负反馈。

7.3负反馈对放大电路性能的改善主要内容:本节主要介绍负反馈放大电路性能的改善。

基本要求：正确理解负反馈放大电路性能的改善。

教学要点：在放大电路中引入负反馈，虽然会导致闭环增益的下降，但能使放大电路的许多性能得到改善。

例如，可以提高增益的稳定性，扩展通频带，减小非线性失真，改变输入电阻和输出电阻等。

下面将分别如以讨论。

7.3.1负反馈可提高增益的稳定性（1）问题的提出放大电路的增益可能由于元器参数的变化、环境温度的变化、电源电压的变化、负载大小的变化等因素的影响而使放大器的增益不稳定.引入适当的负反馈后，可提高闭环增益的稳定性。

（2）负反馈提高增益的稳定性的定性分析当放大电路中引入深度交流负反馈时，，即闭环增益几乎仅决定于反馈网络，而反馈网络通常由性能比较稳定的无源线性元件（如R、C 等）组成，因而闭环增益是比较稳定的。

（3）稳定性的定量计算7.3.2 负反馈可扩展通频带既然负反馈具有稳定闭环增益的作用，即引入负反馈后，由于各种原因引起的增益的变化都将减小，当然信号频率的变化引起的增益的变化也将减小。

即扩展了通频带7.3.3 负反馈可减小非线性失真三极管、场效应管等有源器件具有非线性的特性，因而由它们组成的基本放大电路的电压传输特性也是非线性的，如图中的曲线1所示。

当输入正弦信号的幅度较大时，输出波形引入负反馈后，将使放大电路的闭环电压传输特性曲线变平缓，线性范围明显展宽。

在深度负反馈条件下，，若反馈网络由纯电阻构成，则闭环电压传输特性曲线在很宽的范围内接近于直线，如图中的曲线2所示，输出电压的非线性失真会明显减小。

需要说明的是，加入负反馈后，若输入信号的大小保持不变，由于闭环增益降至开环增益的，基本放大电路的净输入信号输出信号也降至开环时的，显然，三极管等器件的工作范围变小了，其非线性失真也相应地减小了。

为了去除工作范围变小对输出波形失真的影响，以说明非线性失真的减小是由负反馈作用的结果，必须保证闭环和开环两种情况下，有源器件的工作范围相同（输出波形的幅度相同），因此，应使闭环时的输入信号幅度加至开环时的倍，如图XX_01中的A、B两点。