负反馈放大器

在功放中采用负反馈电路，其目的是提高功放的性能，提高功放输出信号的质量。引入负反馈电路后，放大器的增益比不带负反馈的增益要小，但可以提高放大器的许多性能，主要有四个方面：降低放大器的非线性畸变，拓宽放大器的频带，降低放大器的噪声，稳定放大器的工作状态。

正反馈和负反馈概念

放大器的信号传输是从放大器的输入端传输到放大器的输出端，但反馈过程不同。它从放大器的输出端取出一部分输出信号作为反馈信号，然后加到放大器的输入端，与原放大器的输入信号混合。这个过程叫做反馈。

1. 反馈方框图

如图4-1所示。从图中可以看出，输入信号Ui从输入端加入到放大器进行放大。放大后的输出信号Uo的一部分加入到下一个放大器，另一部分信号作为反馈信号UF通过反馈电路，与输入信号Ui结合，加入到放大器作为净输入信号VI。

图1所示。反馈方框图

2. 反馈的类型

反馈电路有两种：正反馈电路和负反馈电路。两种反馈的结果(即对输出信号的影响)是完全相反的。

3.正反馈概念

正反馈可以作为一个例子，说吃了某种食物，因为它很可可，让你吃完之后想吃更多。这是一个积极和消极的过程。

如图4-2所示，当反馈信号UF和输入信号Ui处于同一相位时，两个信号的混合是叠加性的。因此，净输入放大器的信号UI大于输入信号UI，而放大器的放大系数不变，因此放大器的输出信号Uo大于不加反馈电路的输出信号Uo。这种反馈叫做正反馈。

图2正反馈方框图

在加入正反馈放大器后，输出信号反馈更多(当然不是无限增加，如后面振荡器电路所述)，这是一种正反馈特性。正反馈电路通常不用于放大电路，它只用于振荡器。

4. 消极反馈的概念

负反馈也可以作为一个例子来说明，当手指不小心碰到盆里的热水时，手指迅速缩回而不是继续伸进去，手指缩回的过程就是负反馈的过程。

负反馈的框图如图4-3所示。当反馈信号UF的相位与输入信号Ui的相位相反时，两者混合的结果为相减。因此，净输入放大器的信号UI小于输入信号UI，从而降低了放大器的输出信号Uo。

图2正反馈方框图

5. 反馈量

负反馈的结果是，净输入放大器的信号变小，放大器的输出信号减小，这相当于增加负反馈电路后放大器的增益减小。负反馈电路引起的净输入信号越小，负反馈越大，负反馈放大器的增益越小；反之，负反馈越小，负反馈放大器的增益越大。

正反馈有相同的正反馈量问题。

1. 负面反馈的类型

负反馈电路连接在放大器的输出端和输入端之间。根据负反馈放大器输入端和输出端组合形式的不同，负反馈放大器有以下四个电路：

(1)电压并联负反馈放大电路。

(2)电压串联负反馈放大电路。

(3)电流并联负反馈放大电路。

(4)电流串联负反馈放大电路。

负反馈电路是初学者比较难学的电路之一，如果掌握了基本的电路分析方法和四种典型负反馈电路的工作原理，就会比较容易学。

1. 瞬时信号极性分析

分析负反馈电路的工作原理有一种具体的方法，即信号电压的瞬时极性分析。负反馈电路如图4-4所示。以该电路为例，介绍了电路分析方法。

图4瞬时信号极性分析示意图

2. 电路分析与说明

采用瞬时信号极性分析方法分析负反馈电路时，应注意以下几点。

3.负反馈信号类型的分析和描述

在分析负反馈电路时，需要分析参与负反馈的信号类型，如直流信号或交流信号，低频信号或交流信号的高频信号，或特定频率的信号。

在分析参与负反馈的信号类型时，我们主要看负反馈电路的特性以及整个负反馈回路的特性。回路的这些特征决定了负反馈的类型，主要有以下几种情况。

有四种典型的负反馈放大器。其他负反馈放大器的电路会有一些变化，但本质上都离不开这四个典型的电路，所以我们必须掌握这四个负反馈放大器的工作原理。

图4-5所示的第一级共发射极放大器也构成电压分流负反馈放大器。电路中VT1为放大管，R1为集电极基极负反馈偏置电阻，R2为集电极负载电阻，Ui为输入信号，UO为输出信号。由于这是一个单级共发射极放大器，VT1管集电极上的输出信号电压的相位与底座上的输入信号电压的相位相反。

图电压分流负反馈放大器

1. 负反馈元件的测定方法

根据判断放大器输出端和输入端之间连接的元件可能是负反馈元件的方法，从电路中可以看出，R1和C2连接在输入端VT1管底座和输出端VT1管集电极之间，因此这两个元件可能形成负反馈电路。放大器的输入和输出之间没有连接其他元件，因此不存在形成负反馈电路的可能性，因此分析负反馈电路的重点是R1和C2。

2. 负反馈电阻R1分析

正如前面在基极偏置电路中所描述的，R1是VT1管的集电极基极负反馈偏置电阻。在这里，根据负反馈电路的分析方法，说明了连接这个电阻R1后的电路负反馈过程。

关于这个负反馈电路还有一些其他的事情要讲。

3.C2高频负反馈电容分析

从电路中可以看出，负反馈电阻R1上还有一个小容量电容C2并联。C2的负反馈过程分析与电阻R1相同，但电容和电阻的特性不同，所以这款电容的负反馈原理不同，主要解释如下。

4、负电压反馈判别法

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5. 平行负反馈判别法

如图4-5所示，这是一个并联负反馈电路。输入信号Ui与三极管底座并联后，R1发出的负反馈信号加到三极管底座上，为并联负反馈电路。

根据电压负反馈和并联负反馈的区分方法，如图4-5所示电路中的R1和C2构成电压并联负反馈电路。

4.2.2电流串联负反馈放大器

如图4-8所示，一级共发射极放大器，R3构成一系列电流负反馈电路。

图4-8串联电流负反馈电路

R3为VT1发射极的负反馈电阻。R3接在发射极回路上，发射极是这个放大器输入输出回路的公共端，所以R3接在放大器的输入端和输出端之间，可能形成负反馈电路。

1. 负反馈电路分析

当VT1发射极电流流过电阻R3时，它在R3中产生电压降。这个信号电压降就是反馈信号电压。

电阻R3上的负反馈信号电压与输入信号是串联的，所以这是一个串联负反馈电路。

在这个负反馈电路中，如果VT1发射极电流的大小不变，负反馈电阻R3越大，R3中的负反馈信号电压越大，VT1基极电流的减小就越大，即负反馈越大，放大器的增益就越小，反之亦然。在电路中，直流电流和交流电流都经过负反馈电阻R3，因此R3对直流和交流都有负反馈作用。

2. 发射极负反馈电阻电路与旁路电容器连接

R1是一个负发射极反馈电阻。C1不接时，VT1发射极的直流电流和交流信号电流通过R1流到地，R1对直流和交流都有负反馈作用，加C1后R1只有直流负反馈作用。由于交流信号电流不经过R1, R1对交流信号无负反馈作用。

从图中可以看出，C1的容量为47F，对于音频放大器来说，其电容是很大的，它对所有音频信号都呈现出很小的电容电抗，因此它可以使所有音频信号都受到频率的影响。

确定发射极电阻中存在何种信号负反馈的方法为：

什么样的电流流过发射极电阻，就有什么样的信号电压，就有什么样的负反馈，所以就分析一下什么样的电流流过发射极电阻。

3、部分发射极电阻和旁路电容电路

这种发射极电阻设计的目的是为了获得更多的直流负反馈和更少的交流负反馈，因为过多的交流负反馈会使放大器的增益降低太多。

对于这种具有多个发射极电阻的串联电路，分析哪个电阻是直流或交流负反馈的关键是看有什么电流流过电阻。如果只有直流电流流过电阻，则只有直流负反馈。如果有交流电流和直流电流通过电阻，则电阻具有交流和直流的双重负反馈。

4、连接高频旁路电容发射极负反馈电阻电路

如果VT1管在输入电路中组成高频放大器(耦合电容降低数百皮法)，高频放大器的工作频率远高于音频信号的频率，由于信号本身的频率高，虽然C2容量只有1F，但电容电抗很小，比发射极负反馈电阻R2小得多，所有的高频信号都通过C2流到地。C2加入后，R2无高频信号负反馈，只有直流负反馈。

全面了解负反馈电路种类

，通过对电路的分析，有时在电路分析中不仅要了解放大器是什么类型，了解电路元件的特性，有时还需要了解元件的标称值的大小，对电路进行分析是不准确的，例如电路用的是1F电容C2，放大器在不同工作频率下的具体作用是不同的。对于音频信号，C2仅绕过音频信号中的高频信号；对于高频放大器，所有高频信号都是旁路的。

5、连接不同容量的旁路电容发射极电阻电路

6、判断电流负反馈电路的方法

电流负反馈电路的判断方法如下：如图4-13所示，如果放大器输出端接交流对地，放大器内仍存在负反馈，则为电流负反馈电路；否则，它不是一个负电流反馈电路。

图4-13确定电流负反馈电路原理图

7、串联负反馈电路判断法