放大器中负反馈的重要性/必要性

17 Mar 2025 | 4 分钟阅读

放大器是一种用来放大输入信号的技术或电子设备。 在此放大过程中,即使是传入信号中的变化或噪声也会被放大。

Importance/Need of negative feedback in amplifiers

放大器中使用负反馈,因为它通过将部分输出信号以与输入信号相反的相位馈入放大器的输入端,从而显著降低了输出信号中的噪声水平。

放大器中负反馈的优点如下:

1. 提高电路稳定性 - 在没有负反馈的情况下,温度、频率或信号幅度的变化会影响放大器的输出,这会进一步改变放大器的增益并导致输出信号失真。 因此,负反馈用于稳定放大器的增益。

2. 稳定放大器增益 - 负反馈通过降低放大器增益对不同晶体管特性或电源电压变化的依赖性来稳定放大器的增益。

Gvf = Gv / (1 + β . Gv)

此处,Gvf代表该实例中放大器的最终增益。 Gv 是没有反馈时的放大器增益,而 β 代表反馈比率或反馈分数。

根据上述公式,带有负反馈的放大器增益主要取决于反馈分数或反馈比率。

3. 减少非线性失真 - 在大信号放大器中,负反馈的应用也降低了非线性失真的程度。

Dvf = D / (1 + β . Gv)

此处,Dvf 代表具有负反馈的最终失真水平。 D 代表没有反馈的失真。 Gv 是没有反馈时的放大器增益。 β 代表反馈比率或反馈分数。

上述公式清楚地表明,负反馈放大器将失真降低了 (1 + β . Gv) 倍。

4. 增加输入阻抗/电阻 - 当使用负反馈时,放大器的输入电阻或阻抗会增加。

Z'in = Zin. (1 + β . Gv)

此处,Z' 是由于负反馈产生的输出阻抗。 Z 代表没有反馈的输入阻抗。 Gv 是没有反馈时的放大器增益,β 代表反馈比率或反馈分数。

根据上述关系,通过负反馈,放大器的输入阻抗增加了 (1 + β . Gv) 倍。

5. 降低输出阻抗/电阻 - 负反馈降低了放大器的输出阻抗或电阻。

Z'o = Zo / (1 + β . Gv)

此处,Z'o 是在这种情况下负反馈后的输出阻抗。 Zo 是输出阻抗,不包括反馈。 Gv 是没有反馈时的放大器增益,β 代表反馈比率或反馈分数。

根据上面显示的关系,负反馈放大器的输出阻抗降低了 (1 + β . Gv) 倍。

6. 降低噪声水平 - 因为我们应用于放大器的负反馈与应用的输入信号相位相反,所以它抵消了放大器电路引入到输出信号中的干扰。 因此,输出信号中的噪声更少。

7. 改善带宽和频率响应 - 带有负反馈的放大器具有独立于信号频率的增益,因为我们应用于放大器的负反馈是一个电阻网络。 因此,带有负反馈的放大器的频率响应得到增强,因为增益在很宽的信号频率范围内保持恒定。

f'cf = fcf . (1 + β . Gv)

此处,f'cf 代表具有负反馈的最终截止频率。 fcf没有反馈的截止频率,Gv 是没有反馈的放大器的增益,β 是反馈百分比或反馈比率。

上述关系清楚地表明,带有负反馈的放大器会产生更高的截止频率,该频率由 (1 + β . Gv) 放大。 因此,在带有负反馈的放大器的情况下,我们获得了更宽、更有用的带宽。

8. 线性度更高的操作 - 使用普通放大器时,输出信号不取决于应用的输入信号,因为即使对于小的输入信号值,我们也会获得非常高的输出信号值。 但是,在使用负反馈的放大器的情况下,应用的反馈网络控制着每个参数。 因此,对于带有负反馈的放大器,输出信号和输入信号之间的关系更加线性。

由于我们已经介绍了在放大器中使用负反馈的许多好处,因此了解其主要缺点也很重要,即放大器的整体增益降低了

(1 + β . Gv) 倍。