反饋的基本概念和一般表達(dá)式

一、反饋的基本概念

反饋是指把放大電路輸出回路中某個(gè)電量（電壓或電流）的一部分或全部，通過(guò)一定的電路形式（反饋網(wǎng)絡(luò)）送回到放大電路的輸入回路，并同輸入信號(hào)一起參與控制作用，以使放大電路某些性能獲得改善的過(guò)程。這一過(guò)程可用圖Z0301 所示方框圖來(lái)表示。引入反饋后的放大電路稱(chēng)為反饋放大電路。

實(shí)際上，反饋的概念在第二章中討論靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的電路時(shí)已經(jīng)運(yùn)用過(guò)了。在分壓式電流負(fù)反饋偏置電路中，通過(guò)射極電阻Re，將輸出回路中的直流電流IE以UE = IERe的形式回送到了輸入回路，使三極管發(fā)射結(jié)兩端的電壓UBE = UB - IERe ，受到輸出電流的影響，從而使輸出電流趨于穩(wěn)定。這種輸出電量影響輸入電量的方式就是反饋。不過(guò)這里的反饋僅僅是直流電量的反饋（交流量被Ce旁路），稱(chēng)為直流反饋。直流反饋主要用于穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。如果將Ce去掉，這時(shí)輸出回路中的交流信號(hào)也將反饋到輸入回路，并使放大電路的性能發(fā)生一系列的改變，這種交流信號(hào)的反饋稱(chēng)為交流反饋，實(shí)際放大電路中，一般同時(shí)存在直流反饋和交流反饋，本單元主要討論交流反饋對(duì)放大電路性能的影響。

二、反饋的極性

按照反饋對(duì)放大電路性能影響的效果，可將反饋分為正反饋和負(fù)反饋兩種極性。

凡引人反饋后，反饋到放大電路輸入回路的信號(hào)（稱(chēng)為反饋信號(hào)用表示）與外加激勵(lì)信號(hào)（用表示）比較的結(jié)果、使得放大電路的有效輸入信號(hào)（也稱(chēng)凈輸入信號(hào)，用表示）削弱，即＜ ，從而使放大倍數(shù)降低，這種反饋稱(chēng)為負(fù)反饋。凡引入反饋后，比較結(jié)果使 ＞ ，從而使放大倍數(shù)提高，這種反饋稱(chēng)為正反饋。

正反饋雖能提高放大倍數(shù)，但同時(shí)也加劇了放大電路性能的不穩(wěn)定性，主要用于振蕩電路（將在08知識(shí)單元中討論）；負(fù)反饋雖降低了放大倍數(shù)，但卻換來(lái)了放大電路性能的改善，是本單元討論的重點(diǎn)。

不同極性的反饋對(duì)放大電路性能的影響截然不同，因此，在分析具體反饋電路時(shí)，首先必需正確地判斷出電路中反饋的極性。判斷反饋極性的簡(jiǎn)便方法是瞬時(shí)極性法，具體作法是：

（1）按中頻段考慮，即不考慮電路中所有電抗元件的影響；

（2）用正負(fù)號(hào)（或箭頭）表示電路中各點(diǎn)電壓的瞬時(shí)極性（或瞬時(shí)變化）；

（3）假定輸入電壓Ui為，看Ui 經(jīng)過(guò)放大和反饋后得到的反饋信號(hào)（Uf或If）的極性是增強(qiáng)還是削弱有效輸入信號(hào)（ 或 ），使有效輸入信號(hào)減弱的反饋就是負(fù)反饋；使有效輸入信號(hào)增強(qiáng)的反饋就是正反饋。

要注意的是：推斷反饋信號(hào)瞬時(shí)極性時(shí)，應(yīng)遵從放大電路的放大原理，對(duì)單級(jí)放大電路而言，共射電路輸出電壓與輸入電壓反相、共集電路和共基電路輸出電壓與輸入電壓同相。

例題 放大電路如圖Z0302所示。試說(shuō)明該電路中有無(wú)反饋，如果有反饋，是正反饋還是負(fù)反饋。

解：判斷一個(gè)電路中是否存在反饋，就是要看電路中有無(wú)聯(lián)系輸出回路和輸入回路的元件。

圖Z0302中 Rf就是起這種聯(lián)系作用的元件，因此，Rf就是反饋元件，它構(gòu)成反饋網(wǎng)路。

判斷反饋極性利用瞬時(shí)極性法，假定Ui的極性為 ＋（對(duì)地），則經(jīng)一級(jí)共射電路放大后，UO1的極性為－，再經(jīng)一級(jí)共集電極電路放大后UO2的極性為 －，通過(guò)Rf的反饋電流的瞬時(shí)流向，由其兩端的瞬時(shí)電壓極性決定。如圖中所示，由于If的分流作用，使得放大電路的有效輸入信號(hào) ＝Ib = Ii - If 減弱，故為負(fù)反饋。

三、反饋放大電路的方框圖及一般表達(dá)式

反饋放大電路均可用圖Z0301所示方框圖來(lái)表示。它表明，反饋放大電路是由基本放大電路和反饋網(wǎng)路構(gòu)成的一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，故常稱(chēng)反饋放大電路為閉環(huán)放大電路，相應(yīng)地稱(chēng)未引入反饋的放大電路為開(kāi)環(huán)放大電路。圖中比較與取樣都是通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路的特定連接方式實(shí)現(xiàn)的。

要注意的是，這里的基本放大電路是指考慮了反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)放大電路輸入和輸出回路的負(fù)載效應(yīng)，但又將反饋網(wǎng)絡(luò)分離出去后的電路，它可以是單級(jí)或多級(jí)電路，而且往往還存在著局部反饋?；痉糯箅娐返姆糯蟊稊?shù)

反饋網(wǎng)絡(luò)通常為一線性網(wǎng)絡(luò)，由一些電阻、電容等組成，其傳輸系數(shù)定義為

常稱(chēng)為反饋系數(shù)。

為了突出反饋的實(shí)質(zhì)，忽略次要因素，簡(jiǎn)化分析過(guò)程，通常又假定：（1）信號(hào)從輸入端到輸出端的傳輸只通過(guò)基本放大電路，而不通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)；（2）信號(hào)從輸出端反饋到輸入端只通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)而不通過(guò)基本放大電路。也就是說(shuō)，信號(hào)傳輸具有單向性。實(shí)踐表明，這種假定是合理而有效的，符合這種假定的方框圖稱(chēng)為理想方框圖。

對(duì)圖Z0301所示單一環(huán)路反饋的理想方框圖有如下關(guān)系：

由此可得反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)為：

這是反饋放大電路的基本關(guān)系式，也是分析單環(huán)反饋放大電路的重要公式。這里 可以是電壓也可以是電流，調(diào)的具體含義由反饋類(lèi)型決定。

為了分析方便，在以后討論反饋放大電路性能時(shí)，除頻率特性外，均假定工作信號(hào)在中頻范圍，且反饋網(wǎng)絡(luò)具有純電阻性質(zhì)，因此，  均可用實(shí)數(shù)表示。于是GS0306式變?yōu)椋?/p>

式中（l＋FA）稱(chēng)為反饋深度，用D表示，負(fù)反饋對(duì)放大電路性能改善程度均與D有關(guān)。

當(dāng) |1＋FA| 》1時(shí)，由GS0307式可得：

這種情況稱(chēng)為深度負(fù)反饋。此時(shí)，閉環(huán)放大倍數(shù)僅與反饋系數(shù)有關(guān)。