放大器反馈

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放大器电路简单地增加了信号强度。但在放大过程中，它只是增加了其输入信号的强度，无论它包含信息还是与信息一起包含一些噪声。由于放大器强烈倾向于由于突然的温度变化或杂散电场和磁场而产生嗡嗡声，因此在放大器中引入了这种噪声或一些干扰。因此，每个高增益放大器都倾向于在其输出中输出噪声以及信号，这是非常不希望的。

通过使用负反馈（通过将输出的一部分以与输入信号相反的相位注入）可以大大降低放大器电路中的噪声水平。

反馈放大器原理

反馈放大器通常由两部分组成。它们是放大器和反馈电路。反馈电路通常由电阻组成。从下图可以理解反馈放大器的概念。

从上图可以看出，放大器的增益表示为A。放大器的增益是输出电压V_o与输入电压V_i之比。反馈网络从放大器的输出V_o中提取电压V_f = β V_o。

此电压对于正反馈被加到信号电压V_s上，对于负反馈被减去。现在，

$$V_i = V_s + V_f = V_s + \beta V_o$$

$$V_i = V_s - V_f = V_s - \beta V_o$$

量β = V_f/V_o称为反馈比或反馈分数。

让我们考虑负反馈的情况。输出V_o必须等于输入电压（V_s - βV_o）乘以放大器的增益A。

因此，

$$(V_s - \beta V_o)A = V_o$$

或

$$A V_s - A \beta V_o = V_o$$

或

$$A V_s = V_o (1 + A \beta)$$

因此，

$$\frac{V_o}{V_s} = \frac{A}{1 + A \beta}$$

设A_f为放大器的总增益（带反馈的增益）。这定义为输出电压V_o与施加的信号电压V_s之比，即

$$A_f = \frac{输出电压}{输入信号电压} = \frac{V_o}{V_s}$$

因此，从上述两个方程，我们可以理解，

带负反馈的反馈放大器增益方程为

$$A_f = \frac{A}{1 + A \beta}$$

带正反馈的反馈放大器增益方程为

$$A_f = \frac{A}{1 - A \beta}$$

这些是计算反馈放大器增益的标准方程。

反馈类型

将某个设备的一部分输出能量反馈到输入的过程称为反馈。已经发现，反馈在减少噪声和使放大器操作稳定方面非常有用。

根据反馈信号是辅助还是反对输入信号，使用两种类型的反馈。

正反馈

反馈能量（即电压或电流）与输入信号同相，从而辅助输入信号的反馈称为正反馈。

输入信号和反馈信号都引入180^o的相移，从而在环路周围产生360^o的合成相移，最终与输入信号同相。

虽然正反馈增加了放大器的增益，但它也存在一些缺点，例如

• 增加失真
• 不稳定

正是由于这些缺点，不建议将正反馈用于放大器。如果正反馈足够大，则会导致振荡，由此形成振荡器电路。这个概念将在振荡器教程中讨论。

负反馈

反馈能量（即电压或电流）与输入信号反相，从而反对输入信号的反馈称为负反馈。

在负反馈中，放大器在电路中引入180^o的相移，而反馈网络的设计使得它不产生相移或零相移。因此，合成反馈电压V_f与输入信号V_in反相180^o。

虽然负反馈放大器的增益降低了，但负反馈有许多优点，例如

• 增益稳定性得到改善
• 减少失真
• 降低噪声
• 输入阻抗增加
• 输出阻抗降低
• 增加均匀应用的范围

正是由于这些优点，负反馈经常用于放大器中。