反饋的基本概念和一般表達式

一、反饋的基本概念

反饋是指把放大電路輸出回路中某個電量（電壓或電流）的一部分或全部，通過一定的電路形式（反饋網(wǎng)絡）送回到放大電路的輸入回路，并同輸入信號一起參與控制作用，以使放大電路某些性能獲得改善的過程。這一過程可用圖Z0301 所示方框圖來表示。引入反饋后的放大電路稱為反饋放大電路。

實際上，反饋的概念在第二章中討論靜態(tài)工作點穩(wěn)定的電路時已經(jīng)運用過了。在分壓式電流負反饋偏置電路中，通過射極電阻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。不過這里的反饋僅僅是直流電量的反饋（交流量被Ce旁路），稱為直流反饋。直流反饋主要用于穩(wěn)定靜態(tài)工作點。如果將Ce去掉，這時輸出回路中的交流信號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，這種交流信號的反饋稱為交流反饋，實際放大電路中，一般同時存在直流反饋和交流反饋，本單元主要討論交流反饋對放大電路性能的影響。

二、反饋的極性

按照反饋對放大電路性能影響的效果，可將反饋分為正反饋和負反饋兩種極性。

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

正反饋雖能提高放大倍數(shù)，但同時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知識單元中討論）；負反饋雖降低了放大倍數(shù)，但卻換來了放大電路性能的改善，是本單元討論的重點。

不同極性的反饋對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，首先必需正確地判斷出電路中反饋的極性。判斷反饋極性的簡便方法是瞬時極性法，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）用正負號（或箭頭）表示電路中各點電壓的瞬時極性（或瞬時變化）；
（3）假定輸入電壓Ui為，看Ui 經(jīng)過放大和反饋后得到的反饋信號（Uf或If）的極性是增強還是削弱有效輸入信號（或），使有效輸入信號減弱的反饋就是負反饋；使有效輸入信號增強的反饋就是正反饋。

要注意的是：推斷反饋信號瞬時極性時，應遵從放大電路的放大原理，對單級放大電路而言，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。試說明該電路中有無反饋，如果有反饋，是正反饋還是負反饋。

解：判斷一個電路中是否存在反饋，就是要看電路中有無聯(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，它構成反饋網(wǎng)路。
判斷反饋極性利用瞬時極性法，假定Ui的極性為 ＋（對地），則經(jīng)一級共射電路放大后，UO1的極性為－，再經(jīng)一級共集電極電路放大后UO2的極性為 －，通過Rf的反饋電流的瞬時流向，由其兩端的瞬時電壓極性決定。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＝Ib = Ii - If 減弱，故為負反饋。

三、反饋放大電路的方框圖及一般表達式

反饋放大電路均可用圖Z0301所示方框圖來表示。它表明，反饋放大電路是由基本放大電路和反饋網(wǎng)路構成的一個閉環(huán)系統(tǒng)，故常稱反饋放大電路為閉環(huán)放大電路，相應地稱未引入反饋的放大電路為開環(huán)放大電路。圖中比較與取樣都是通過反饋網(wǎng)絡與基本放大電路的特定連接方式實現(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)絡對放大電路輸入和輸出回路的負載效應，但又將反饋網(wǎng)絡分離出去后的電路，它可以是單級或多級電路，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)絡通常為一線性網(wǎng)絡，由一些電阻、電容等組成，其傳輸系數(shù)定義為

常稱為反饋系數(shù)。

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

對圖Z0301所示單一環(huán)路反饋的理想方框圖有如下關系：

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型決定。

為了分析方便，在以后討論反饋放大電路性能時，除頻率特性外，均假定工作信號在中頻范圍，且反饋網(wǎng)絡具有純電阻性質(zhì)，因此， 、 均可用實數(shù)表示。于是GS0306式變?yōu)椋?BR>
式中（l＋FA）稱為反饋深度，用D表示，負反饋對放大電路性能改善程度均與D有關。

當 |1＋FA| 》1時，由GS0307式可得：

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