放大器的增益会因环境的各种因素而发生变化,加了负反馈后会抑制这种变化,使其增益稳定。假定信号在中频段,且反馈网络为纯电阻,故放大倍数和反馈系数都是实数。所以增益函数表达式为:,微分得,。两边同除Af后得。
该式表明:放大器引入了负反馈后,其增益的相对变化量dAf/Af是无反馈时的1/(1+AF)。说明负反馈越深,放大倍数的稳定性越好。
二、改善放大器的非线性失真
非线性失真由器件的非线性特性引起。假定输入信号为正弦,经放大后产生了不对称的输出波形,即产生了失真了。
非线性失真的定量分析:由于非线性失真是信号大了之后引起,所以假定失真由末级引起,如图所示:
开环时:,。
闭环后:输出信号降低了,并为,。式子表明,有用信号和失真信号部分都下降为开环时的 。比较反馈效果应该在同一输出幅度下才有意义,所以应加大使其反馈后的输出电压和反馈前的相等。增大后,上式变为:。式子表明,负反馈后,可以加大有用的输入信号,使损失部分得以补尝,而负反馈将失真部分的信号得到了抑制。这里必须注意:信号本身的非线性,负反馈将无能为力。
三、抑制放大电路内部的温漂,噪声及干扰
如果噪声、干扰来自电路内部时,负反馈能起到抑制作用,这时只要加大有用信号,以提高信噪比(S/N)。如果噪声、干扰混在有用信号中或来自电路外部,则负反馈无能为力。只能用屏蔽、隔离、滤波或消除干扰源等手段加以剔除。
四、展扩放大器的通频带
假定反馈网络为纯电阻,F为实数,且放大电路在低频段和高频段都只有一个转折频率(极点频率)。因此,高低频段频率特性的复数表达式分别为, 高频段:,低频段:
加了负反馈后的高频段频率特性:
,
加了负反馈后的低频段频率特性:
其中,,可见放大器引入负反馈后,上限频率升高了,下限频率降低了,因而使放大器的通频带扩展了,下图是负反馈使通频带展宽的波特图。
五、负反馈对输出电阻的影响
1. 电压反馈使输出电阻减少。 电压串联假定反馈电路中信号单向化传输,取样电路不取电流并无压降;
2. 电流反馈使输出电阻增加。
六、负反馈对输入电阻的影响
串联反馈输入电阻增加,;并联反馈输入电阻减少,无反馈时,加了负反馈后,。输入电流增加了,输入电阻下降了,且为。