📜  放大器反馈

📅  最后修改于: 2020-11-26 09:40:08             🧑  作者: Mango


放大器电路只是增加了信号强度。但是在放大的同时,它只是增加了输入信号的强度,无论它包含信息还是一些噪声以及信息。由于放大器由于突然的温度变化或杂散的电场和磁场而容易产生嗡嗡声,因此在放大器中引入了这种噪声或某些干扰。因此,每个高增益放大器都趋向于在其输出中产生噪声以及信号,这是非常不希望的。

通过使用负反馈,通过注入与输入信号相位相反的一部分输出,可以大大降低放大器电路中的噪声电平。

反馈放大器原理

反馈放大器通常由两部分组成。它们是放大器反馈电路。反馈电路通常由电阻组成。可以从下图了解反馈放大器的概念。

反馈

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提取电压V f =βV o

从信号电压V s中为正反馈添加该电压,为负反馈减去此电压。现在,

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

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

β= V f / V o的量称为反馈比或反馈分数。

让我们考虑负反馈的情况。的输出V O必须要等于输入电压(VβVO)乘以放大器的增益A。

因此,

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

要么

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

要么

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

因此,

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

设A f为放大器的总增益(与反馈有关)。这被定义为输出电压V o与施加信号电压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,从以上两个方程式,我们可以理解,

带有负反馈的反馈放大器的增益方程为

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

具有正反馈的反馈放大器的增益方程为

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

这些是计算反馈放大器增益的标准方程式。

反馈类型

将某些设备的输出能量的一部分注入回输入的过程称为“反馈” 。已经发现,反馈对于减少噪声并使放大器工作稳定非常有用。

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。

正面反馈

反馈能量(即电压或电流)与输入信号同相并对其有帮助的反馈称为正反馈

输入信号和反馈信号都会引入180 o的相移,从而使环路周围产生360 o的相移,最终与输入信号同相。

尽管正反馈增加了放大器的增益,但它具有诸如以下的缺点

  • 失真增加
  • 不稳定性

由于这些缺点,不建议在放大器中使用正反馈。如果正反馈足够大,则会导致振荡,从而形成振荡电路。这个概念将在OSCILLATORS教程中讨论。

负面反馈

其中反馈能量(即电压或电流)与输入异相并因此与之相反的反馈称为负反馈

在负反馈中,放大器将180 o的相移引入电路,而反馈网络的设计使其不会产生相移或零相移。因此,最终的反馈电压V f与输入信号V in异相180 o

尽管负反馈放大器的增益降低了,但是负反馈有许多优点,例如:

  • 增益稳定性提高
  • 减少失真
  • 减少噪音
  • 输入阻抗增加
  • 降低输出阻抗
  • 增加统一应用范围

由于这些优点,放大器中经常采用负反馈。