电子线路——反馈放大电路

Question

如题所述

Answer 1

在电子电路的世界中，反馈如同调色板上的调和剂，它以微妙的方式塑造着放大电路的性能。反馈分为外部输入的回路，判断电路是否具备反馈的标志是观察是否存在一个完整的信号流通路径。根据极性和信号类型，反馈可分为正负两种，以及直流和交流两种类别。基础的反馈形式有电压串联/并联负反馈和电流串联/并联负反馈，它们各自扮演着稳定输出电压和调整电流的角色。通过瞬时极性法则，我们可以判断反馈的正负。

负反馈犹如电路中的稳定剂，它通过减小放大倍数来确保输出的精确。电压反馈是通过输出电压或电流来衡量，而电流反馈则通过输入电流或电压来定义。反馈系数和传输系数如同放大器的调校器，它们共同影响着放大器的性能。反馈的存在，使得闭环放大倍数不再是开环的简单乘积，而是减去反馈系数，揭示了反馈在电路中的重要调控作用。

放大倍数的表达式往往基于一个假设，即信号未经过反馈电路的影响。然而，反馈深度的衡量，如负反馈、正反馈和自激振荡，揭示了反馈的强度。负反馈带来放大倍数的减小，使得电路更为稳定，输入信号的微小变化不会引起输出剧烈波动，当深度负反馈存在（即β值远大于1）时，放大倍数的稳定性提升到惊人的程度。同时，它还能拓宽频带，减小高频部分的放大，从而减少非线性失真，但仅在输入信号不失真的理想状态下有效。

电阻在反馈电路中扮演着关键角色。串联负反馈增加了输入电阻，具体增益为β倍，而并联负反馈则降低了输入电阻，表现为输入阻抗减小为1/β。在输出端，电压负反馈会将输出电阻降至接近于1，几乎不影响信号的输出，而电流负反馈则会使其增加β倍，影响电路的输出特性。

然而，过度的负反馈也可能带来风险，比如可能导致电路进入自激振荡状态，甚至引起相移。因此，设计者必须精确计算反馈的深度，以确保电路的性能在稳定与效率之间找到最佳平衡。在串联负反馈中，我们要关注净输入电压的反馈作用，而在并联负反馈中，需要对电路的特性进行深入分析，以实现理想的性能优化。

总结起来，反馈放大电路的世界充满了微妙的平衡，每一种反馈类型和特性都对电路的性能产生深远影响。通过深入理解并巧妙地应用这些原理，工程师们可以设计出性能卓越的电子设备，满足各种应用场景的需求。