放大器负反馈降低增益，改善效果的原理

　　加入负反馈电压EN后，对放大单元并无直接影响，所谓降低增益之说只是习惯的说法。从电路原理而言，负反馈只是EN的抵消作用使Eio减小，导致输出电压Eo下降，如欲使Eo不变，只要将输入信号增大为Eio+｜EN｜即可（此处｜EN｜指绝对值）。例如放大器开环增益为10倍，即Ei=5V，Eo=50V，设加入B=1/25的负反馈，则EN×Eo=2V，净输入信号Eio=Ei-EN=3V，负反馈后Eo降低为30V。此种输出信号的降低假设为放大器增益降低所致（其实并非如此，而是EN对E的反相抵消导致Eio减少，Eo也随之降低），在负反馈理论中则假设为增益降低所致，而且认为此降低增益的后果是负反馈存在的“等效衰减”所引起。正是此种“等效衰减”使负反馈具有多种效果改善功能，也正是等效衰减作用使放大器增益变动率减小，增益稳定性提高，噪声、非线性失真随“等效衰减”而降低。所以负反馈“等效增益衰减”是负反馈的核心，即所谓成也萧何，败也萧何，事物利蔽总是并存的。

　　首先将稳定增益，扩宽频响的概念作一分析。

　　所谓频响的不平衡现象．实际是放大器增益随信号频率而变动的结果，实属增益不稳定的范围。当加入负反馈后在高音、低音领域增益下跌时，表现为Eo值的减小，结果导致EN值减小，使Eio增大，Eo随之上升，抵消了Eo下降的趋势。

　　也可以认为负反馈放大器中EN为控制Eo平衡的控制电压，当Eo增大时，EN增大，放大器等效增益衰减量也增大，迫使Eo下跌，而维持输出电压平衡，达到稳定增益的效果。因此，扩宽频响是稳定增益功能的特例。

　　其次是降低非线性失真和噪声，同样源自其“等效增益衰减”功能。加入负反馈使放大器输出电压降低，等效增益被衰减，或者可以说是放大器输入灵敏度被降低了。灵敏度越高的放大器在一定的电磁噪声环境中被引入的噪声电压越大．负反馈的等效衰减使信号和噪声输出信号电压同比衰减，只要EN选取足够比例的β，就可以使增益衰减到噪声无输出为止。当然有用信号也同比衰减，为了增大信号输出，只要提高有用信号输入即可。噪声电压与信号之间并不成正比，只要增大信号输入即可得到原定的Eo值．而噪声却被“等效衰减”，所以削弱了。

　　说到负反馈能减小非线性失真，有些初学者颇感神秘，所谓非线性失真纯属放大过程中元器件的非线性所导致的谐波成分(以占基波的百分比表示，写成THD%)，放大器加负反馈后产生等效衰减（谐波成分一般只10%为最大）。只要使负反馈等效衰减量（也即反馈量）为1/10，谐波成分输出已接近消失了，加大E输出的将是谐波含量极小的信号。

　　例如放大器采用20dB的负反馈，其增益被等效衰减为原值1/10，则谐波失真THD%、噪声也同比衰减，即使其开环失真为10%，减少到l/10也足以够HI-FI水平的胆机了，而提高输入信号在电路上也轻而易举。由此可见，负反馈改善效果的功能只发生在负反馈放大器的输入、输出电路，说穿了只是一种相加、相减的简单过程。

　　负反馈的降低失真噪声功能，用波形叠加原理也可得到直观的解释。纯正的正弦波信号经放大后形成含有谐波成份的失真波形。例如当输入标准正弦波时，放大器输出的是含有高次谐波的失真的正弦波，其波形明显最大幅度处变平坦，两侧则略显瘦身。将输出波形分压后得到与此相同波形的EN，以相反相位在输入端与输入波形叠加，在放大器非线性作用下合成与其反相的预失真波形，其特征是波形顶部变窄、变尖，两侧相对变得略显丰满。因而此波形在同一放大器中被合成，重新恢复了输入正弦波的波形。早在上世纪50年代初就有人提出以反相位抵消方式压低胆功放的交流声，即人为在变压器输入端输入反相位纹波。以抵消交流声输出，但终因抵消信号波形，相位难以达到理想控制而失败。

　　负反馈的反馈电压源自输出信号，只要保证其与输入反相即可，其原理是相同的，所以最终的反相位抵消功能降低了波形畸变，使输出波形与外输入信号极为相似。

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