負反饋電路的工作原理

【摘要】本文以淳安無線電廠生產(chǎn)的GZ-1-1型中波發(fā)射機中負反饋電路為基礎，介紹了負反饋電路的工作原理及特性，使讀者對負反饋電路有一個基礎的認識，在相關電路設計工作中起到借鑒作用。

【關鍵詞】負反饋；放大倍數(shù)；幅頻特性；非線性失真

負反饋是指從放大器輸出端取出一部分電壓或電流信號經(jīng)過一個反饋網(wǎng)絡回送到輸入端。反饋有正、負兩種反饋，如果反饋電壓與輸入電壓的相位相同就是正反饋，相位相反就是負反饋。正反饋可以提高放大器的放大倍數(shù)，甚至可以是放大器產(chǎn)生自激，變成振蕩器。負反饋是放大器的放大倍數(shù)降低，但可以使放大器穩(wěn)定工作，并能改善放大器的技術指標。負反饋放大器方框圖如圖1所示。

圖1

圖中，分別為輸入電壓、電子管柵極之間電壓、反饋電壓和輸出電壓。K為放大器的固有放大倍數(shù)，β為反饋網(wǎng)絡的反饋系數(shù)。放大器的放大倍數(shù)：

反饋網(wǎng)絡的反饋系數(shù)：

加入負反饋后放大器的放大倍數(shù)為：

可見，引入負反饋后，放大倍數(shù)下降了（1+Kβ）倍，（1+Kβ）稱為反饋深度。當Kβ》1時，。

從上式可以看出，值只與反饋網(wǎng)絡的傳輸系數(shù)有關，而與K值無關。

在設計放大器時，要把負反饋的引入使放大器的放大倍數(shù)下降這一情況考慮進去，要求放大器的放大倍數(shù)有一定的富余量。

那么放大器的幅頻特性和相頻特性對負反饋有什么影響呢？一個阻容耦合放大器的幅頻特性和相頻特性如圖2所示。

圖2

從圖2中可以看出，只有在中頻段內(nèi)，幅頻特性和相頻特性平直，其相移為180。，這是由電子管本身引起的相移，輸出電壓與輸入電壓反相。在低、高頻段內(nèi)幅頻特性下跌，相頻特性在低頻段內(nèi)上翹，在高頻段內(nèi)下跌，這說明在低、高頻段內(nèi)均有附加相移產(chǎn)生。這是因為在放大氣的電路中有耦合電容、電子管極間電容、引線電感、分布電容等電抗性元件，不僅造成放大器對不同頻率的信號放大倍數(shù)不同，而且是輸出電壓和輸入電壓的相位關系發(fā)生變化。

在多級放大器中，放大器的總增益等于各級增益之和（增益），其總相移為各級相移之和。這相移積累的結果，將使低、中、高三個頻段的相移差別很大。在低頻段或高頻段的附加相移達到180。，將使反饋電壓于輸入電壓同相，負反饋變成了正反饋，如果反饋系數(shù)β值足夠大，使，即使，放大器的反饋電壓加在柵、陰之間，也會使放大器產(chǎn)生自激振蕩。要保證放大器在所要求的頻段內(nèi)不產(chǎn)生自激而穩(wěn)定的工作，必須采取防振措施，破壞形成自激振蕩的相位條件和振幅條件。消除自激振蕩的辦法是加高低頻切削網(wǎng)絡，高頻切削網(wǎng)絡與低頻切削網(wǎng)絡相移補償網(wǎng)絡在電路形式上是一致的，而低頻切削網(wǎng)絡與高頻相移補償網(wǎng)絡在電路形式上是一致的。

對于多級放大器，在級間引入負反饋時，一定要遵循輸出端信號相位和輸入端信號相位相反的原則，如圖3所示。在板調(diào)機調(diào)幅器中的外反饋是從F點反饋到A點，內(nèi)反饋是從E點反饋到B點。反饋網(wǎng)絡本身不要帶來附加相移，即使帶來附加相移，這個相移應使總相移減小。

圖3

負反饋分為4種類型：電壓負反饋、電流負反饋、串聯(lián)負反饋、并聯(lián)負反饋。電壓負反饋是指反饋回路與放大器的輸出端負載并聯(lián)，反饋電壓的大小與輸出電壓成正比。電流負反饋是指反饋回路與放大器的輸出端負載串聯(lián)，反饋電流的大小與輸出電壓成正比。串聯(lián)負反饋是指反饋回路與放大器的輸如電路串聯(lián)。并聯(lián)負反饋是指反饋回路與放大器的輸如電路并聯(lián)。如圖4所示。

在放大器中加入負反饋可以減少放大系統(tǒng)的非線性失真和放大器系統(tǒng)內(nèi)部的雜音，負反饋放大器的增益比較穩(wěn)定，他受電源電壓變動、負載電阻變化、電子管更換及其他因素變化的影響較小。采用負反饋時可以使放大器輸出阻抗降低。我們可以利用負反饋來改善放大器的幅頻特性，即在工作頻段內(nèi)，幅度隨頻率變化較小。負反饋使放大倍數(shù)減小了，因此要得到相同的放大倍數(shù)時，必須增加放大器的級數(shù)。

參考文獻

[1]劉洪才.中短波廣播發(fā)射機[M].中國廣播電視出版社，1997.

[2]張學田等.廣播電視技術手冊[M].國防工業(yè)出版社.

[3]浙江淳安無線電廠.GZ-1-1技術說明書[S].