反馈放大器由什么组成:两大核心模块
反馈放大器由基本放大电路和反馈网络组成,基本放大电路负责放大输入电信号,反馈网络负责提取输出信号的一部分送回输入端,两类模块还会配套输入回路、输出回路,该结构适用于模拟电子技术课程电路分析,不适用于数字逻辑放大单元,数字放大单元不具备连续信号反馈调节机制。基本放大电路一般由晶体管或集成运放构成,反馈网络多采用电阻、电容等无源元件,部分电路会加入稳压二极管做有源反馈,输入信号与反馈信号在输入端叠加,形成净输入信号送入放大单元。
反馈放大器的基本放大电路
基本放大电路是反馈放大器的信号放大主体,核心器件可以是单极晶体管、多级分立放大电路或是集成运算放大器。它接收输入端产生的净输入信号,依靠电源提供的能量对电压或者电流信号进行幅值放大,放大后的信号从输出端向外输出。放大电路的增益决定了放大器开环放大能力,开环指没有接入反馈网络的工作状态,分立元件放大电路容易受温度影响造成增益漂移,集成运放的开环增益数值更高,温漂表现相对更好。
净输入信号由原始输入信号减去反馈信号得到,反馈信号会削弱净输入的电路属于负反馈放大器,也是工程中使用较多的类型。正反馈会增大净输入,多用于振荡电路,一般不作为稳定放大信号的反馈放大器使用。
反馈放大器的反馈网络
反馈放大器的反馈网络承担信号采样与回传任务,从放大器输出端采集电压或者电流信号,再转换为适合输入端叠加的反馈信号。无源反馈网络以电阻、电容为主,电阻用于信号分压取样,电容用来隔直流通交流,实现交流信号的反馈。有源反馈网络会使用二极管、晶体管等器件,适合需要非线性反馈、自动稳幅的电路场景。
反馈网络按照采样方式分为电压反馈、电流反馈,按照输入端叠加方式分为串联反馈、并联反馈,四类组合构成反馈放大器四种经典组态。
| 反馈组态 | 采样对象 | 输入端叠加形式 | 典型作用 |
|---|---|---|---|
| 电压串联负反馈 | 输出电压 | 串联叠加 | 稳定输出电压,提高输入电阻 |
| 电压并联负反馈 | 输出电压 | 并联叠加 | 稳定输出电压,降低输入电阻 |
| 电流串联负反馈 | 输出电流 | 串联叠加 | 稳定输出电流,提高输入电阻 |
| 电流并联负反馈 | 输出电流 | 并联叠加 | 稳定输出电流,降低输入电阻 |
反馈网络不具备信号放大能力,仅传递、转换信号,不会新增能量。
负反馈可以改善放大器多项性能。
引入负反馈之后,放大器增益稳定性提升,非线性失真得到抑制,通频带可以拓宽,同时输入、输出电阻会随反馈组态发生改变。性能改善的代价是闭环增益下降,反馈越深,增益降低幅度越大。如果反馈环路的相位偏移超出允许范围,负反馈电路可能转化为自激振荡,电路输出持续波动,无法正常放大信号,你需要增加相位补偿电容消除自激风险。
判断反馈放大器组成,优先看信号环路。
完整信号环路需要一条正向放大通路和一条反向反馈通路,缺少反馈通路的放大电路不属于反馈放大器。只存在正向放大通路,没有元件把输出信号送回输入端,电路就是开环放大器,不存在反馈调节效果。
