反馈的基本概念和一般表达式

一、反馈的基本概念
反馈是指把放大电路输出回路中某个电量（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的电路形式（反馈网络）送回到放大电路的输入回路，并同输入信号一起参与控制作用，以使放大电路某些性能获得改善的过程。这一过程可用图Z0301 所示方框图来表示。引入反馈后的放大电路称为反馈放大电路。
实际上，反馈的概念在第二章中讨论静态工作点稳定的电路时已经运用过了。在分压式电流负反馈偏置电路中，通过射极电阻Re，将输出回路中的直流电流IE以UE = IERe的形式回送到了输入回路，使三极管发射结两端的电压UBE = UB - IERe ，受到输出电流的影响，从而使输出电流趋于稳定。这种输出电量影响输入电量的方式就是反馈。不过这里的反馈仅仅是直流电量的反馈（交流量被Ce旁路），称为直流反馈。直流反馈主要用于稳定静态工作点。如果将Ce去掉，这时输出回路中的交流信号也将反馈到输入回路，并使放大电路的性能发生一系列的改变，这种交流信号的反馈称为交流反馈，实际放大电路中，一般同时存在直流反馈和交流反馈，本单元主要讨论交流反馈对放大电路性能的影响。
二、反馈的极性
按照反馈对放大电路性能影响的效果，可将反馈分为正反馈和负反馈两种极性。
凡引人反馈后，反馈到放大电路输入回路的信号（称为反馈信号用表示）与外加激励信号（用表示）比较的结果、使得放大电路的有效输入信号（也称净输入信号，用表示）削弱，即＜，从而使放大倍数降低，这种反馈称为负反馈。凡引入反馈后，比较结果使＞，从而使放大倍数提高，这种反馈称为正反馈。
正反馈虽能提高放大倍数，但同时也加剧了放大电路性能的不稳定性，主要用于振荡电路（将在08知识单元中讨论）；负反馈虽降低了放大倍数，但却换来了放大电路性能的改善，是本单元讨论的重点。
不同极性的反馈对放大电路性能的影响截然不同，因此，在分析具体反馈电路时，首先必需正确地判断出电路中反馈的极性。判断反馈极性的简便方法是瞬时极性法，具体作法是：
（1）按中频段考虑，即不考虑电路中所有电抗元件的影响；
（2）用正负号（或箭头）表示电路中各点电压的瞬时极性（或瞬时变化）；
（3）假定输入电压Ui为，看Ui 经过放大和反馈后得到的反馈信号（Uf或If）的极性是增强还是削弱有效输入信号（或），使有效输入信号减弱的反馈就是负反馈；使有效输入信号增强的反馈就是正反馈。
要注意的是：推断反馈信号瞬时极性时，应遵从放大电路的放大原理，对单级放大电路而言，共射电路输出电压与输入电压反相、共集电路和共基电路输出电压与输入电压同相。
例题 放大电路如图Z0302所示。试说明该电路中有无反馈，如果有反馈，是正反馈还是负反馈。
解：判断一个电路中是否存在反馈，就是要看电路中有无联系输出回路和输入回路的元件。
图Z0302中 Rf就是起这种联系作用的元件，因此，Rf就是反馈元件，它构成反馈网路。
判断反馈极性利用瞬时极性法，假定Ui的极性为 ＋（对地），则经一级共射电路放大后，UO1的极性为－，再经一级共集电极电路放大后UO2的极性为 －，通过Rf的反馈电流的瞬时流向，由其两端的瞬时电压极性决定。如图中所示，由于If的分流作用，使得放大电路的有效输入信号＝Ib = Ii - If 减弱，故为负反馈。
三、反馈放大电路的方框图及一般表达式
反馈放大电路均可用图Z0301所示方框图来表示。它表明，反馈放大电路是由基本放大电路和反馈网路构成的一个闭环系统，故常称反馈放大电路为闭环放大电路，相应地称未引入反馈的放大电路为开环放大电路。图中比较与取样都是通过反馈网络与基本放大电路的特定连接方式实现的。
要注意的是，这里的基本放大电路是指考虑了反馈网络对放大电路输入和输出回路的负载效应，但又将反馈网络分离出去后的电路，它可以是单级或多级电路，而且往往还存在着局部反馈。基本放大电路的放大倍数

反馈网络通常为一线性网络，由一些电阻、电容等组成，其传输系数定义为

常称为反馈系数。
为了突出反馈的实质，忽略次要因素，简化分析过程，通常又假定：（1）信号从输入端到输出端的传输只通过基本放大电路，而不通过反馈网络；（2）信号从输出端反馈到输入端只通过反馈网络而不通过基本放大电路。也就是说，信号传输具有单向性。实践表明，这种假定是合理而有效的，符合这种假定的方框图称为理想方框图。
对图Z0301所示单一环路反馈的理想方框图有如下关系：

由此可得反馈放大电路的闭环放大倍数为：

这是反馈放大电路的基本关系式，也是分析单环反馈放大电路的重要公式。这里可以是电压也可以是电流，、调的具体含义由反馈类型决定。
为了分析方便，在以后讨论反馈放大电路性能时，除频率特性外，均假定工作信号在中频范围，且反馈网络具有纯电阻性质，因此， 、 均可用实数表示。于是GS0306式变为：

式中（l＋FA）称为反馈深度，用D表示，负反馈对放大电路性能改善程度均与D有关。
当 |1＋FA| 》1时，由GS0307式可得：

这种情况称为深度负反馈。此时，闭环放大倍数仅与反馈系数有关。