1、負反饋對放大電路性能的改善 前引：加入負反饋后，雖然增益有所下降，但性能會得到多方面的改善，且改善的程度和負反饋的深度有關。經過EDA仿真及相應分析，更可直觀了解負反饋的作用。下邊以NPN三極管的電流串聯負反饋為例，將特性一一分析：一：負反饋使增益有所下降，并且負反饋程度越深，增益下降越多。 圖 靜態工作點<1>理論分析： 可以看出，加入負反饋后，放大電路的增益將降低，且F越大，即反饋程度越深，增益降低越多。<2>仿真測試：取值：交流輸入信號源V2峰值為10m 可以看出：圖中各節點電壓電流關系均滿足電路直流偏置時的關系。當射擊反饋電阻分別取值1k，3k，5k時，輸入輸出

2、曲線如下： 圖 負反饋對放大電路增益的影響其中，黃色線代表輸入電壓波形，紅色，綠色，藍色線分別表示了RE為5k，3k，1k時輸出波形。輸入與輸出呈反向關系，此電壓串聯電路負反饋的電壓反饋系數F=RE,可以由圖看出，RE越大，輸出電壓值越小，A=|Vo/Vi|就越小。 可以得出結論：當負反饋程度越深，放大電路增益下降越多。這也與公式Af=A/(1+AF)相符合。二：負反饋可以提高靜態工作點與增益的穩定性。<1>理論分析： Af=A(1+AF) 對中頻段，求微分得： <2>仿真測試：以晶體管值變化為例，值變化起點20，終點200，步長為5；secondarysweep是選擇

3、全局變量參數res，取值為1k，3k，5k，列表類型掃描。結果如下圖: 圖-負反饋電阻取不同值對工作點電流的穩定該圖是晶體管BF即值連續變化時，RE取三個值時Ic的變化曲線。由上到下分別是參數res取值為1k，3k，5k所對應的曲線。隨著值的變化，集電極電流Ic的變化范圍小了很多，從而保持了工作點的穩定。還可以得出結論：負反饋越深，放大電路的工作點電流越穩定，增益也就更穩定。三：負反饋對輸入電阻的改善<1>理論分析：以串聯負反饋舉例分析： 可以看出負反饋越深，輸入電阻越大<2>仿真測試：圖-負反饋不同值對輸入阻抗的影響上圖中，三條曲線由下到上依次是1k，3k，5k所對應

4、的輸入特性曲線。可以明顯看出，RE越高，輸入阻抗就越高。這與理論分析一致。四：負反饋對輸出電阻的改善<1>理論分析：以電流取樣負反饋為例分析：其具有穩定輸出電流的能力，故必然會增大輸出電阻<2>仿真測試測量輸出電阻時，須將交流信號源短路，輸出端加上交流源，電路如下圖： 圖 測量輸出阻抗所搭建的電路圖為使區別更加明顯 ，取res值有1k，700，300，對這三個取值情況測量輸出電阻，仿真圖如下： 圖 不同負反饋阻值對應的對輸出阻抗的影響由上到下RE取值依次是1k，700，300，可以看出，RE值越大，輸出電阻越大。說明電流取樣負反饋的輸出電阻有放大作用，從而可以對輸出電流

5、有穩定作用。五：負反饋可以減小非線性失真。<1>理論分析：對于理想的放大電路，輸出和輸入信號應該完全呈線性關系。但由于晶體管本身的非線性，當輸入信號為幅值較大的正弦波時，輸出信號波形可能不再是正弦波，在輸出信號中可能會出現諧波，產生非線性失真。負反饋電路可以有效改善波形失真，原理如下圖：<2>仿真測試：增大VSIN的幅值至4V，為使波形對比明顯，取RE值為分別2K,3K,10K，對應曲線已在下圖標出。 圖 不同負反饋阻值對非線性失真的改善狀況可以看出，當RE=2K時，波形失真最為嚴重，不僅上部削頂，下部也不再是正弦波； 當RE=3K時，波形僅上部削頂；當RE=10K時，

6、波形上部削頂且較前者更接近正弦波形。所以可以得出結論：負反饋可以減小一定程度的非線性失真，當失真較嚴重時，負反饋只能輕微減弱失真。即：負反饋只能減小若非線性失真。六：負反饋可以展開頻帶<1>理論分析： 負反饋能夠穩定閉環增益，因而對于頻率上升(或下降）所引起的開環增益的下降同樣具有穩定作作用，即減小頻率變化對閉環增益的影響，從而展寬閉環增益的頻帶寬度。 假設基本放大電路是具有一個極點的直接耦合放大電路，其增益的表達式為： 由公式可以看出：引入負反饋后，其中頻增益下降到開環的1/(1+AF)，上限截上頻率擴展為原來的（1AF）倍，增益帶寬乘積保持不變。<2>仿真測試：為使波形便于比較，取res值為800，900，1k；對增益隨頻率變化的波形仿真如下 圖 不同的負反饋阻值對同頻帶的展寬程度可以看出，當RE增大時，中頻段增益下降點后移，下降3db所對應的上截止頻率升高 。這與理論分析相符合?？偨Y：以上以電流串聯負反饋電路為代表列舉了負反饋對放大電路工作性能的幾點作用：雖然使增益降低，但穩定了靜態工作點和增益，改善了電路的輸入輸出阻