1、負反饋，什么是負反饋，負反饋有什么好處(ho chu)，有什么壞處。把放大器模塊輸出信號的一部分反饋到它的輸入端，是有美國空軍少校阿姆斯特朗最早提出(t ch)的，他最初的想法是采用正反饋制造一個振蕩器，作為無線電廣播的信號源。但他很快發現，把一個反相的信號，從放大器的輸出端反饋到輸入電路，可以得到一些很有價值的用處。什么是負反饋。我做一個很簡單的解釋。假設這是原始輸入信號。經過放大(fngd)之后，產生了失真如果把這個輸出信號衰減，然后送回輸入端，與原來的輸入信號相減，形成負反饋，則實際到達放大器輸入端的信號變成。假設放大器的失真不隨時間而改變。那么這個經過反饋的信號再次放大，則重新變成了一

2、條直線。失真消除了。除了失真，負反饋還有幾個非常有價值的優點。第一，一個深度負反饋的電路，它的增益不會隨著器件性能的老化而退化，能一直保持不變。第二，可以增大電路的輸入阻抗。第三，可以減小電路的輸出阻抗。這幾個性能上的變化都可以靠負反饋的原理推出來，有興趣的自己推一下。負反饋有什么問題呢理論上說，如果所有器件的性能都像理論上的那么理想，則負反饋非常完美，越深越好。因為輸出信號的失真會隨著負反饋的加深，而減小。公式如下：D=Do/（1+Ao）實際應用中，負反饋的問題就在于，任何放大器，放大一個信號都必定需要一定的時間，對于低頻信號，這個時間非常短，可以忽略不計，但是在高頻段，這個時差可能導致相移

3、，也就是說，當正半周的信號經過放大電路，反饋回路返回輸入端時（它本應該在輸入端出現，抵消正半周的信號的），輸入端的信號已經進入到了負半周，這樣負反饋形成了正反饋，如我在前面說過，正反饋會形成振蕩器。這是為什么有些劣質功放，會有時有時無的高頻噪音。要是放大器穩定，就要求反饋信號的相移超過180度時，放大器的增益不能大于1。衡量放大器穩定性的方法有兩種。一種是增益余量法，即相移達到180度時，增益小于1的程度。一種是增益下降到1時，相移小于180度的程度。這就暗示了我們兩種解決負反饋帶來的高頻振蕩的方法。一種是減小高頻的增益，在相移達到180度以前，把增益降到1以下；二是，盡量加快電路的速度，減小

4、高頻的相移，當然，最終還是要在相移達到180度以前，把增益降到1以下。還有一個問題在于，放大器的相移與負載，信號頻率甚至信號幅度有關，如果沒有一定的余量，放大器在整個工作期間可能不斷接近，陷入，然后退出不穩定狀態，而這點在儀器測試上很難發現。由負反饋，我再引出兩篇文章，分別講負反饋是如何造就膽機與石機不同的音色。以及什么是無負反饋。負反饋是如何造就(zoji)膽機與石機不同的音色由上一篇(y pin)文章 HYPERLINK /thread-153626-1-1.html t _blank /thread-153626-1-1.html負反饋，什么是負反饋，負反饋有什么好處(ho chu)，有

5、什么壞處。/url我們知道負反饋的最大問題就是環路的穩定性。膽機使用大環路負反饋降低失真的問題：在膽機時代由于膽機的輸出阻抗始終無法降低，大部分的膽機線路最終，都要靠輸出變壓器完成阻抗變換，輸出。上個世紀50年代是放大器的設計異常活躍的年代，許多很有名的線路在那時發表，最出名的算是威廉遜電路。威廉遜經過仔細分析后認為，為了使諧波失真降到最低，關鍵在于要把與揚聲器連接的輸出變壓器包含在反饋回路內，從那之后，幾乎所有的膽機都從變壓器的副邊取出反饋信號。而眾所周知，變壓器是個在音頻頻段產生的相移就已經不小。這一方面在對輸出變壓器，電子管輸出級阻抗，音箱阻抗提出了很高的要求，也對負反饋的使用形成了很大

6、的限制。第二個限制膽機使用負反饋的因素是膽機的增益，熟悉膽機的設計就知道，在膽機的那個年代，沒有現在固體電路這么方便的恒流源，電流鏡單元，電路的增益遠遠沒有現在的固體電路高，偏偏膽機輸出級對于信號幅度的要求很高，以常見的300B為例，典型的應用中要求的信號擺幅在70V左右，這么高的信號擺幅對于膽機電壓放大級來說本就不容易達到，如果還要使用負反饋吞噬那點可憐的增益，難度可想而知。最后一個限制膽機使用負反饋的因素是膽機的級間耦合方式，膽機風行時期，因為器件單一（電子管的對稱器件始終沒有被發明出來），級間耦合常見的只有RC,LC，變壓器耦合，直藕很難做到。而即使是頻率響應最好的RC耦合，也會產生可觀

7、的高頻相移。可見，對于膽機來說，想用大環路負反饋改善放大器的失真特性存在很多困難。石機可以使用大環路負反饋降低失真：到了晶體管時代，困擾膽機使用負反饋的三大難題迎刃而解（晶體管輸出級的輸出阻抗極低，變壓器可以省去，晶體管電路的增益非常大，增益也不再是問題，因為NPN,PNP對稱器件的使用，晶體機普遍使用直藕，使得頻率響應大大改善。）反饋量與失真之間的關系：根據巴克山達在1978年做的研究所提供的圖表顯示如果負反饋的量很小，則總諧波失真反而變壞，原因是放大器的2次，3次等低次諧波失真雖然通過反饋抵消，但是它們也通過反饋回路再次被放大，產生新的4次，5次，6次等高次諧波失真，所以總的諧波失真系數反

8、而更差了。因為這個原因，很多膽機干脆不使用大環路負反饋，只使用一些局部負反饋，然后在宣傳上號稱使用無反饋設計。而晶體管機可以大量使用大環路負反饋。這是為什么石機在數據指標上明顯比膽機好的主要原因。關于什么是全無負反饋，離題太遠，我稍后另寫文章說明。石機可以完勝膽機嗎？看到這里似乎可以得出石機完勝膽機，至少在數據上完勝膽機的結論。很顯然，石機不能完勝膽機，即便是數據上完勝，也僅僅是諧波失真一項數據，而總諧波失真遠遠不能代表整機的失真數據。石機誕生之初，設計人員就被它巨大的優勢所吸引，廠商出于市場的需求，普遍投入石機的研發中來，但是早期的石機數據雖好，聲音卻不盡如人意。經過30多年，無數工程師的艱

9、苦努力，現在可以認為石機的問題已經基本被發現。石機使用負反饋存在的問題：石機的問題還是出在高頻穩定性上，前文中提到，為了使放大器穩定，必須降低高頻的增益。問題就出在高頻補償上。下圖所示是目前幾乎所有晶體管放大器以及運算放大器的內部基本結構，包括如今十分熱門的全對稱線路，鉆石差動，菱形差動線路等。它由許多優點，其中最主要的是輸入輸出以及級間都不需要耦合電容（我并不是說直藕就一定最好，但是直藕對設計人員來說十分方便，市場營銷人員也樂于以此作為宣傳噱頭，顧客也樂于被洗腦，認為電容是萬惡之源，）。它由一個輸入級，一個電壓放大級，一個功率級組成。為了降低高頻的增益，最簡單的辦法是增加一個電容C1這是早期

10、大部分放大器的做法，也是如今許多低檔晶體管機的做法。假設有一個非常變化速度非常快（高頻）的信號出現在Q1的輸入端，Q1迅速做出來響應，而此時Q3的補償電容正在放電，Q3處于完全無法工作的狀態，顯然Q2就完全沒有反饋信號，Q1可能被激勵到飽和區或者截止區，這是，這個放大器停止工作，所有的信號都會消失，這是一種能聽到的缺陷。叫做瞬態互調失真。Graham Slee 老先生的NOVO耳放，吳剛先生的J1耳放就使用了這種補償技術。提升放大器的轉換速率可以一定程度上緩解這種現象，但是根本的解決問題的辦法是改變高頻補償的方式。一種改進的辦法是在輸入端加入一個高頻補償電容這里C1與放大器的輸入阻抗形成低通濾

11、波器，高頻成分不進入放大器，則瞬態失真的問題，高頻穩定性的問題就都解決了。大家可以看我刊登的SOLO原理圖 HYPERLINK /s/blog_7115ea7c0100nmqz.html t _blank /s/blog_7115ea7c0100nmqz.html，SOLO也使用了這種方法，選用的是RIFA 100P的電容，這個電容對于SOLO的聲音品質非常重要。大名鼎鼎的天價線材天仙配，與之同源的MIT也在它們的線材中使用了這樣的技術，當然，比這里刊登的電路要復雜許多，效果也更好。很多高檔線材要求分布電容，分布電感參數越低愈好，其實對于低檔放大器來說，如果使用的線材分布電容比較大，正好起到了

12、圖中C1的作用，雖然理論上說會損失高頻信息量，但實際上音質會更好。我稍后寫一篇文章講如何做一條適合低檔石機用的信號線。還有一種辦法可以解決這個問題，見下圖。把放大器的增益包含在反饋回路內。這三種補償技術可以同時使用，典型的例子就是Graham Slee 老先生的NOVO耳放，非常有意思。回到主題，膽機與石機的聲音差異形成機理有很多解釋，比如從器件出發，膽機的為電子真空度越導電，石機為電子或空穴移動導電，噪音較大。膽機有軟過載特性等。但反饋及補償方法的不同，我認為才是形成這種差異的主要原因。高檔的石機，比如GOLDMUND,KRELL可以在使用負反饋使失真數字降到非常漂亮的同時，使用復雜的補償技術基本完美的解決負反饋帶來的問題。而膽機無負反饋或較少負反饋的聲音必然很多地方不如石機，但是也有不可