嚴(yán)行全

摘要:本文從較適用的角度談了負(fù)反饋種類(lèi),對(duì)功放正反兩方面的影響和如何減少對(duì)負(fù)面的影響

關(guān)鍵詞:負(fù)反饋;功放電路;影響

在所有的功放中,無(wú)論是集成功放還是分離件功放,無(wú)論是晶體管功放還是電子管功放,都要用到負(fù)反饋電路?？梢哉f(shuō),有了負(fù)反饋,才給功放音質(zhì)帶來(lái)了革命性的影響。那什么是負(fù)反饋?它對(duì)放大電路有什么影響?針對(duì)這些問(wèn)題,我淺談一點(diǎn)認(rèn)識(shí):

負(fù)反饋,就是把放大器的輸出信號(hào)取出一部分,通過(guò)一定方式回送到與輸出信號(hào)相反的輸入端去,與輸入端產(chǎn)生一個(gè)差值,削弱原輸入信號(hào)強(qiáng)度,使放大器增益減小,這種反饋,叫負(fù)反饋。在放大電路中,負(fù)反饋有四種類(lèi)型:電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋,在放大電路中,使用哪些負(fù)反饋,要根據(jù)電路需要而定。

判斷是什么反饋電路,對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō),是較難的事,但也有簡(jiǎn)單的判斷方法:判斷是電壓反饋還是電流反饋,看輸出信號(hào)端,將負(fù)載短路,若對(duì)反饋無(wú)影響,則為電流反饋,否則為電壓反饋;是并聯(lián)反饋還是串聯(lián)反饋,就看輸入端上是否分了流,如果分了流,就為并聯(lián)反饋,否則,為串聯(lián)反饋。當(dāng)然,還有其它判斷方法,這里不再述。

1 負(fù)反饋對(duì)放大器的影響有正反兩方面,先談?wù)務(wù)嬗绊?/p>

1.1 能改變輸入阻抗或輸出阻抗

串聯(lián)負(fù)反饋,因在輸入信號(hào)端串入反饋支路,使輸入阻抗得以他提高,所以,串聯(lián)負(fù)反饋能提高輸入阻抗。并聯(lián)負(fù)反饋,因在輸入信號(hào)端并聯(lián)了反饋支路,使輸入阻抗降低,所以,并聯(lián)負(fù)反饋能降低輸入阻抗。電壓負(fù)反饋,因在信號(hào)輸出端并入了反饋支路,使輸出阻抗降低,從而提高了輸出電壓的穩(wěn)定性。電流負(fù)反饋,因在信號(hào)輸出端串入了反饋支路,使輸出阻抗提高,從而提高了輸出電流的穩(wěn)定性。從上面可知,要提高收入阻抗,就用串聯(lián)負(fù)反饋;要降低輸入阻抗,就用并聯(lián)負(fù)反饋;要提高輸出電壓的穩(wěn)定性,就用電壓負(fù)反饋;要提高輸出電流的穩(wěn)定性,就用電流負(fù)反饋。

1.2 能提高電路的穩(wěn)定性

在基本放大器中(未加入負(fù)反饋支路時(shí)的放大器),由于受環(huán)境等因素影響,如溫度的升高或降低,都將會(huì)使放大器增益發(fā)生變化,使電路工作不穩(wěn)定。加入負(fù)反饋支路后,其放大器的增益與基本放大器增益無(wú)關(guān),而由反饋支路的反饋系數(shù)決定。顯然,在這種情況下,基本放大器增益的任何變化,不會(huì)影響負(fù)反饋放大器的增益,這樣,就提高了放大器的工作穩(wěn)定性。

1.3 能擴(kuò)展頻響

在不加負(fù)反饋時(shí),如果頻率特性不均勻,頻率變化引起的增益也不穩(wěn)定,在基本放大器中,頻率越高,其增益下降越多,當(dāng)下降到一定程度時(shí)(民用電器有-3db或-6db),放大器放大后的信號(hào)因太弱無(wú)法滿足要求,使頻響變窄。加入負(fù)反饋后,就能使放大器在更寬的頻率范圍內(nèi)使增益均勻不變。這是因?yàn)?當(dāng)頻率升高時(shí),輸出信號(hào)就將向減小方向變化,相應(yīng)地負(fù)反饋信號(hào)也將成正比例地向減小方向變化,相當(dāng)閉環(huán)增益增加。結(jié)果,使基本放大器凈輸入信號(hào)向增大方向變化,從而補(bǔ)償了原來(lái)隨頻率升高而下降的趨勢(shì),阻止了輸出信號(hào)減小,擴(kuò)展了頻響。

1.4 能改善非線性失真

假如輸入信號(hào)正負(fù)半周不均(若負(fù)半周大),通過(guò)基本放大器放大后的輸出信號(hào)正負(fù)半周會(huì)更加的不均(負(fù)半周會(huì)更大),產(chǎn)生更嚴(yán)重的失真,當(dāng)引入負(fù)反饋后,由于輸入信號(hào)和負(fù)反饋信號(hào)相減,輸入信號(hào)越強(qiáng),相減的信號(hào)也越多,這樣,負(fù)半周幅度變小,降低了輸入信號(hào)幅度,而正半周因幅度小而相減的信號(hào)很小,與負(fù)半周比較,相應(yīng)正半周幅度變大,從而阻止了信號(hào)負(fù)半周幅度變大和正半周幅度變小的趨勢(shì),其結(jié)果使波形接近于正弦波,因而,改善了非線性失真。

1.5 能改善飽和失真

如果加入的信號(hào)很強(qiáng),由于基本放大器放大能力有限,經(jīng)放大后的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生削頂(飽和)失真,當(dāng)引入負(fù)反饋后,降低了放大器的增益,由于輸入信號(hào)和負(fù)反饋信號(hào)相減,輸入信號(hào)越強(qiáng),相減的信號(hào)也越多,降低了輸入信號(hào)幅度,使放大后的信號(hào)不會(huì)因過(guò)強(qiáng)而產(chǎn)生削頂(飽和)失真,使基本放大器不僅能不失真的放大小信號(hào),也能不失真放大幅度較大的信號(hào)。

1.6 能改善諧波失真

由于放大器中存在非線性器件,信號(hào)通過(guò)這些非線性器件后會(huì)產(chǎn)生新的頻率分量(諧波),這些新的頻率分量對(duì)原信號(hào)形成干擾,使輸入信號(hào)波形與輸出信號(hào)波形形成不一致,當(dāng)加入適量的負(fù)反饋后,就能抑制諧波的形成。

2 任何電路,都有其一些不足或局限,負(fù)反饋也是如此,盡管它有很多的優(yōu)點(diǎn),但也存在一些問(wèn)題:

雖然負(fù)反饋能有效的降低失真,但又容易引起瞬態(tài)互調(diào)失真。原因是:晶體管功放中(電子管相對(duì)要好些),由于晶體管自身原因,易受溫度因素影響,會(huì)帶來(lái)工作特性不穩(wěn)定,往往要采用深度負(fù)反饋來(lái)保證工作穩(wěn)定性,但深度負(fù)反饋又易引起高頻寄生振蕩,于是,在晶體管b、e極之間加入小電容,使高頻寄生振蕩無(wú)法實(shí)現(xiàn),但加入小電容后,會(huì)使高頻段相位稍滯后(因無(wú)論電容多小都需要時(shí)間充電),當(dāng)信號(hào)為速度很高的瞬間脈沖時(shí),小電容來(lái)不及充電時(shí),輸入信號(hào)沒(méi)有和負(fù)反饋信號(hào)相減,放大器在這一瞬間處于開(kāi)環(huán)狀態(tài),使輸出瞬間過(guò)載而產(chǎn)生削波,這就是瞬態(tài)失真,而這種失真是晶體管功放造成“金屬聲”的原因。要減少這種失真,應(yīng)選擇好的器件和調(diào)整晶體管的工作點(diǎn)(增大靜態(tài)電流);盡量提高放大器的開(kāi)環(huán)增益和開(kāi)環(huán)頻響;加強(qiáng)各放大器自身的負(fù)反饋,盡量不用大環(huán)路負(fù)反饋;控制負(fù)反饋深度。

負(fù)反饋能改善放大器的頻率特性,實(shí)際上,頻率的低頻區(qū)和高頻區(qū)在通過(guò)基本放大器時(shí)都存在附加相移,在引入負(fù)反饋時(shí)都把負(fù)反饋考慮得很理想,即負(fù)反饋能在瞬間將放大器的增益隨頻率升高而降低。實(shí)際上,放大器在這兩個(gè)區(qū)內(nèi)的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)相比都有一定的延遲,而引起相移。經(jīng)過(guò)延遲的輸出信號(hào)被負(fù)反饋回路送回輸入端時(shí),可能恰好和輸入信號(hào)同相,造成反饋放大器工作不穩(wěn)定,使放大器產(chǎn)生自激。

由于有了延遲,負(fù)反饋回路還可能將不屬于失真部分的信號(hào)給加入到輸入端而引起瞬態(tài)響應(yīng)失真。

要解決這些問(wèn)題,我們還可以增加電阻、電容等無(wú)源器件進(jìn)行相位補(bǔ)償,如在輸出的加一個(gè)RC串聯(lián)電路,或用密勒電容補(bǔ)償。

3 負(fù)反饋在功放中應(yīng)用趨勢(shì)

在發(fā)燒界,為克服單一使用電流負(fù)反饋或電壓負(fù)反饋帶來(lái)的弊端,在功放末級(jí),往往采用電流、電壓混合負(fù)反饋電路,這樣,即能提高輸出電流的穩(wěn)定性,又能提高輸出電壓的穩(wěn)定性,愛(ài)好者不妨一試。

參考文獻(xiàn)

[1]“電子線路中線性部分”