求助电压负反馈降低输出阻抗的物理过程

WUYZHI

    电压负反馈可以降低电子管内阻，这是大家都清楚的。但我在书上看到这样一句话：“电压负反馈抵消输入电压，因此也减低了放大管的有效屏阻……”，读后很是费解，抵消输入电压为何会减低放大管的有效屏阻？希望知道的老师通过负反馈的物理过程，解释其缘由，学生在此先谢过了。

天马飞云

有一本《负反馈放大器》斋藤彰英的书可以看看。

XLS119

天马飞云 发表于 2016-10-22 15:18
有一本《负反馈放大器》斋藤彰英的书可以看看。

现在的人没有几人有书啊。

WUYZHI

天马飞云 发表于 2016-10-22 15:18
有一本《负反馈放大器》斋藤彰英的书可以看看。

    现在的关键问题是想知道电压负反馈引起输出阻抗变化的物理过程，这个书上没有。

天马飞云

WUYZHI 发表于 2016-10-22 17:02
现在的关键问题是想知道电压负反馈引起输出阻抗变化的物理过程，这个书上没有。

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上好佳

楼主一稿两搞啊，我在隔壁回答过你了，你没看啊。复制过来吧。

假设一个放大器开环（不加负反馈）增益为100倍，输出管内阻1K，当我们输入0.01伏电压时，输出端会得到1V的空载电压，如果接1K负载，那么，输出的电压有一半要降到内阻的1K上，1K负载上实际得到的电压为输出电压的一半，即：不加负反馈时输出电压＝1V*1K/(1K+1K)=0.5V。

现在我们加10：1的负反馈网络，还想要得到1V空载输出电压，就要求输入端仍然保持有0.01V的信号输入，而输出端的1V电压有0.1V是反相加到输入端的，这样输入端就没有信号了，必须要加大输入信号到0.1+0.01=0.101V才行，这就回答了你的第一个问题，即电压负反馈抵消输入电压。

因为1K内阻与1K负载是串联关系，如果输出端接上1K负载的话，输出电压（也是负反馈电压的取样点）就会减半，那么，反馈到输入端的电压将不再是0.1V，变成了0.05V，这样的话，刚才输入的0.101V电压减掉负反馈过来的0.05V，剩下的电压就大大地高于电路要求的0.01伏了，这时候输出端电压会大幅度上升，以弥补被管子内阻吃掉的电压，让它往理想的1V靠近，企图让放大电路保持恒压输出状态，既然是保持恒压，当然可以等效认为是降低内阻了。当然10：1的负反馈网络还做不到绝对恒压，理想的恒压放大器要求开环增益为为穷大，反馈系数为1（即输出信号全部反馈到输入端，此时电路没有电压放大功能，输出电压＝输入电压）。反馈网络是动态自动平衡的，10：1的反馈网络最终会在某一个点稳定下来，使得闭环放大倍数小于100倍（此时实际增益由反馈系数和开环增益共同决定，如果开环增益为无穷大那就仅由反馈系数决定），管子内阻上消耗掉的电压少了，也就可以理解为等效减少了管子的输出电阻了，具体在多少增益及等效内阻上平衡下来有公式可以计算的，等你理解道理了再考虑计算具体数值。

WUYZHI

上好佳 发表于 2016-10-22 22:45
楼主一稿两搞啊，我在隔壁回答过你了，你没看啊。复制过来吧。

假设一个放大器开环（不加负反馈）增益为 ...

    谢谢你的用心回复，但对于电压负反馈降低输出阻抗的描述个人认为有些牵强。

上好佳

WUYZHI 发表于 2016-10-23 09:59
谢谢你的用心回复，但对于电压负反馈降低输出阻抗的描述个人认为有些牵强。

毕竟咱不是老师出生的，这里有两个问题，一是我无法用语言来准确表达自己的思想，二是你无法理解我的话。
那样解说的目的是为了让你从心里面理解，如果不能理解，那就简单点，换个思路去理解它：负反馈可以使放大器成为理想的恒压源，即，让输出电压恒定，不随负载阻抗大小而变化，而恒压源的本质就是它的内阻极低，否则它无法恒压。内阻极低，不就是减少了管子的输出阻抗嘛。

WUYZHI

上好佳 发表于 2016-10-23 10:10
毕竟咱不是老师出生的，这里有两个问题，一是我无法用语言来准确表达自己的思想，二是你无法理解我的话。 ...

    谢谢，十分感谢！我觉得一切分析和思考均应该依据电子管内阻的定义进行，这样得出的结论才有说服力。另外要真正找到引起电子管内阻变化的原因，这才是突破口。

schmike

其實樓主有沒有明白內阻是什麼呢？

schmike

內阻不是電阻，是相對阻值，是以電壓的方式反計算出來的，如果硬要用電阻的概念來說有點兒那個，電子管物理上是看電子流量，要用到此來解釋未免沒多個能用物理學上如電子管中的電子流量改變而計算出阻抗變化了，起碼我不能用這方法說明

上好佳

    我是故意歇几天不接着回答你的问题的，看看有没有别的“老师”来回答你，果然没有哪个“老师”来回答你了，因为人家可能会觉得你这个“学生”其实比“老师”们懂得更多，哪个敢来班门弄斧。
    你说的两个内阻，根本就是两个不同的概念，你非要“老师”们把它当同一个概念来解释，哪个有这个本领呢？你说的内阻中，一个是电子管的屏极内阻，指的是电子管栅压固定，然后在不同的屏压下测量屏流，屏压的变化量与屏流的变化量之比就是屏阻，这个是由电子管的结构决定的，一管一阻，多少就是多少，只与管子本身有关，与电路形式无关。另一个是电路对外的输出电阻，是与电路形式息息相关的，高屏阻的管子可以设计出低内阻的电路，低屏阻管子也可以设计出高内阻的电路，这个内阻与电子管自身的屏阻是两个概念。负反馈减少等效内阻的含义，指的是电路对外的输出电阻，而不是电子管的屏阻，所以，没办法用你说的“物理过程”来解释你的问题。
    当然，这两个内阻虽然不是同一个概念，但有一定的相关性，多数情况下，如果没有特别要求，电路也不做特别处理，因为高阻管子一般情况下都用高阻值的电阻做屏阻，低阻管子一般都用低阻值的电阻做屏阻，屏极负载电阻与屏内阻共同决定电路的总输出电阻，所以高阻管子，电路的输出阻抗一般比低阻管子的输出阻抗要高。但如果为了达到我们的特定要求，同一个管子，可以通过不同的电路形式来达到我们要求的输出阻抗。

WUYZHI

上好佳 发表于 2016-10-25 08:56
我是故意歇几天不接着回答你的问题的，看看有没有别的“老师”来回答你，果然没有哪个“老师”来回答你 ...

    上好佳同好！我发这个帖求助绝没有故意怎么样的意思，难道你的提问没人回答你就很有本事，很荣耀吗？这个演技也太拙劣了吧！网上谁认识谁呀！
    我提问就是想知道在负反馈方面网友们更多个人的看法，而非书本上固有的格式化解释。要真正弄清楚负反馈还是只有从其物理过程作手，这样认识才会清晰，像我提到书本上的那句话才可以得到合理解释。这句话是从一本老书上看到的，的确讲的没错，就是过于简单，很难理解，固才有此提问。
    电子管的内阻，即是从电子管屏极看进去的阻抗，或者说是从电子管屏极测得的阻抗，因为它处于电子管屏阴之间，与输出信号是等效串联的，屏极又是输出端，因此常又称作输出阻抗。加入负反馈后，这个输出阻抗的确是降低了，为了区分两阻抗的不同含义，往往加上“等效”二字。

上好佳

WUYZHI 发表于 2016-10-25 16:36
上好佳同好！我发这个帖求助绝没有故意怎么样的意思，难道你的提问没人回答你就很有本事，很荣耀吗？ ...

大部分教科书都不是给我们自学的，是有老师讲解的，所以书面上说的比较简单，学生有不明白的可以问老师，由老师详解。我也是为了更求甚解，就是想从你说的“物理过程”说明白其之所以然，才举了那么些例子的，如果只知其然，根本不用那么麻烦动那么多心思，死记硬背住那个有负反馈电路的增益和阻抗算计公式就行了。为了理解那个屏极输出与栅压之间的关系，我也曾经想破了脑袋，所举的那个例子，因为只能定性不能定量，往往想着想着，一会儿似乎明白了，一会又糊涂了，其实最简单的是找一张电子管屏极特性图，画一条负载线，从那条线上去想，既有性又有量，就不容易搞糊涂了。电子管特性图是静态的，加一条负载线就成动态的了，静态图上的曲线与负载线的交叉点才是我们实际工作中要用到的，我们要求的是各栅压下曲线与负载线交叉点间隔均匀，至于那个交叉点是不是落在曲线的直线位置并不是必须的。但我以前就一直没想明白，以为电子管必须工作在曲线的直线部分，当时就是把思维固定在静态了。因为屏流增大时要求屏压也要相应增加才行，而实际电路中，因为屏流增大时屏阻压降增大，屏压反而减少了，这就让输出电压受到多种反向因素的牵扯了，所以总是想不明白到底你说的那个物理过程是怎么进行的，后来仔细研究一下负载图就容易明白了。再想想，以前我们班有很多同学，他们对电路的理解比我差很多，很多事都是知其然不知其之所以然，但他们考试的成绩总是比我好，花得时间反而不如我多，原因是中国的应试教育体制下，只要死记住那些公式就可以了考高分，从而过得比别人更好，你费脑筋，花大量的时间去理解那些“物理过程”，就没有更多的精力去应付必须的考试，结果你连门坎都进不了，没有一个好的平台让你发展，你天天在家种稻子种菜养活自己，人家在技术部门混饭吃，时间一长，人家还是比你强而且真的比你强。就是说，你这棵好苗子，被这个制度给埋没了。所以，所以咱现在也想通了，凡事得过且过，知道大概意思就行，管它娘的什么过程不过程。

上好佳

jingship 发表于 2016-10-26 08:29
中国教育无问题,只怪自己无心向学,楼主所提的问题,其实有高中物理水平加初中语文再加上有少少常识就可完 ...

中国教育肯定有问题，教育必须改革，而且现在也部分地在改变了。国人也不比洋人笨，吃苦精神也不比洋人差，为什么不如人家有发明创造力，为什么总是跟在人家屁股后面走。
像楼主和上好佳同学，都是好学之人，要不然花钱买个音响就行了，干吗非要管它什么过程，楼主咱不知道，上好佳同学小学的时候，一次偶然的机会，生产队一个下放的专业电工做了一只二极管，从此对电就产生的兴趣，可是当时农村根本就见不到电子元件，老师们也不比上好佳同学知道的更多，所以对于电子的爱好也就停留在小孩玩儿的阶段，那时候就想，好好学习，将来走出穷乡僻壤就有更好的条件和机会学习了，可是后来真的出去了，学校明明有我喜欢的电气专业，偏偏不给你上，要求服从分配按排了我最不喜欢的轮机专业，那时候能走出农村就是拣了个铁饭碗了，铁饭碗唉，那是全家人的希望，是整个村子的荣耀，不可能退学的。咱不是社会精英，只是个普通的人，为了生活，不得不学了自己不喜欢的专业，不得不干了自己不喜欢的工作，然后就一直在为生存忙禄着，就这样一干就是30多年，现在快退休了，有闲了，也不用为生存忙禄了，可是人也老了眼也花了，今天不记得昨天的事了。当年如果能给我换个专业，现在肯定不会在这里讨论什么负反馈导致输出阻抗降低的过程了，咱说不定在为神洲12号做某个部件呢，哪有兴趣在这里扯这些初中生感兴趣的事情！

上好佳

OK，不再讨论技术以外的话题。

scjayyldiy

这个问题在帖子如果能够讲清楚的话，能够看得懂的人就只有那种本身就很明白的人。

WUYZHI

scjayyldiy 发表于 2016-10-26 22:52
这个问题在帖子如果能够讲清楚的话，能够看得懂的人就只有那种本身就很明白的人。

    你这个结论下得有点早了，如果你看了相关的解释就不会这样下说了。物理过程就是事物发生发展的全过程，是看得到或感知得到的，不需要繁琐的数学推导就能说明问题，稍有电工基础的人都可以完全理解。当你不满足数学推导说明问题时，研究事物发展的物理过程，无疑是一个正确的决定。
    我因最近在医院陪护病人，没有时间久聊，实感抱歉，有时间再说吧。

suncand

下图是一个基本的电压串联负反馈电路的框图。由两部分构成，放大电路和负反馈电路。放大电路可以假设成是一个电子管屏极输出的放大电路。


首先明确一下电路内阻的概念：

• 从图中箭头a方向看进去的是整个电路的内阻。或者叫输出阻抗Zo；负反馈改变的是电路整体的输出阻抗Zo；
• 从图中箭头b方向看进去的是放大电路的内阻。如果放大电路是电子屏极输出的，那就是屏极内阻ro。这个电阻是每个电子管内部固有的特性，当工作点确定了，它的值基本就确定了，不会被外部反馈电路改变。
  

所以我们研究的其实是反馈电路如何改变整个电路的输出阻抗Zo；

我们知道，当负载电阻RL减小时，由于电路内阻的影响，输出电压Vout也会减小，而且电路内阻越大，Vout减小的就越多。如果电路内阻比较小，则Vout减小的就不那么明显。可以利用这个特性来判断加了负反馈电路后，电路内阻是否变小。

假设RL减小后，Vout减小的量是ΔV，RL下降越多， ΔV就越大。那么从下面的变化过程可以看出负反馈电路的作用：
RL↘ -> Vout ↘ ->  ΔV↗
            Vout ↘ -> Vf = (β*Vout) ↘ -> Vi=(Vin-Vf) ↗ -> Vout=(Ao*Vi) ) ↗ -> ΔV ↘

由此可见，由于负反馈电路的存在，当负载电阻RL下降时，输出电压Vout下降的趋势会被削弱，就好象电路的内阻比较小一样。这就是电压负反馈电路减小电路输出阻抗的物理过程。

利用这个图，可以进一步推导出电压串联负反馈电路的放大倍数A，输入阻抗Zi和输出阻抗Zo的公式；

MC275

jingship 发表于 2016-10-27 15:41
只要有中学程度的,都可以理解负反馈可以降低输出内阻的

我画图说吧

好久没冒泡了 看到老兄的回复 实在忍不住上来顶一下 。精辟呀 精屁 这是最接近事物本源的解析了 根本用不着公式来死搬硬套 这风格我真心喜欢。