反馈的概念及判断方法、负反馈放大电路的四种基本组态
负反馈组态及判断
4.负反馈放大电路组态
1.负反馈组态
根据反馈框图(见图4-15)可知,反馈电路采样的时候有两种方式:电压和电流。反馈电路求和的时候也有两种方式:串联和并联。所以负反馈电路的组态有四种形式:电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。
2.负反馈组态的判别
(1)判别电压和电流反馈
电压反馈——反馈信号取样于输出电压。
电流反馈——反馈信号取样于输出电流。
判别方法:
短路(或u o = 0),若反馈消失则为电压反馈,反馈仍然存在方法一:将输出负载R
L
的是电流反馈。
方法二:反馈信号与输出信号在同一端,就是电压反馈,不在同一个端就是电流反馈。
(2)判别串联和并联反馈
串联反馈:在输入端,反馈信号与输入信号以电压相加减的形式出现。
在串联反馈电路中,净输入信号、输入信号、反馈信号都是电压信号。设净输入信号为u id,输入信号为u i,反馈信号为u f,由图4-15可知u id =u i - u f
特点:信号源内阻越小,反馈效果越明显。
并联反馈:在输入端,反馈信号与输入信号以电流相加减的形式出现。在并联联反馈电路中,净输入信号、输入信号、反馈信号都是电流信号。设净输入信号为i id,输入信号为i i ,反馈信号为i f,图4-15可知,i id i i - i f
特点:信号源内阻越大,反馈效果越明显。
判别方法:
方法一:将输入信号短路(或u i = 0),若净输入信号为零,则是并联反馈,是电流反馈。
方法二:反馈信号与输入信号在同一端,就是并联反馈,不在同一个端就是串联反馈。
例4-2判断图4-17所示电路是正反馈还是负反馈?如果是负反馈判断是哪种组态。
反馈的概念及判断方法
反馈的概念及判断方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
第十六讲反馈的概念及判断方法;负反
馈的四种基本组
第六章放大电路的反馈
[教学目的]
1、掌握反馈的基本概念和类型,判断放大电路中是否存在反馈,反馈的类型以及它们在电路中的作用
2、理解多种负反馈对放大电路性能的影响,会根据实际要求在电路中引入适当的反馈
3、掌握负反馈的一般表达式,会计算深度负反馈条件下的电压放大倍数
4、了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件,会在放大电路中接入校正环节以消除振荡。
[教学重点和难点]
1、负反馈组态的判断
2、深度负反馈条件下电压放大倍数的计算
3、负反馈放大电路自激振荡的判断及消除
[教学内容]
第一节反馈的基本概念及判断方法
一、反馈的基本概念
二、反馈的判断
第二节负反馈放大电路的四种基本组态
一、负反馈放大电路分析要点
二、四种负反馈组态
三、反馈组态的判断
第三节负反馈放大电路的方框图及一般表达式
一、负反馈放大电路的方框图表示法
二、四种组态的方框图
三、负反馈放大电路的一般表达式
第四节 深度负反馈放大电路倍数的分析
第五节 负反馈对放大电路性能的影响
一、稳定放大倍数
二、改变输入电阻和输出电阻
三、展宽频带
四、减小非线性失真
五、放大电路引入负反馈的一般原则
第六节 负反馈放大电路的稳定性
一、负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件
二、负反馈放大电路稳定性的分析
三、负反馈放大电路的稳定性的判断
四、负反馈放大电路自激振荡的消除方法
本章讨论的问题:
1.什么是反馈什么是直流反馈和交流反馈什么是正 反馈和负反馈为什么要引入反馈
反馈的概念及判断方法、负反馈放大电路的四种基本组态
放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路,影
响输入,称为反馈。
基本放大电路的放大倍数
'
i
o
X
X
A
=;反馈系数
o
f
X
X
F
=
反馈放大电路的放大倍数
i
o
f X
X
A
=
基本放大电路主要功能为
放大信号,反馈网络的主
要功能为传输反馈信号。
o
X 输出量
'
i
X 静输入量
i
X 输入量
f
X 反馈量
f
i
'
i
X
X
X
-
=
2、反馈的形式
(1)正反馈和负反馈
从反馈的结果来判断,凡反馈的结果使输出量的变化减小的为负反
馈,否则为正反馈;凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈,否则为正
反馈
利用PPT演示图2.4.2b,
重温
e
R引入的负反馈作
用
(2)直流反馈和交流反馈
仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈,仅在交流通路中存在的反馈
称为交流反馈。
直流反馈的作用主要用于
稳定放大电路的静态工作
点
f
R上既有直流反馈也有
交流反馈,
引入直流负反馈的目的:
稳定静态工作点;
引入交流负反馈的目的:
改善放大电路的性能
(3)局部反馈和级间反馈
(重点研究级间反馈或称总体反馈) PPT 上演示此图
只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈3R 支路,将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路
的称为级间反馈4R 支路。
二、交流负反馈的组态
1.电压反馈与电流反馈
描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式 按取样方式划分——从输出端看 (PPT 上演示下图)
电压反馈:对交流信号而言,若基本放大电路、反馈回路、负载在取样端是并联连接,则称为并联取样。由于在这种取样方式下,f X 正比与输出电压, f X 反映的是输出电压的变化,所以又称为电压反馈。 稳定输出电压
反馈放大电路(电光1)
(4)串联反馈和并联反馈
xi
xi ' 放大电路
xo
xf 反馈网络
串联反馈:反馈信号与输入信号在输入回路 中以电压形式求和
并联反馈:反馈信号与输入信号在输入回路 中以电流形式求和
信号源短路后 反馈信号仍能加到放大
电路的输入端
信
号
放大电路
源
反馈网络
信号源短路后 反馈信号加不到放大电
路的输入端
信
号
反馈信号和输入信号加于输入回路两点时, 瞬时极性相同的为负反馈,瞬时极性相反的是正 反馈。
本级反馈与级间反馈
本级反馈——反馈只存在于某一级放大器中 级间反馈——反馈存在于两级以上的放大器中
例
Rc1 Rb1
+VCC Rc2
Cb1
+V
ui
-V
+ube -
T1 Rf
+
uf
-
Re1
本级反馈
T2 Cb2
+
u
1、电压串联负反馈
串联反馈:输入端电压求和
Ud
放大 电路
Uo
电压负反馈:稳定输出电压
Ui
Uf
反馈 网络
特点:输入是电压,输出也是电压 输出端电压取样 输入端电压求和
电压负反馈的特性——稳定输出电压
稳定过程: uO uf
6.放大电路中的反馈
例4:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。
RC
并联反馈
+UCC C2
电压反馈
if C1
Rf
ui
i
ib
uo
uo uo
if
ib=i+if
此电路是电压并联负反馈,对直流也起作用。
RC if C1 Rf
+UCC C2
ui
i
ib
uo
问题:三极管的静态工作点如何提供?能否在 反馈回路加隔直电容? 不能!Rf为三极管提供静态电流!
对具体的负反馈放大电路需要解决的问题: 不同形式的负反馈有不同的作用,如何对负 反馈进行分类;它们各自有什么不同的作用? 1.从输出端看,反馈量是取自于输出电压, 还是取自于输出电流。
2.从输入端看,反馈量与输入量是以电压方 式将叠加,还是以电流方式相叠加。
电压反馈和电流反馈
根据反馈所采样的信号不同,可以分为电压 反馈和电流反馈。 电压反馈:反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈:反馈信号取自输出电流信号。
并联负反馈电路的信号源
并联负反馈电路中信号源内阻Rs必不可少! 作业 6.6 (defg) 6.7 (abd) 6.8(defg) 6.9(abd)
例1 判断反馈的组态,并计 算反馈系数和电压增益 电流串联负反馈
Fui
Uf Io
R1 R3 R1 R2 R3
模拟电子技术 第六章 放大电路的反馈
精品课件
电子信息工程学院
正反馈与负反馈判断举例
(+) (-)
(+)
(-)
(-)
(+)
(+)
(-)
反馈通路
反馈通路
(-) (-)
净输入量
负反馈
负反馈
精品课件
电子信息工程学院
净输入量
正反馈与负反馈判断举例
R1
vI (+)
(+)
(-)
(-)
+
R2
正反馈
(-) vO RL
本反级馈反通馈路通路
负反馈放大电路分解成基本放大电路,反馈网络单向化
根据网络定理: 当考虑反馈网络在输入端的负载效应时,应令输出量的作用为零; 当考虑反馈网络在输出端的负载效应时,应令输入量的作用为零。 一般方法: 1.找出反馈网络 2.求解反馈网络在放大电路输入端的等效电阻。
对电压反馈,令uO=0,即输出端短路 对电流反馈,令iO=0,将iO所在回路断开 3.求解反馈网络在放大电路输出端的等效电阻。 对串联负反馈,令iI=0,即断开放大电路输入级与反馈网络的 连接 对并联负反馈,令输入端接精地品课件
四、电流并联负反馈
集成运放的Aod与rid趋于无穷
大uP=uN=0
i1 iF
iF
R2 R1 R2
放大电路中的反馈(精)
串联反馈
并联反馈
反馈信号与输入信号加在同一输入端,则为并联反馈 反馈信号与输入信号加在不同输入端则为串联反馈
3、分立元件的反馈
三极管的基极和发射极可以看成放大器的两个输入端
并 联 反 馈
i
if ib ui
ube uf
ube=ui-uf
串 联 反 馈
ib=i-if
例1:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。
uD uI uF
串联反馈
R1 uF uO R1 R2
R2 uO (1 )u I R1
稳定输出电压
2、电流串联负反馈
①判断正负反馈 uD ②取样 ③求和 负反馈 电流反馈 iO iO + uF +
+
uD uI uF
串联反馈
uF iO R1
1 iO u I R1
F 1 幅值平衡条件 需要足够的反馈量 A
A F (2n 1)
附加相移
相位平衡条件
正反馈
A F n
n为奇数
6.6.2负反馈放大电路稳定性的定性分析
设 放大电路: 直接耦合
只可能产生高频振荡 A
反馈网络: 纯电阻网络
0 F
1) 1级负反馈放大电路: A 0 ~ 90
iP
+
7章-放大电路的反馈
uD uI uF
R1 uF uO R1 R2
uF
反馈电流
净输入电流 增大,引入 了正反馈
净输入电流减小,引入了负反馈
于反 输馈 出量 量是 的仅 物仅 理决 量定
u N uO iR2 R2
反馈量
【例题】
u D uI u f
(正反馈) 在集成运放的反馈放大电路中:
+ _
负反馈
U i U i' U f --串联负反馈 I i I i' I f --并联负反馈
从定义判断:反馈量和输入量以电压形式叠加为串联反馈; 以电流形式叠加为并联反馈。 从电路结构上判断:若反馈回非输入端则为串联反 馈;反馈回输入端则为并联反馈。 输入量、反馈量净输入量形成一个回路, 适合以电压的形式作和。
反馈放大电路的放大倍数
二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式
A X o X i'
F Xf Xo
Af X o X i
AX i' AX i' Af ' ' X Xi X i FX o f AX i' A ' Af X i AFX i' 1 AF
放大电路中的反馈
对图(b),因输 入信号和反馈信号 加在运放的两个输 入端,故为串联反 馈,根据瞬时极性 判断是负反馈,且 为电压负反馈。结 论是交直流串联电 压负反馈。
(b)集成运放放大电路 图 06.05 串联电压负反馈
•
•
(2)闭环放大倍数
对于串联电压负反馈,在输入端是输入 电压和反馈电压相减,所以
Avvf
T2 RB22 RE2 CE
– Rf
这里分析的是交流信号,不要与直流信号混淆。
分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并 且注意符号的使用规则。
如果反馈对交直流均起作用,可以用全量。
当为交流反馈时,瞬时极性法所判断的也是相
位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就 是反相,因此若两个信号都上升,它们一定同 相;若另一个信号下降而另一个上升,它们一 定反相。
二.反馈极性的判断
瞬时极性法 在放大电路的输入端,假设一个输入信 号对地的极性,可用“+”、“-”或“↑” “↓” 表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬 时极性,直至判断出反馈信号的瞬时极性。 如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小,则 为负反馈;反之为正反馈。
6.2负反馈放大电路的四种基本组态
①求图 06.09 在 静态时运放的共 模输入电压;
②若要实现串联 电压反馈, Rf 应 接向何处? ③要实现串联电 压负反馈,运放 的输入端极性如 何确定?
反馈的基本概念判断方法及四种基本组态
uI
+
A
uO
-
R1 C R2
uI
+
VD
A
-
uO
R2
VR R1 交流通路
uI
R1
+
A
uO
-
直流通路
解:直流通路中不存在反馈通 路,所以不存在直流反馈;
交流通路中存在反馈通路, 所以存在交流反馈。
4、举例: 例 电路图
电路A
反馈信号
反馈 网络F
反馈系数
(3)、反馈放大电路的组成:
基本放大电路
A
Xo Xd
反馈电路
F
Xf Xo
放大倍数 比较环节 Xd Xi Xf
反馈的三个环节
uI
uP +
uD A
uo
uN-
wenku.baidu.com
R1
R2
①、放大电路 ②、反馈网络 ③、比较环节
uD=uP-uN
2、正反馈与负反馈
(1)、正反馈:
请判断是否引入反馈?若引入了反馈,是直流、交流、直交 流?正、负?
分析:
uD uI uF
判断结果:R4与R1引入直交流负反馈
分立电子电路反馈类型判断举例:
简述负反馈放大电路中的四种组态
简述负反馈放大电路中的四种组态
负反馈放大电路是一种常用于放大信号的电路,其通过将输出信号的一部分反馈回输入信号的电路中,从而增加输入信号的幅度和精度,减小输出信号的噪
声和失真。以下是四种常见的负反馈放大电路组态:
1. 共射负反馈放大电路
共射负反馈放大电路是一种常见的负反馈放大电路,其输入端连接到共射极,输出端连接到偏置电压。该电路的反馈机制是通过将输出信号的一部分反馈回输入信号的共射极,从而增加输入信号的幅度和输出信号的稳定性。这种电路的优点是可以提供较大的增益和较低的噪声,但对于高频率信号的放大效果较差。
2. 共集负反馈放大电路
共集负反馈放大电路是一种常见的负反馈放大电路,其输入端连接到共集极,输出端连接到偏置电压。该电路的反馈机制是通过将输出信号的一部分反馈回输入信号的共集极,从而减小输入信号的幅度和增加输出信号的稳定性。这种电路的优点是可以提供较低的增益和较高的噪声,但对于高频率信号的放大效果较差。
3. 共基负反馈放大电路
共基负反馈放大电路是一种常见的负反馈放大电路,其输入端连接到基极,
输出端连接到偏置电压。该电路的反馈机制是通过将输出信号的一部分反馈回输入信号的基极,从而增加输入信号的幅度和减小输出信号的幅度和噪声。这种电路的优点是可以提供较高的增益和较低的噪声,但对于高频率信号的放大效果较差。
4. 单端负反馈放大电路
单端负反馈放大电路是一种没有反馈回路的放大器,其输入端和输出端都是
直接连接到电路的电源。这种电路的反馈机制是通过减小输入信号的幅度和增加输出信号的幅度来实现放大效果的提高。这种电路的优点是可以提供较高的增益和较低的噪声,但对于高频率信号的放大效果较差。
6-1反馈判断方法及四种组态
Δ? Δ?
从反馈的结果来判断,凡反馈的结果使输出 量的变化减小的为负反馈,否则为正反馈;或 者,凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈, 否则为正反馈。
+EC RB1 I1 RC
静态工作点稳定的原理
IB T
RB2 I2 RE
本电路稳压的 过程实际是由 于加了RE形成 了负反馈过程
T
IC IC
VE
VBE
第六章 放大电路中的反馈
主要内容:
§6-1.反馈的基本概念及判断方法
§6-2.负反馈放大电路的四种基本组态 §6-3.负反馈放大电路的方块图及一般表达式 §6-4.深度负反馈放大电路放大倍数的分析 §6-5.负反馈对放大电路性能的影响
一、反馈的基本概念
1、什么是反馈 反馈放大电路可用 方框图表示。 电子电路输出量的一部分或全部通过一定的方式 引回到输入回路,影响输入量,称为反馈。
反馈类型的判断
分析步骤: 1. 找出反馈网络(电阻)。 2. 是交流反馈还是直流反馈? 3. 是否负反馈? 4. 是负反馈!那么是何种类型的负反馈? (判断反馈的组态)
R1 uF uO R1 R2
电压串联负反馈电路
uF iO R1
电流串联负反馈电路
串联负反馈电路所加信号源均为电压源。
2、正、负反馈的判断
uF
uD uI uF
模拟电子技术基础- (3)
(a)电压并联负反馈
(b)电压并联负反馈
( e )电流并联负反馈 ( f )电压串联负反馈 ( g) 电流串联负反馈
6—3 负反馈放大电路方块图及一般表达式
6.3.1 负反馈放大电路方块图
•
•
Xi
+ +
X
' i
•
A
-
•
Xf
•
F
•
•
Xo
基本放大电路的放大倍数为
反馈系数
•
•
F
Xf
•
•
A
Xo
•
X
' i
uo
R3 2K
-
ui
+
5.1K
RL
+
uf Rf -
+
uo
-
15K
6—5 负反馈对放大电路性能的影响
6.5.1 稳定放大倍数
在中频段,A•f
•
、A
•
和F
均为实数,A•f
的表达式可写成
A
Af
1 AF
对上式微分
dAf dA
1
1 AF
(1
AF AF
)
2
(1
1 AF
)2
dAf
(1
1 AF
)2
dA
dAf 1 dA
第六章 反馈电路
R2
ui
if
+ ×- R3 R1 (a) +
Rf
Io
u0
R2
ui
-
Io
+ RL
R1
+ R4 (b)
u0
-
uf
-
R3
R1 // R4 uo 图(a)中 u f = ) R3 + R1 // R4
图(b)中 )
If =
R3 Io R3 + R f
u0 = 0 ,则u f = 0
为电压反馈
u0 = 0 ,则i f ≠ 0
R1 C1 + ui -
R2
R4
+VCC
T2 C2 T1 R6
+
+ uo
R6引入级间反馈: 引入级间反馈: 为交直流反馈、负反馈、 为交直流反馈、负反馈、 电压反馈、串联反馈。 电压反馈、串联反馈。
uf R3
-
R5
C3
-
Rc1
R Re2
f
+VCC Rf引入级间反馈: 引入级间反馈:
Ii
C1
If
Rs + us -
1
+
A2
uO
R4 解: 本级反馈: 本级反馈: 将本级的输出回送到本级的输入端 级间反馈: 级间反馈: 将后级的输出回送到前级的输入端 R3引入本级反馈: 为交直流反馈、负反馈、电压反馈、并联反馈。 引入本级反馈: 为交直流反馈、负反馈、电压反馈、并联反馈。 R4引入级间反馈: 为交直流反馈、负反馈、电压反馈、串联反馈。 引入级间反馈: 为交直流反馈、负反馈、电压反馈、串联反馈。
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放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路,影
响输入,称为反馈。
基本放大电路的放大倍数
'
i
o
X
X
A
;反馈系数
o
f
X
X
F
反馈放大电路的放大倍数
i
o
f X
X
A
基本放大电路主要功能为
放大信号,反馈网络的主
要功能为传输反馈信号。
o
X 输出量
'
i
X 静输入量
i
X 输入量
f
X 反馈量
f
i
'
i
X
X
X
2、反馈的形式
(1)正反馈和负反馈
从反馈的结果来判断,凡反馈的结果使输出量的变化减小的为负反
馈,否则为正反馈;凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈,否则为正
反馈
利用PPT演示图2.4.2b,
重温
e
R引入的负反馈作
用
(2)直流反馈和交流反馈
仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈,仅在交流通路中存在的反馈
称为交流反馈。
直流反馈的作用主要用于
稳定放大电路的静态工作
点
f
R上既有直流反馈也有
交流反馈,
引入直流负反馈的目的:
稳定静态工作点;
引入交流负反馈的目的:
改善放大电路的性能
(3)局部反馈和级间反馈
(重点研究级间反馈或称总体反馈) PPT 上演示此图
只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈3R 支路,将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路
的称为级间反馈4R 支路。
二、交流负反馈的组态
1.电压反馈与电流反馈
描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式 按取样方式划分——从输出端看 (PPT 上演示下图)
电压反馈:对交流信号而言,若基本放大电路、反馈回路、负载在取样端是并联连接,则称为并联取样。由于在这种取样方式下,f X 正比与输出电压, f X 反映的是输出电压的变化,所以又称为电压反馈。 稳定输出电压
电流反馈:对交流信号而言,若基本放大电路、反馈回路、负载在取样端是串联连接,则称为串联取样。由于在这种取样方式下,f X 正比与输出电流,f X 反映的是输出电流的变化,所以又称为电流反馈。 稳定输出电流
2. 串联反馈和并联反馈
描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式
按比较方式划分——从输入端看 (PPT 上演示下图)
串联反馈:对交流信号而言,信号源、基本放大电路、
反馈网络在比较端是串联连接,则为串联反馈,反馈信
号和输入信号以电压的形式进行叠加,产生净输入量。
f
i
i
u
u
u
'减少净输入电压
并联反馈:对交流信号而言,信号源、基本放大电路、
反馈网络在比较端是并联连接,则为并联反馈,反馈信
号和输入信号以电流的形式进行叠加,产生净输入量,
f
i
i
i
i
i
'减少净输入电流
3.交流负反馈的四种反馈组态
(正反馈也是这四种组态)
一个PPT同时演示四种组态的方块图,方
便比较;让同学们注意输入输出的接法。(1)电压串联负反馈(2)电流串联负反馈
(3)电压并联负反馈(4)电流并联负反馈
4. 四种组态负反馈放大电路的比较见课本P273表6.3.1
三、反馈的判断
1. 有无反馈的判断
“找联系”:找输出回路与输入回路的联系,若有则有反馈,否则无反馈。
这几个图用ppt来看,
再在PPT上引入一些例子
来联系反馈的判断
2. 直流反馈和交流反馈的判断
“看通路”,即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。
3. 正、负反馈(反馈极性)的判断
“看反馈的结果”,即净输入量是被增大还是被减小。
判断的方法:瞬时极性法
先假定某一瞬间输入信号对地的极性,然后按信号的放大过程,逐级
推出输出信号的瞬时极性,最后根据反馈回输入端的信号对原输入信号的
作用,判断出反馈的极性。
(1)对分立元件而言,C与B极性相反(CE),E与B极性相同(CC)。
(2)对集成运放而言,
O
u与
N
u极性相反,
O
u与
P
u极性相同。
若反馈信号与输入信号加在同一电极上,两者极性相反为负反馈;极
用PPT看例子
性相同为正反馈。
若反馈信号与输入信号加在两个电极上,两者极性相同为负反馈;极
性相反为正反馈。
4. 电压反馈和电流反馈的判断
判定方法1——输出短路法。将基本放大电路的输出端对交流短路,若其
反馈信号消失,则为电压反馈,否则为电流反馈。
判定方法2——按电路结构判定。在交流通路中,若放大电路的输出端和
反馈网络的取样端处在同一个放大器件的同一电极上,则为电压反馈,否
则为电流反馈。
电压反馈电流反馈
5. 串联反馈和并联反馈的判断
输入、反馈、净输入在同一节点上为并联反馈
输入、反馈、净输入在同一回路中为串联反馈
并联反馈串联反馈
6.运算放大器电路中的负反馈
电压并联负反馈特点:输入电阻低、输出
电阻低(具体分析见PPT)
2
o
f
1
R
U
I
F
iu
电压串联负反馈特点:输入电阻高、输出
电阻低(具体分析见PPT)