Feedback amplifier

🧠 負帰還増幅器negative feedback amplifier負帰還増幅器（negative feedback amplifier）negative feedback amplifier（負帰還増幅器）は出力の一部を逆相で入力へ戻し、開ループ利得open-loop gain開ループ利得（open-loop gain）open-loop gain（開ループ利得）を犠牲にして、安定性・直線性・帯域を改善する。

閉ループ利得

開ループ利得open-loop gain開ループ利得（open-loop gain）open-loop gain（開ループ利得）を$A$、帰還率を$\beta$とすると負帰還時の利得gain利得（gain）gain（利得）は、

である。$A\beta\gg1$なら$A_f\approx1/\beta$となり、素子自体の$A$変動に影響されにくい。

負帰還の効果

利得gain利得（gain）gain（利得）を低下させる代わりに、非線形non-linear非線形（non-linear）non-linear（非線形）歪み・雑音の一部を減らし、周波数帯域を広げ、回路特性を安定化できる。生体信号のように振幅差が大きい入力では、飽和を避けながら再現性ある増幅を得るために重要である。

正帰還と安定性

同相で戻す正帰還は、ループ利得gain利得（gain）gain（利得）と位相条件が揃うと発振する。負帰還回路でも高周波high frequency高周波（high frequency）high frequency（高周波）で位相が遅れ、実質的に正帰還となれば不安定化しうる。増幅後の帯域制限はフィルター回路filter circuitフィルター回路（filter circuit）filter circuit（フィルター回路）、対象となる振幅は生体信号の範囲で確認する。

まとめ

• 負帰還の閉ループ利得closed-loop gain閉ループ利得（closed-loop gain）closed-loop gain（閉ループ利得）は$A/(1+A\beta)$である。
• 利得gain利得（gain）gain（利得）を下げる代わりに安定性・直線性・帯域を改善する。
• 位相遅れを含むループ条件によっては発振するため、安定余裕reserve余裕（reserve）reserve（余裕）が必要である。