図のように電圧増幅度 \(A (>0)\) の増幅回路と帰還率 \(\beta (0<\beta \le 1)\) の帰還回路からなる負帰還増幅回路がある。この負帰還増幅回路に関する記述として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、帰還率は周波数によらず一定であるものとする。
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(1)
負帰還増幅回路の帯域幅は、負帰還をかけない増幅回路の帯域幅よりも狭くなる。
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(2)
電源電圧の変動に対して負帰還増幅回路の利得は、負帰還をかけない増幅回路よりも不安定である。
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(3)
負帰還をかけることによって、増幅回路の内部で発生するひずみや雑音が増加する。
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(4)
負帰還をかけない増幅回路の電圧増幅度 \(A\) と帰還回路の帰還率 \(\beta\) の積が1より十分小さいとき、負帰還増幅回路全体の電圧増幅度は帰還率の逆数で近似できる。
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(5)
負帰還増幅回路全体の利得は、負帰還をかけない増幅回路の利得よりも低下する。
要点
正解は(5)。誤り。負帰還をかけると、利得・帯域幅積が一定であるため、利得が下がる分、帯域幅は広くなる。2. 誤り。負帰還には、利得の変動を抑制し安定化させる効果がある。3. 誤り。負帰還は、内部で発生する歪みや雑音を低減する効果がある。
詳細解説
1. 誤り。負帰還をかけると、利得・帯域幅積が一定であるため、利得が下がる分、帯域幅は広くなる。
2. 誤り。負帰還には、利得の変動を抑制し安定化させる効果がある。
3. 誤り。負帰還は、内部で発生する歪みや雑音を低減する効果がある。
4. 誤り。全体の利得 \(A_f = \dfrac{A}{1+A\beta}\) において、ループ利得 \(A\beta \gg 1\)（1より十分大きい）のときに、\(A_f \approx \dfrac{1}{\beta}\) と近似できる。\(A\beta\) が小さいときは近似できない（\(A\)に近い値となる）。
5. 正しい。負帰還をかけると、全体の利得は \(A_f = \dfrac{A}{1+A\beta}\) となり、分母が1より大きくなるため、元の利得 \(A\) よりも低下する。
