放大電路中反饋的基本概念與類型判斷方法

1、放大電路中反饋的基本概念與類型判斷方法(教案) 反饋在電路中的應用十分廣泛，特別是在精度、穩(wěn)定性等方面要求較高的場合，往往通過引入含有負反饋的放大電路，以達到提高輸出信號穩(wěn)定度、改善電路工作性能（例如，提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、改善波形失真、增加頻帶寬度、改變放大電路的輸入電阻和輸出電阻等）的目的。反饋是指將電路輸出信號（電壓或電流）的一部分或全部，通過一定形式的反饋網(wǎng)絡送回到輸入回路，使得凈輸入信號發(fā)生變化從而影響輸出信號的過程。引入反饋的放大電路稱為反饋放大電路，它由基本放大電路A和反饋網(wǎng)絡F構(gòu)成，如圖所示。圖1 反饋放大電路的組成框圖 反饋放大電路中，是反饋放大電路的原輸入信號，為輸出信號，

2、是反饋信號，是基本放大電路的凈輸入信號。基本放大電路A實現(xiàn)信號的正向傳輸，反饋網(wǎng)絡F則將部分或全部輸出信號反向傳輸?shù)捷斎攵?。判斷一個放大電路中是否存在反饋的方法是：觀察放大電路中有無反饋通路，即觀察放大電路輸出回路與輸入回路之間是否有電路元件起橋梁作用。若有，則存在反饋通路，即電路為反饋放大電路；反之，則無反饋通路，即電路為開環(huán)放大電路。 根據(jù)反饋信號與原輸入信號的合成類型（相加或相減，反饋極性），可將反饋電路分為正反饋與反饋；根據(jù)反饋信號中所含成分的不同，可將反饋電路分為直流反饋與交流反饋；根據(jù)反饋信號與原輸入信號在放大電路輸入端合成方式的不同，可將反饋電路分為串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋；根據(jù)輸出信

3、號反饋端采樣方式的不同，可將反饋電路分為電壓反饋與電流反饋。為了正確分析反饋對電路性能的影響，首先必須知道如何來區(qū)別和判斷反饋的類型。1.直流反饋與交流反饋的判斷 僅在放大電路直流通路中存在的反饋稱為直流反饋。直流反饋影響放大電路的直流性能，如直流負反饋能穩(wěn)定靜態(tài)工作點。僅在放大電路交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。交流反饋影響放大電路的交流性能，如增益、輸入電阻、輸出電阻及帶寬等。在放大電路交直流通路中均存在的反饋，稱為交直流反饋。 例：圖2 直流反饋放大電路根據(jù)電容C對直流信號可視為開路、交流信號可視為短路的特性（“隔直通交”），分為畫出其直流通路（圖2-1）和交流通路（圖2-2）可知：僅

4、在該電路的直流通路中存在反饋，因而該電路為直流反饋放大電路。圖2-1 圖2的直流通路 圖2-2 圖2的交流通路例： 圖3 交流反饋放大電路根據(jù)電容C對直流信號可視為開路、交流信號可視為短路的特性（“隔直通交”），分為畫出其直流通路和交流通路可知：僅在該電路的交流通路中存在反饋，因而該電路為交流反饋放大電路。例： 圖4 交直流反饋放大電路 通常情況下，利用電容的“隔直（流）通交（流）”特性來判斷放大電路是直流反饋還是交流反饋。如果反饋通路中的電容一端接地，則該電路為直流反饋放大電路；如果電容串連在反饋通路中，則該電路為交流反饋放大電路；如果反饋通路中只有電阻或只有導線，則該電路為交直流反饋放大電

5、路。2.正反饋與負反饋的判斷由反饋放大電路的組成框圖可知，反饋信號送回到輸入回路與原輸入信號共同作用后，對凈輸入信號的影響有兩種結(jié)果：一種是使凈輸入信號的變化得到增強，這種反饋稱為正反饋；另一種是使凈輸入信號的變化得以削弱，這種反饋稱為負反饋。判斷反饋極性的基本方法是瞬時變化極性法，簡稱瞬時極性法。具體做法是：首先將反饋支路與輸入回路斷開，再假定原輸入信號在某一瞬時變化的極性為正（相對于公共參考端而言，“GND”），根據(jù)各種基本放大電路的輸出信號與輸入信號之間的相位關(guān)系，順著信號的輸出方向，逐級標出放大電路中各有關(guān)點電位的瞬時極性，最后判斷反饋信號是削弱還是增強了凈輸入信號的變化量，如果是增強

6、則為正反饋，如果是削弱則為負反饋。放大電路通常由三極管或運算放大器構(gòu)成。運用瞬時極性法判定放大電路中各點電位的瞬時極性時，首先必須熟練掌握三極管三種基本電路組態(tài)的判定與相應組態(tài)輸出信號電壓與輸入信號電壓之間的相位關(guān)系以及運算放大器輸出端信號與輸入端信號之間的相位關(guān)系。 (a) 共射極 （b）共集電極 （c）共基極圖5 三極管放大電路中各電極之間的相位關(guān)系 運算放大器構(gòu)成的放大電路中，運算放大器輸出端信號與同相輸入端信號的相位相同；運算放大器輸出端信號與反向輸入端信號的相位相反。（運算放大器同相輸入端與反向輸入端的定義）判斷正反饋與負反饋的直觀法：定義：將與原輸入信號相接的電極或輸入端稱為輸入節(jié)

7、點，剩余的電極或輸入端稱為非輸入節(jié)點。當反饋信號接入輸入節(jié)點時，若反饋信號與原輸入信號的瞬時極性相同，則為正反饋，若反饋信號與原輸入信號的瞬時極性相反，則為負反饋；當反饋信號接入非輸入節(jié)點時，若反饋信號與原輸入信號的瞬時極性相同，則為負反饋，若反饋信號與原輸入信號的瞬時極性相反，則為正反饋。(a) 三極管構(gòu)成的正反饋放大電路(b) 三極管構(gòu)成的負反饋放大電路 (c) 運放構(gòu)成的負反饋放大電路 (d) 運放構(gòu)成的正反饋放大電路圖6 正負反饋放大電路3.串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判斷 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋反映的是反饋信號與輸入回路之間的關(guān)系，即是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋由反饋網(wǎng)絡在放大電路輸入端的連接方式判定

8、。 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判斷方法一：反饋信號為電壓信號時，電路為串聯(lián)反饋放大電路；當反饋信號為電流信號時，電路為并聯(lián)反饋放大電路。 判斷串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的直觀法：若反饋信號與原輸入信號在同一輸入節(jié)點，則為并聯(lián)反饋；若反饋信號與原輸入信號不在同一輸入節(jié)點，則為串聯(lián)反饋。 （a）三極管構(gòu)成的并聯(lián)反饋放大電路（b）運放構(gòu)成的串聯(lián)反饋放大電路圖7 串并聯(lián)反饋放大電路4.電壓反饋與電流反饋的判斷電壓反饋與電流反饋反映的是反饋信號與輸出回路之間的關(guān)系，即電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡在放大電路輸出端的取樣對象決定。在電壓反饋放大電路中，反饋信號取自輸出電壓，并與之成比例；在電流反饋放大電路中，反饋信號取自

9、輸出電流，并與之成比例。 判斷電壓反饋與電流反饋的常用方法（“輸出短路法”）：假定輸出電壓為0，若反饋信號也隨之為0，則為電壓反饋；若反饋信號不為0，則為電流反饋。 判斷電壓反饋與電流反饋的直觀法：定義：將與輸出信號相接的電極或運算放大電路中負載電阻的上端稱為輸出節(jié)點，剩余的電極或運算放大電路中負載電阻的下端稱為非輸出節(jié)點。若反饋信號由反饋網(wǎng)絡直接取自輸出節(jié)點，則為電壓反饋；若反饋信號由反饋網(wǎng)絡取自非輸出節(jié)點，則為電流反饋。即判斷放大電路是電壓反饋還是電流反饋時，只需觀察反饋網(wǎng)絡與輸出節(jié)點之間的關(guān)系。若反饋網(wǎng)絡與輸出信號節(jié)點直接相連，則為電壓反饋；否則，則為電流反饋。（a）電壓反饋放大電路（b）電流反饋放大電路圖8 電壓電流反