放大電路中反饋的基本概念與類型判斷方法XYS

1、放大電路中反饋的基本概念與類型判斷方法(教案)許宜申 反饋在電路中的應(yīng)用十分廣泛，特別是在精度、穩(wěn)定性等方面要求較高的場(chǎng)合，往往通過引入含有負(fù)反饋的放大電路，以達(dá)到提高輸出信號(hào)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(hào)（電壓或電流）的一部分或全部，通過一定形式的反饋網(wǎng)絡(luò)送回到輸入回路，使得凈輸入信號(hào)發(fā)生變化從而影響輸出信號(hào)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(luò)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(hào)，為輸出

2、信號(hào)，是反饋信號(hào)，是基本放大電路的凈輸入信號(hào)?；痉糯箅娐稟實(shí)現(xiàn)信號(hào)的正向傳輸，反饋網(wǎng)絡(luò)F則將部分或全部輸出信號(hào)反向傳輸?shù)捷斎攵?。判斷一個(gè)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(hào)與原輸入信號(hào)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(hào)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(hào)與原輸入信號(hào)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)

3、輸出信號(hào)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(duì)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(fù)反饋能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。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(duì)直流信號(hào)可視為開路、交流信號(hào)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

4、知：僅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(duì)直流信號(hào)可視為開路、交流信號(hào)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(dǎo)線，則該電路為交直流反饋

5、放大電路。2.正反饋與負(fù)反饋的判斷由反饋放大電路的組成框圖可知，反饋信號(hào)送回到輸入回路與原輸入信號(hào)共同作用后，對(duì)凈輸入信號(hào)的影響有兩種結(jié)果：一種是使凈輸入信號(hào)的變化得到增強(qiáng)，這種反饋稱為正反饋；另一種是使凈輸入信號(hào)的變化得以削弱，這種反饋稱為負(fù)反饋。判斷反饋極性的基本方法是瞬時(shí)變化極性法，簡(jiǎn)稱瞬時(shí)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(hào)在某一瞬時(shí)變化的極性為正（相對(duì)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(hào)與輸入信號(hào)之間的相位關(guān)系，順著信號(hào)的輸出方向，逐級(jí)標(biāo)出放大電路中各有關(guān)點(diǎn)電位的瞬時(shí)極性，最后判斷反饋信號(hào)是削弱還是增強(qiáng)了凈輸入信號(hào)的變化量，如果

6、是增強(qiáng)則為正反饋，如果是削弱則為負(fù)反饋。放大電路通常由三極管或運(yùn)算放大器構(gòu)成。運(yùn)用瞬時(shí)極性法判定放大電路中各點(diǎn)電位的瞬時(shí)極性時(shí)，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(yīng)組態(tài)輸出信號(hào)電壓與輸入信號(hào)電壓之間的相位關(guān)系以及運(yùn)算放大器輸出端信號(hào)與輸入端信號(hào)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(yùn)算放大器構(gòu)成的放大電路中，運(yùn)算放大器輸出端信號(hào)與同相輸入端信號(hào)的相位相同；運(yùn)算放大器輸出端信號(hào)與反向輸入端信號(hào)的相位相反。（運(yùn)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(fù)反饋的直觀法：定義：將與原輸入信號(hào)相接的電極或輸入端稱為

7、輸入節(jié)點(diǎn)，剩余的電極或輸入端稱為非輸入節(jié)點(diǎn)。當(dāng)反饋信號(hào)接入輸入節(jié)點(diǎn)時(shí)，若反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)的瞬時(shí)極性相同，則為正反饋，若反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)的瞬時(shí)極性相反，則為負(fù)反饋；當(dāng)反饋信號(hào)接入非輸入節(jié)點(diǎn)時(shí)，若反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)的瞬時(shí)極性相同，則為負(fù)反饋，若反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)的瞬時(shí)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(fù)反饋放大電路 (c) 運(yùn)放構(gòu)成的負(fù)反饋放大電路 (d) 運(yùn)放構(gòu)成的正反饋放大電路圖6 正負(fù)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(hào)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(luò)在放大電路輸入端的連接方

8、式判定。 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判斷方法一：反饋信號(hào)為電壓信號(hào)時(shí)，電路為串聯(lián)反饋放大電路；當(dāng)反饋信號(hào)為電流信號(hào)時(shí)，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(hào)與原輸入信號(hào)在同一輸入節(jié)點(diǎn)，則為并聯(lián)反饋；若反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)不在同一輸入節(jié)點(diǎn)，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(yùn)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(hào)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(luò)在放大電路輸出端的取樣對(duì)象決定。在電壓反饋放大電路中，反饋信號(hào)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

9、號(hào)取自輸出電流，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(hào)也隨之為0，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)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(hào)相接的電極或運(yùn)算放大電路中負(fù)載電阻的上端稱為輸出節(jié)點(diǎn)，剩余的電極或運(yùn)算放大電路中負(fù)載電阻的下端稱為非輸出節(jié)點(diǎn)。若反饋信號(hào)由反饋網(wǎng)絡(luò)直接取自輸出節(jié)點(diǎn)，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)由反饋網(wǎng)絡(luò)取自非輸出節(jié)點(diǎn)，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(shí)，只需觀察反饋網(wǎng)絡(luò)與輸出節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系。若反饋網(wǎng)絡(luò)與輸出信號(hào)節(jié)點(diǎn)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