負(fù)反饋組態(tài)的快速判斷

摘要 反饋在模擬電子電路中有著廣泛的應(yīng)用，尤其在放大電路引入負(fù)反饋可以改善放大器性能。本文重點(diǎn)介紹負(fù)反饋的快速判斷方法。

關(guān)鍵詞 負(fù)反饋組態(tài) 快速判斷

在放大電路中，從輸出端取出已被放大信號(hào)的部分或全部再回送到輸入端叫做反饋。如果反饋信號(hào)削弱輸入信號(hào)使放大倍數(shù)降低，則稱為負(fù)反饋。負(fù)反饋雖使放大器的增益下降，卻使放大器的多項(xiàng)性能指標(biāo)得到改善，也就是說(shuō)，負(fù)反饋犧牲放大倍數(shù)為代價(jià)，來(lái)?yè)Q取放大管性能指標(biāo)的改善：1.降低放大器的放大倍數(shù)，提高放大信號(hào)的穩(wěn)定性；2.減少非線性失真；3.展寬頻帶；4.減少噪聲；5.對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響。綜上所述，電路引入負(fù)反饋后，可以改善放大器的性能，因此被廣泛應(yīng)用于各種實(shí)際電路中。

一、負(fù)反饋電路的四種基本組態(tài)

根據(jù)反饋信號(hào)和輸出信號(hào)的關(guān)系，可以分為電壓反饋和電流反饋兩類：若反饋信號(hào)與輸出電壓成比例稱為電壓反饋，若反饋信號(hào)與輸出電流成比例稱為電流反饋；根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的關(guān)系，又可分成串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋兩類：若反饋信號(hào)以電壓的形式與輸入電壓相加或相減就稱為串聯(lián)反饋，若反饋信號(hào)以電流的形式與輸入電流相加或相減就稱為并聯(lián)反饋。顯然，若同時(shí)考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入回路和輸出回路，則負(fù)反饋電路可分為四種基本類型。

(1)電流串聯(lián)負(fù)反饋；(2)電流并聯(lián)負(fù)反饋；(3)電壓串聯(lián)負(fù)反饋；(4)電壓并聯(lián)負(fù)反饋。

根據(jù)上面分析，可進(jìn)一步畫(huà)出四種負(fù)反饋電路的方框圖。

二、四種基本負(fù)反饋電路判斷分析

1.電流串聯(lián)負(fù)反饋實(shí)例分析。圖1－2(a)是一個(gè)實(shí)用的電流串聯(lián)負(fù)反饋電路，為了便于分析該電路的特點(diǎn)，還給出了它的交流通道，如圖1－2(b)所示。

(1)判斷的思路是：①電路中是否存在反饋。②如果電路中確有反饋，其性質(zhì)是正反饋還是負(fù)反饋。③從輸出回路看，反饋信號(hào)取自于輸出電壓還是輸出電流，以判斷它是電壓反饋還是電流反饋。④從輸入回路看，反饋信號(hào)是與原輸入信號(hào)相串聯(lián)還是相并聯(lián)，以判斷它是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。根據(jù)以上判斷思路，結(jié)合圖1－2(b)進(jìn)行如下分析：

①在討論基本放大器時(shí)，我們僅僅看到輸出信號(hào)受輸入信號(hào)的控制。而看不到輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的影響。這是因?yàn)椋痉糯笃鞯妮敵鲭娐放c輸入電路沒(méi)有關(guān)聯(lián)所致，從本節(jié)討論反饋概念可見(jiàn)，反饋放大器與基本放大器相比較，其顯著特點(diǎn)是：有一個(gè)聯(lián)系輸出回路與輸入回路的反饋元件或反饋電路。在1－2(a)中，我們不難看出，發(fā)射極電阻Re，不僅是輸出回路的一部分，而且也是輸入回路的一部分。也就是說(shuō)，通過(guò)Re的不僅有輸出信號(hào)，而且也有輸入信號(hào)。因而它能將輸出信號(hào)的一部分取出來(lái)的同時(shí)，饋送給輸入回路，從而去影響原輸入信號(hào)。由此可見(jiàn)，Re是該電路的反饋元件，該電路確實(shí)存在著反饋。

②可以用瞬時(shí)極性法來(lái)判斷：設(shè)信號(hào)源瞬時(shí)極為上正下負(fù)，加到管子發(fā)射結(jié)的電壓亦為上正下負(fù)，三極管的射極電流ie流經(jīng)Re(產(chǎn)生的壓降，就是反饋中信號(hào)電壓u_f)，使發(fā)射極瞬時(shí)電位升高，相當(dāng)于基極瞬時(shí)電位下降，與原來(lái)基極瞬時(shí)電位相反，故是負(fù)反饋。

③如將負(fù)載電阻RL短路，這時(shí)輸出回路并不因負(fù)載短路，而使反饋電流ie消失，說(shuō)明反饋信號(hào)電壓u_f依然存在，所以，從輸出端看，反饋屬電流反饋。

④如將輸入端短接，則反饋電壓依然存在，故為串聯(lián)反饋。從圖中可以看出，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相串聯(lián)，因此，也可判斷其為串聯(lián)反饋。

綜合以上四點(diǎn)分析，我們可以判斷該電路是電流串聯(lián)負(fù)反饋電路。

2.電流并聯(lián)負(fù)反饋實(shí)例分析

圖1－3(a)是兩級(jí)并聯(lián)電流負(fù)反饋電路的實(shí)際電路。圖1－3(b)是它的交流通道。根據(jù)相同的分析思路，作如下分析。

①?gòu)膱D中可見(jiàn)，R_f右端與輸出回路相連，左端又與輸入回路相連，所以R_f就是反饋元件。

②用瞬時(shí)極性法判斷

設(shè)v₁基極瞬時(shí)極性為“+”，則集電極瞬時(shí)極性為“-”，V₂基極瞬時(shí)極性亦為“-”。由于共射極電路的射極電位變化與基極電位變化相同，所以V₂的射極瞬時(shí)極性為“-”，通過(guò)反饋元件R_f反饋到V₁的基極的信號(hào)為“-”，與原有輸入信號(hào)“+”疊加，削弱了輸入信號(hào)，所以是負(fù)反饋。

③從輸出端看，若將RL短路，反饋電流i_e2依然存在，反饋信號(hào)、vf取自于i_e2，且與i_e2成正比，故為電流反饋。

④從輸入端看，若將輸入端短路，則反饋信號(hào)消失，從另一個(gè)角度看，R_f為輸入信號(hào)電流提供了一條分流支路，使凈輸入信號(hào)電流減弱，由此可見(jiàn)。構(gòu)成并聯(lián)反饋。

綜合以上分析，可以判斷電路確實(shí)是電流并聯(lián)負(fù)反饋電路。

3.電壓串聯(lián)負(fù)反饋實(shí)例分析

圖1－4為電壓串聯(lián)負(fù)反饋的實(shí)際電路。

①圖中R聯(lián)結(jié)輸出與輸入回路的反饋元件。

②根據(jù)瞬時(shí)極性法：假設(shè)兩級(jí)放大器輸入端的極性為上正下負(fù)，即V₁基極為“+”，集電極倒相后為“-”，V₂基極為“-”。集電極為“+”，通過(guò)R_f反饋至R_el上端為“+”呈上升趨勢(shì)，使凈輸入量v_bw=v_i-v_f=v_i-v_el減小，故反饋屬負(fù)反饋。

③從圖中，我們可以看出，反饋電阻Rf是與第一級(jí)射極電阻R_el相串聯(lián)后，再與負(fù)載RL并聯(lián)。因此，R_f與R_el串聯(lián)后兩端的電壓就是輸出電壓V_o。而R_el上的分壓V_el，就是V_o反饋回輸入回路的反饋電壓v_f。由于反饋信號(hào)取自于輸出電壓，且與輸出電壓成正比，所以是電壓反饋。

④從輸入端看，反饋電壓V_el與輸入信號(hào)u_i相串聯(lián)，故屬串聯(lián)反饋。

因此，根據(jù)分析該電路確屬電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。