一種簡便的反饋類型判別方法

馮志紅，趙擁軍

(解放軍信息工程大學(xué)，河南鄭州450002)

在“模擬電子線路”課程中，放大器的反饋一章既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)［1-3]。筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對其中的反饋類型判別掌握得不好。有的學(xué)生在課程結(jié)束時(shí)還不會(huì)判別反饋類型，更談不上在工程應(yīng)用中引入反饋來改善放大器的性能了。筆者通過教學(xué)實(shí)踐，摸索出一種判別方法，它比傳統(tǒng)教材中的方法更為直觀簡便，易于學(xué)生掌握。

1 簡便判別方法的內(nèi)容要點(diǎn)

1)找反饋網(wǎng)絡(luò)

判別反饋類型應(yīng)該首先找出電路中的反饋網(wǎng)絡(luò)，就是聯(lián)系單級(jí)或多級(jí)放大器輸出與輸入之間的外部元件、電路等組合。

2)找出輸出端的取樣對象，看取樣端位置

取樣端在輸出端者取樣對象可以為電壓，也可以為電流。反饋網(wǎng)絡(luò)的取樣端可以不直接連在輸出端，而是通過分壓電路向輸入端反饋，這種情況下取樣對象仍然是電壓。

3)找出輸入端的混合方式，看回送端位置

回送端接于電路輸入端者，其混合方式為并聯(lián)，否則為串聯(lián)。

4)判別反饋極性

依據(jù)輸入端的混合方式比較反饋電壓Vi與反饋電壓Vf的極性。先按瞬時(shí)極性法確定出Vi與Vf的極性，然后在輸入端比較Vi與Vf的極性。對于并聯(lián)混合方式，Vi與Vf同極性者為正反饋，反之為負(fù)反饋。對于串聯(lián)混合方式，Vi與Vf同極性者為負(fù)反饋，反之為正反饋。這種方法有如下理論依據(jù)。

(1)兩個(gè)并聯(lián)電路的電壓相同，電流不相同，總電流是流過兩電路電流的代數(shù)和。對輸入端的并聯(lián)混合方式，總電流就是放大器的凈輸入電流，Vi與Vf同極性時(shí)，反饋電流Vi與原輸入電流方向相同，I總=Vi+Vf，總電流增大，即凈輸入電流增大，故為正反饋。Vi與Vf反極性時(shí)，反饋電流Vf與原輸入電流方向相反，I總=Vi－Vf，總電流減小，即凈輸入電流減小，故為負(fù)反饋。

(2)兩個(gè)串聯(lián)電路的電流相同，電壓不同，總電壓是兩電路電壓的代數(shù)和。對輸入端的串聯(lián)混合方式，Vi與Vf同極性時(shí)，總電壓就是放大器的凈輸入電壓，I總=Vi－Vf，總電壓減小，即凈輸入電壓減小，故為負(fù)反饋。Vi與Vf反極性時(shí)，I總=Vi+Vf，總電壓增大，即凈輸入電壓增大，故為正反饋。

“模擬電子線路”課程中常見的反饋網(wǎng)絡(luò)形式如圖1所示。學(xué)生如能熟悉這些內(nèi)容，對其準(zhǔn)確快速判別反饋類型很有幫助。圖1中的Z、Z1、Z2和Z3可以是純電阻也可以是由電阻、電容、電感組成的網(wǎng)絡(luò)，“回”代表回送端，“取”代表取樣端。

圖1 常見的反饋網(wǎng)絡(luò)形式

2 簡便方法的應(yīng)用

［例l] 共集電路(射隨器)

圖2 共集電路(射隨器)

從圖2的電路可知，此單級(jí)放大器輸出與輸入之間的外部聯(lián)系元件是Re，故Re為反饋網(wǎng)絡(luò)。此反饋網(wǎng)絡(luò)形式就是圖1(a)，其特點(diǎn)是Re的上端既是取樣端又是回送端。對于輸出端取樣對象，因?yàn)槿佣司褪禽敵龆耍罁?jù)要點(diǎn)2)可知取樣對象為電壓，即電壓反饋。對于輸入端混合方式，因?yàn)榛厮投私佑谏錁O，不接于放大器的輸入端，依據(jù)要點(diǎn)3)可知為串聯(lián)混合方式，即串聯(lián)反饋。對于反饋的極性，設(shè)Vs為正，運(yùn)用瞬時(shí)極性法所得到的Vi和Vf均為正，依據(jù)要點(diǎn)4)可知為負(fù)反饋。綜上所述，共集電路中Re引入的反饋為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。

［例2] 兩級(jí)放大器

圖3 兩級(jí)放大器

從圖3的電路可知，VT1和VT2之間的外部聯(lián)系元是Re2和Rf，所以Re2和Rf是反饋網(wǎng)絡(luò)，其形式為圖1(d)。Rf兩側(cè)為取樣端和回送端。對于輸出端的取樣對象，因?yàn)槿佣私佑赩T2的射極，而VT2的集電極是輸出端，依據(jù)要點(diǎn)2)可知取樣對象為電流，即電流反饋。對于輸入端的混合方式，因?yàn)榛厮投私佑赩T1的基極，基極就是放大器的輸入端，依據(jù)要點(diǎn)3)可知輸入端的混合方式為并聯(lián)，即并聯(lián)反饋。對于反饋極性，按照圖3中Is的假定方向，由瞬時(shí)極性法得到的Vi與Vf的極性是相反的，依據(jù)要點(diǎn)4)可知為負(fù)反饋。綜上所述，兩級(jí)放大器中Re2和Rf引入的反饋為電流并聯(lián)負(fù)反饋。

［例3] 反相輸入運(yùn)算放大器

圖4 反相輸入運(yùn)算放大器

從圖4的電路可知，運(yùn)放反相輸入端與輸出端之間的外部聯(lián)系元件是Rf，它就是反饋網(wǎng)絡(luò)，其形式為圖1(b)。對于輸出端的取樣對象，因?yàn)榈娜佣私佑谶\(yùn)放的輸出端，所以取樣對象為電壓，即電壓反饋。對于輸入端的混合方式，因?yàn)镽f的回送端接于運(yùn)放的反相端，也就是運(yùn)算放大器的輸入端，所以輸入端的混合方式為并聯(lián)，即并聯(lián)反饋。對于反饋極性，在假定Vs正方向條件下，由瞬時(shí)極性法獲得的Vi與Vf是反極性的，故為負(fù)反饋。綜上所述，反相輸入運(yùn)算放大器中Rf引入的反饋為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。

3 結(jié)語

通過教學(xué)實(shí)踐，筆者感到所提出的判別方法與傳統(tǒng)教材中的方法相比，有以下三介優(yōu)點(diǎn):①條理性和規(guī)律性好—有些傳統(tǒng)教材中沒有給出規(guī)律性的判別方法，而是通過舉例講解反饋類型的判別。學(xué)生感到?jīng)]有規(guī)律可循;②直觀和簡便—有些傳統(tǒng)教材在判別輸出端取樣對象時(shí)，要把輸出短路，看反饋存在與否來確定取樣對象是電壓還是電流;在判別輸入端混合方式時(shí)，要把輸入端短路，看反饋存在與否來確定入端混合方式是并聯(lián)還是串聯(lián);在判別反饋極性時(shí)，要首先區(qū)分入端的混合方式是串聯(lián)還是并聯(lián)，然后由凈輸入電壓或者凈輸入電流的增減來確定是正反饋還是負(fù)反饋。這都比較麻煩，不便于學(xué)生掌握;③提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程和工程實(shí)踐應(yīng)用打下了較好基礎(chǔ)。

［1] 王志剛，龔杰星.現(xiàn)代電子線路(上冊)［M] .北京:清華大學(xué)出版社.2003

［2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)［M] .北京:高等教育出版社.1999

［3] 謝嘉奎，宣月清，馮軍.電子線路線性部分(第四版)［M] .北京:高等教育出版社.1999