反饋電路反饋方式的分析與判斷

劉德林 （荊州教育學(xué)院信息工程系，湖北 荊州434000）

反饋技術(shù)在模擬數(shù)字電路中有著廣泛應(yīng)用，其能夠控制和改善電路的某些性能，擴(kuò)展電路的應(yīng)用范圍，提高一系列性能指標(biāo)，如負(fù)反饋電路能穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)和放大倍數(shù)、減小非線性失真，展寬通頻帶以及改變輸入、輸出電阻，正反饋電路能產(chǎn)生自激振蕩，獲得各種不同波形和頻率的輸出信號(hào)［1－5］。對(duì)反饋方式的正確判斷有其重要的應(yīng)用價(jià)值，下面筆者就此方面進(jìn)行了探討。

1 如何確定電路有無反饋

在基本放大器中，信號(hào)由輸入端加入，經(jīng)過放大器放大后，從輸出端取出。信號(hào)為單方向傳遞，如果將輸出信號(hào) （電壓或電流）的一部分或全部通過一定的電路送回到它的輸入端，這樣一個(gè)反向傳輸信號(hào)的通路稱為反饋通路，帶有反饋通路的放大器則稱為反饋放大器 （見圖1），反饋通路通常由電阻器、電容器及電感器等構(gòu)成。

由此可見：①確定電路有無反饋的核心是確定電路中有無反饋通路。如圖2所示，反饋通路看得很清晰（Rf構(gòu)成反饋通路），易斷定電路中存在反饋。②但有時(shí)反饋通路并不明顯，此時(shí)就檢查輸出回路有無共用的元件，若有，則此共用元件一般是反饋通路，并由此確定是否存有反饋。如在穩(wěn)定工作點(diǎn)的射極偏置電路（見圖3）中，反饋通路并不明顯，但Rf是輸入輸出回路的共用元件，這是一個(gè)交流反饋的典型電路。

圖1 反饋電路的一般形式

圖2 確定電路中有無反饋通路

圖3 射極偏置電路

2 反饋極性 （正、負(fù)）的判斷

反饋的極性判斷是分析反饋放大器的基礎(chǔ)。如何判斷呢？一般采用瞬時(shí)極性法，有些文獻(xiàn)僅以正、負(fù)反饋的定義加以判斷，其過程較模糊不易操作，下面筆者給出明確的判斷方法和要點(diǎn)。

1）判斷的方法 預(yù)先任意假設(shè)一個(gè)瞬時(shí)變化的增量作用于輸入端，然后分析信號(hào)的傳輸及反饋過程，找出反饋量的變化趨勢(shì)與外輸入量增量之間的關(guān)系。根據(jù)兩者的共同作用結(jié)果是增強(qiáng)或減弱凈輸入量來判斷反饋的極性。

2）判斷的要點(diǎn) 掌握各級(jí)放大器輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位關(guān)系。對(duì)于集成運(yùn)算放大器，一般只有1個(gè)同相輸入端和1個(gè)反相輸入端，輸入輸出信號(hào)間的相位關(guān)系容易確定。對(duì)于其他放大器有如下原則：①對(duì)于共射級(jí)放大電路，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相；②對(duì)于共基極電路和共集電極電路，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)都是同相位的；③根據(jù)反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性與輸入信號(hào)的瞬時(shí)極性是一致還是相反便可以確定反饋的正、負(fù)。

如在圖4中，假定輸入量U 瞬時(shí)增加 （用“＋”號(hào)表示），即A點(diǎn)為“＋”，根據(jù)上述原則，可以得到B、C、D、E等各點(diǎn)的極性如圖所示，最后得到反饋通路的B端的瞬時(shí)極性與輸入端A點(diǎn)的瞬時(shí)極性相反，由此確定此為三極負(fù)反饋放大器，因?yàn)榉答伒慕Y(jié)果削弱了凈輸入信號(hào)U。若反饋信號(hào)從B點(diǎn)改接在G點(diǎn)，則不難判斷出為正反饋放大器，因?yàn)榉答伒慕Y(jié)果增強(qiáng)了凈輸入信號(hào)U。

圖4 三極負(fù)反饋廣大器

3 反饋方式及判斷

以上根據(jù)引入反饋后對(duì)凈輸入信號(hào)增強(qiáng)或減弱的特點(diǎn)，把反饋分類為正和負(fù)2大類。但僅此不夠，因反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大器之間的連接方式不同，則整個(gè)電路所表現(xiàn)出來的電氣特性 （輸入電阻是增大還是減小，輸出電阻是增大還是減小等）存在著很大的區(qū)別，很有必要從其連接方式 （即反饋方式）上進(jìn)行分類和分析。要正確判斷反饋方式，必須注意2個(gè)要點(diǎn)：

第一，具體分析判斷之前，注意下面2個(gè)假設(shè)：輸入信號(hào)只能通過基本放大器傳送到輸出端，而不能從反饋網(wǎng)絡(luò)通過，即反饋網(wǎng)絡(luò)具有單向傳輸性，只能回送反饋信號(hào)，不能讓輸入信號(hào)通過。反饋信號(hào)只能通過反饋網(wǎng)絡(luò)，不能從基本放大器內(nèi)部通過，即基本放大器也具有單向傳輸性 （見圖1）

第二，反饋方式的分類依據(jù)是以反饋信號(hào)在輸入輸出端與輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的連接方式來決定的，根據(jù)反饋信號(hào)在輸出端與輸出電壓或電流成比例，將反饋分為電壓反饋型和電流反饋型；在輸入端與輸入激動(dòng)源是串聯(lián)還是并聯(lián)，將反饋分為串聯(lián)型和并聯(lián)型。綜合反饋信號(hào)在輸入輸出端與輸入信號(hào)、輸出信號(hào)的連接方式組合，可以分為電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)、電流并聯(lián)4種反饋方式。一般的判斷方法，大致是先在輸入端，看反饋方式是串聯(lián)還是并聯(lián)，然后在輸出端，確定是電壓反饋還是電流反饋。

在輸入端如何判斷串、并聯(lián)，通常的判斷方法有2種：從輸入看反饋信號(hào)與輸入激勵(lì)源是串聯(lián)還是并聯(lián)；當(dāng)輸入激勵(lì)源內(nèi)阻R＝0時(shí)，看反饋效果是否消失，消失為并聯(lián)，不消失為串聯(lián)。這2種方法均不直觀，不易確定。對(duì)于一些特殊電路，還可以有一些更簡(jiǎn)捷的判定方法，如電路圖4，當(dāng)反饋信號(hào)直接加在輸入端，則可斷定為并聯(lián)反饋。方法是看反饋通路的尾節(jié)點(diǎn)與輸入端的連接情況，若反饋通路的尾節(jié)點(diǎn)直接連接到輸入激勵(lì)信號(hào)端，或者說尾節(jié)點(diǎn)與輸入端同節(jié)點(diǎn)，則為并聯(lián)，否則為串聯(lián)，在圖4中，尾節(jié)點(diǎn)B與輸入端A端同接點(diǎn)，由上述知，此電路為并聯(lián)，若B端改接在G點(diǎn)，則為串聯(lián)反饋。

在輸出端如何判斷電壓反饋或電流反饋通常的方法有2種：看反饋信號(hào)是取自于輸出電壓還是輸出電流。設(shè)想輸出端交流短路，判斷其有無反饋，有，為電流反饋，無，則為電壓反饋。同時(shí)，還可以有更為簡(jiǎn)捷的判定方法，如電路圖4中反饋信號(hào)直接從輸出端引出，則可斷定為電壓反饋。

4 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)一般的放大電路反饋有無、反饋極性、反饋方式給出了直觀的、較為準(zhǔn)確的判斷方法。根據(jù)上述方法，容易判斷圖2為兩極電壓串聯(lián)負(fù)反饋，圖3為本級(jí)電流串聯(lián)負(fù)反饋，圖4為三級(jí)電壓并聯(lián)負(fù)反饋。同理可以分析其他電路。

［1］黃福林，孫鳴 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) ［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2012.

［2］［美］C.A.霍爾特 .電子電路數(shù)字與模擬 ［M］.魏志源 等譯 .北京：人民教育出版社，1982.

［3］林捷，楊緒業(yè)，郭小娟 .模擬電路與數(shù)字電路 ［M］.北京：人民郵電出版社，2011.

［4］康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ) ［M］.北京：高等教育出版社，2008.

［5］馮軍，謝嘉奎 .電子線路 ［M］.北京：高等教育出版社，2010.