電子電路中的反饋探討

唐海艷

摘 要 對電子電路反饋中的幾種基本反饋形式進行了闡述，并結(jié)合典型的放大電路對反饋類型進行了判定，最后結(jié)合實際情況進一步提出了怎樣根據(jù)現(xiàn)實需要選擇反饋類型。

關(guān)鍵詞 電子電路；輸出；反饋

中圖分類號：TN7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0175-02

凡是通過一定的方式把電子電路系統(tǒng)輸出回路中某一個電量（電壓或電流）的一部分或全部，經(jīng)過一定的電路送回到前面某一級的輸入回路中，這種反送過程稱反饋。反饋從不同角度來說有不同的含義。如在放大器件內(nèi)部產(chǎn)生的反饋成為內(nèi)部反饋；反饋過程是通過外接電路元件來完成的叫外部反饋。如果反饋元件（在輸入、輸出回路之間起聯(lián)系作用的元件）上的電量只反映直流成分的叫直流反饋；反饋元件上的電量不僅含有直流成分，還含有交流成分的就稱為交流反饋。如反饋信號與輸入信號呈串聯(lián)形態(tài)的是串聯(lián)反饋；反饋信號與輸入信號呈并聯(lián)形態(tài)的稱為并聯(lián)反饋。雖然反饋形式多種多樣，但從本質(zhì)上來說，卻只有兩種：正反饋和負反饋。

1 正反饋電路

如引入反饋后使放大倍數(shù)增大的稱為正反饋。正反饋在一定程度上提高了放大倍數(shù)，而放大器的其它性能則往往因引進正反饋而變壞，故它在電子電路中的應(yīng)用遠不及負反饋普遍。它主要應(yīng)用在振蕩電路中，利用引入正反饋后產(chǎn)生的自激振蕩，使放大器變成振蕩器，產(chǎn)生高頻或低頻的正弦波。所謂自激振蕩現(xiàn)象，就是即使放大電路中的輸入端不加輸入信號，在它的輸入端也會出現(xiàn)具有一定頻率和幅度的輸出波形，如正弦波振動器就是一個沒有輸入信號的正反饋放大器（見圖1）。振動器要能自行建立振蕩，必須滿足丨丨>1的條件。設(shè)=A∠，=F∠。當丨丨>1時，接通電源后，由于放大器中存在一定的噪聲電壓，它的頻譜分布很寬廣，微弱信號經(jīng)AF環(huán)路的不斷放大，使輸出信號逐漸由小變大。這樣，振動器就能自行起振，或者說能夠自激。設(shè)置在放大器或反饋網(wǎng)絡(luò)中的穩(wěn)幅環(huán)節(jié)能自動調(diào)整振動器的環(huán)數(shù)放大倍數(shù)丨丨，使之隨振幅的增大而自動下滑，當丨丨下降到1時，即AF=1，，就能產(chǎn)生持續(xù)不斷的振蕩輸出。

現(xiàn)僅從正反饋的角度討論正弦波振動器能維持振蕩的相位平衡問題。這里用常見的圖2所示電感三點式振蕩器來說明。以為基準，三極管V輸出電壓與相差180°；即有。在LC支路中產(chǎn)生的回路電流超前90°（因為這個支路的電抗，而，故X為容性）。電流在電感上產(chǎn)生的壓降超前90°，這個電壓就是反饋電壓。由相量圖可見和相同，故為正反饋，即，滿足相位平衡條件。

2 負反饋電路

如引入反饋后使放大倍數(shù)減小的稱負反饋。它是電子電路中應(yīng)用最廣泛的一種反饋，是模擬電子線路的重點內(nèi)容。在放大電路中引入負反饋，雖然犧牲的放大倍數(shù)，但可提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、擴展通頻帶、改善頻率特性、減小非線性失真、抑制干擾和噪聲、改善輸入輸出電阻特性、使放大器帶動負載的能力得以提高。

負反饋有直流負反饋和交流負反饋兩種，在很多情況下是同時存在的。圖3是一個交流負反饋電路，其反饋過程可描述如下：當環(huán)境溫度升高使三極管的參數(shù)如反向飽和電流，電流放大倍數(shù)，基級，發(fā)射極之間電壓發(fā)生變化時，引起集電極電壓增加，發(fā)射極電流也隨之增加，發(fā)射極電壓也必然增加。由于基級是一固定偏置電路，故是定值，將減小，從而使減小，也隨之減小，這樣就控制了，的增加，使它們基本上不隨溫度的上升而改變，這里放大電路的輸出量是集電極電流，用發(fā)射極電流在電阻上產(chǎn)生的壓降把輸出量反送到放大電路的輸出端，改變了，使基本穩(wěn)定，此處的就是反饋元件。因為在上的壓降不僅反映了發(fā)射極電流直流成分，而且同時也反映了其中的交流成分，所以此電路為交流反饋電路。若在兩端并聯(lián)有容量相當大的電容，如圖3中虛線所示時，因?qū)⑿盘栔械慕涣鞒煞峙月?，此時兩端壓降只反映其中直流成分的變化，這種情況稱為直流反饋。

3 四種負反饋連接形式的特點

根據(jù)負反饋電路從放大器輸出端取樣（電流或電壓）方式的不同，及反饋信號引回輸入端比較（串聯(lián)或并聯(lián)）方式的差異，負反饋電路有四種類型，各舉一例，例如圖4。

對于四種反饋類型，如何判別區(qū)分它們呢？對于電壓，電流反饋的判別可根據(jù)電壓反饋和電流反饋的定義來判斷；反饋信號（電壓或電流）與輸出電壓成正比例的叫電壓反饋；反饋信號（電壓或電流）與輸出電流成正比例的叫電流反饋。圖4中為輸出負載。圖4的（a），（c）中聯(lián)系輸入，輸出回路的反饋元件是、，由于反饋信號從輸出電流取樣并與之成正比，所以是電流反饋。圖（b），（d）中的反饋元件分別是、，由于反饋信號從輸出電壓取樣并與之成正比，所以是電壓反饋。

對于串聯(lián)，并聯(lián)反饋的判別可直接從電路結(jié)構(gòu)來觀察，若取樣反饋信號的輸入點為基級的一般是并聯(lián)反饋；若取樣反饋信號的輸入點為發(fā)射極的一般為串聯(lián)反饋。這很容易看出，圖4中圖（c），（d）是并聯(lián)反饋，圖（a），（d）是串聯(lián)反饋。

圖1

圖2

圖3

參考文獻

[1]姜治北.數(shù)字電子設(shè)備電磁干擾與電磁兼容[J].電子質(zhì)量，2006（5）：40-41.

[2]郭勇.EDA技術(shù)基礎(chǔ)[M].機械工業(yè)出版社，2001.endprint

摘 要 對電子電路反饋中的幾種基本反饋形式進行了闡述，并結(jié)合典型的放大電路對反饋類型進行了判定，最后結(jié)合實際情況進一步提出了怎樣根據(jù)現(xiàn)實需要選擇反饋類型。

關(guān)鍵詞 電子電路；輸出；反饋

中圖分類號：TN7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0175-02

凡是通過一定的方式把電子電路系統(tǒng)輸出回路中某一個電量（電壓或電流）的一部分或全部，經(jīng)過一定的電路送回到前面某一級的輸入回路中，這種反送過程稱反饋。反饋從不同角度來說有不同的含義。如在放大器件內(nèi)部產(chǎn)生的反饋成為內(nèi)部反饋；反饋過程是通過外接電路元件來完成的叫外部反饋。如果反饋元件（在輸入、輸出回路之間起聯(lián)系作用的元件）上的電量只反映直流成分的叫直流反饋；反饋元件上的電量不僅含有直流成分，還含有交流成分的就稱為交流反饋。如反饋信號與輸入信號呈串聯(lián)形態(tài)的是串聯(lián)反饋；反饋信號與輸入信號呈并聯(lián)形態(tài)的稱為并聯(lián)反饋。雖然反饋形式多種多樣，但從本質(zhì)上來說，卻只有兩種：正反饋和負反饋。

1 正反饋電路

如引入反饋后使放大倍數(shù)增大的稱為正反饋。正反饋在一定程度上提高了放大倍數(shù)，而放大器的其它性能則往往因引進正反饋而變壞，故它在電子電路中的應(yīng)用遠不及負反饋普遍。它主要應(yīng)用在振蕩電路中，利用引入正反饋后產(chǎn)生的自激振蕩，使放大器變成振蕩器，產(chǎn)生高頻或低頻的正弦波。所謂自激振蕩現(xiàn)象，就是即使放大電路中的輸入端不加輸入信號，在它的輸入端也會出現(xiàn)具有一定頻率和幅度的輸出波形，如正弦波振動器就是一個沒有輸入信號的正反饋放大器（見圖1）。振動器要能自行建立振蕩，必須滿足丨丨>1的條件。設(shè)=A∠，=F∠。當丨丨>1時，接通電源后，由于放大器中存在一定的噪聲電壓，它的頻譜分布很寬廣，微弱信號經(jīng)AF環(huán)路的不斷放大，使輸出信號逐漸由小變大。這樣，振動器就能自行起振，或者說能夠自激。設(shè)置在放大器或反饋網(wǎng)絡(luò)中的穩(wěn)幅環(huán)節(jié)能自動調(diào)整振動器的環(huán)數(shù)放大倍數(shù)丨丨，使之隨振幅的增大而自動下滑，當丨丨下降到1時，即AF=1，，就能產(chǎn)生持續(xù)不斷的振蕩輸出。

現(xiàn)僅從正反饋的角度討論正弦波振動器能維持振蕩的相位平衡問題。這里用常見的圖2所示電感三點式振蕩器來說明。以為基準，三極管V輸出電壓與相差180°；即有。在LC支路中產(chǎn)生的回路電流超前90°（因為這個支路的電抗，而，故X為容性）。電流在電感上產(chǎn)生的壓降超前90°，這個電壓就是反饋電壓。由相量圖可見和相同，故為正反饋，即，滿足相位平衡條件。

2 負反饋電路

如引入反饋后使放大倍數(shù)減小的稱負反饋。它是電子電路中應(yīng)用最廣泛的一種反饋，是模擬電子線路的重點內(nèi)容。在放大電路中引入負反饋，雖然犧牲的放大倍數(shù)，但可提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、擴展通頻帶、改善頻率特性、減小非線性失真、抑制干擾和噪聲、改善輸入輸出電阻特性、使放大器帶動負載的能力得以提高。

負反饋有直流負反饋和交流負反饋兩種，在很多情況下是同時存在的。圖3是一個交流負反饋電路，其反饋過程可描述如下：當環(huán)境溫度升高使三極管的參數(shù)如反向飽和電流，電流放大倍數(shù)，基級，發(fā)射極之間電壓發(fā)生變化時，引起集電極電壓增加，發(fā)射極電流也隨之增加，發(fā)射極電壓也必然增加。由于基級是一固定偏置電路，故是定值，將減小，從而使減小，也隨之減小，這樣就控制了，的增加，使它們基本上不隨溫度的上升而改變，這里放大電路的輸出量是集電極電流，用發(fā)射極電流在電阻上產(chǎn)生的壓降把輸出量反送到放大電路的輸出端，改變了，使基本穩(wěn)定，此處的就是反饋元件。因為在上的壓降不僅反映了發(fā)射極電流直流成分，而且同時也反映了其中的交流成分，所以此電路為交流反饋電路。若在兩端并聯(lián)有容量相當大的電容，如圖3中虛線所示時，因?qū)⑿盘栔械慕涣鞒煞峙月?，此時兩端壓降只反映其中直流成分的變化，這種情況稱為直流反饋。

3 四種負反饋連接形式的特點

根據(jù)負反饋電路從放大器輸出端取樣（電流或電壓）方式的不同，及反饋信號引回輸入端比較（串聯(lián)或并聯(lián)）方式的差異，負反饋電路有四種類型，各舉一例，例如圖4。

對于四種反饋類型，如何判別區(qū)分它們呢？對于電壓，電流反饋的判別可根據(jù)電壓反饋和電流反饋的定義來判斷；反饋信號（電壓或電流）與輸出電壓成正比例的叫電壓反饋；反饋信號（電壓或電流）與輸出電流成正比例的叫電流反饋。圖4中為輸出負載。圖4的（a），（c）中聯(lián)系輸入，輸出回路的反饋元件是、，由于反饋信號從輸出電流取樣并與之成正比，所以是電流反饋。圖（b），（d）中的反饋元件分別是、，由于反饋信號從輸出電壓取樣并與之成正比，所以是電壓反饋。

對于串聯(lián)，并聯(lián)反饋的判別可直接從電路結(jié)構(gòu)來觀察，若取樣反饋信號的輸入點為基級的一般是并聯(lián)反饋；若取樣反饋信號的輸入點為發(fā)射極的一般為串聯(lián)反饋。這很容易看出，圖4中圖（c），（d）是并聯(lián)反饋，圖（a），（d）是串聯(lián)反饋。

圖1

圖2

圖3

參考文獻

[1]姜治北.數(shù)字電子設(shè)備電磁干擾與電磁兼容[J].電子質(zhì)量，2006（5）：40-41.

[2]郭勇.EDA技術(shù)基礎(chǔ)[M].機械工業(yè)出版社，2001.endprint

摘 要 對電子電路反饋中的幾種基本反饋形式進行了闡述，并結(jié)合典型的放大電路對反饋類型進行了判定，最后結(jié)合實際情況進一步提出了怎樣根據(jù)現(xiàn)實需要選擇反饋類型。

關(guān)鍵詞 電子電路；輸出；反饋

中圖分類號：TN7 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0175-02

凡是通過一定的方式把電子電路系統(tǒng)輸出回路中某一個電量（電壓或電流）的一部分或全部，經(jīng)過一定的電路送回到前面某一級的輸入回路中，這種反送過程稱反饋。反饋從不同角度來說有不同的含義。如在放大器件內(nèi)部產(chǎn)生的反饋成為內(nèi)部反饋；反饋過程是通過外接電路元件來完成的叫外部反饋。如果反饋元件（在輸入、輸出回路之間起聯(lián)系作用的元件）上的電量只反映直流成分的叫直流反饋；反饋元件上的電量不僅含有直流成分，還含有交流成分的就稱為交流反饋。如反饋信號與輸入信號呈串聯(lián)形態(tài)的是串聯(lián)反饋；反饋信號與輸入信號呈并聯(lián)形態(tài)的稱為并聯(lián)反饋。雖然反饋形式多種多樣，但從本質(zhì)上來說，卻只有兩種：正反饋和負反饋。

1 正反饋電路

如引入反饋后使放大倍數(shù)增大的稱為正反饋。正反饋在一定程度上提高了放大倍數(shù)，而放大器的其它性能則往往因引進正反饋而變壞，故它在電子電路中的應(yīng)用遠不及負反饋普遍。它主要應(yīng)用在振蕩電路中，利用引入正反饋后產(chǎn)生的自激振蕩，使放大器變成振蕩器，產(chǎn)生高頻或低頻的正弦波。所謂自激振蕩現(xiàn)象，就是即使放大電路中的輸入端不加輸入信號，在它的輸入端也會出現(xiàn)具有一定頻率和幅度的輸出波形，如正弦波振動器就是一個沒有輸入信號的正反饋放大器（見圖1）。振動器要能自行建立振蕩，必須滿足丨丨>1的條件。設(shè)=A∠，=F∠。當丨丨>1時，接通電源后，由于放大器中存在一定的噪聲電壓，它的頻譜分布很寬廣，微弱信號經(jīng)AF環(huán)路的不斷放大，使輸出信號逐漸由小變大。這樣，振動器就能自行起振，或者說能夠自激。設(shè)置在放大器或反饋網(wǎng)絡(luò)中的穩(wěn)幅環(huán)節(jié)能自動調(diào)整振動器的環(huán)數(shù)放大倍數(shù)丨丨，使之隨振幅的增大而自動下滑，當丨丨下降到1時，即AF=1，，就能產(chǎn)生持續(xù)不斷的振蕩輸出。

現(xiàn)僅從正反饋的角度討論正弦波振動器能維持振蕩的相位平衡問題。這里用常見的圖2所示電感三點式振蕩器來說明。以為基準，三極管V輸出電壓與相差180°；即有。在LC支路中產(chǎn)生的回路電流超前90°（因為這個支路的電抗，而，故X為容性）。電流在電感上產(chǎn)生的壓降超前90°，這個電壓就是反饋電壓。由相量圖可見和相同，故為正反饋，即，滿足相位平衡條件。

2 負反饋電路

如引入反饋后使放大倍數(shù)減小的稱負反饋。它是電子電路中應(yīng)用最廣泛的一種反饋，是模擬電子線路的重點內(nèi)容。在放大電路中引入負反饋，雖然犧牲的放大倍數(shù)，但可提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、擴展通頻帶、改善頻率特性、減小非線性失真、抑制干擾和噪聲、改善輸入輸出電阻特性、使放大器帶動負載的能力得以提高。

負反饋有直流負反饋和交流負反饋兩種，在很多情況下是同時存在的。圖3是一個交流負反饋電路，其反饋過程可描述如下：當環(huán)境溫度升高使三極管的參數(shù)如反向飽和電流，電流放大倍數(shù)，基級，發(fā)射極之間電壓發(fā)生變化時，引起集電極電壓增加，發(fā)射極電流也隨之增加，發(fā)射極電壓也必然增加。由于基級是一固定偏置電路，故是定值，將減小，從而使減小，也隨之減小，這樣就控制了，的增加，使它們基本上不隨溫度的上升而改變，這里放大電路的輸出量是集電極電流，用發(fā)射極電流在電阻上產(chǎn)生的壓降把輸出量反送到放大電路的輸出端，改變了，使基本穩(wěn)定，此處的就是反饋元件。因為在上的壓降不僅反映了發(fā)射極電流直流成分，而且同時也反映了其中的交流成分，所以此電路為交流反饋電路。若在兩端并聯(lián)有容量相當大的電容，如圖3中虛線所示時，因?qū)⑿盘栔械慕涣鞒煞峙月罚藭r兩端壓降只反映其中直流成分的變化，這種情況稱為直流反饋。

3 四種負反饋連接形式的特點

根據(jù)負反饋電路從放大器輸出端取樣（電流或電壓）方式的不同，及反饋信號引回輸入端比較（串聯(lián)或并聯(lián)）方式的差異，負反饋電路有四種類型，各舉一例，例如圖4。

對于四種反饋類型，如何判別區(qū)分它們呢？對于電壓，電流反饋的判別可根據(jù)電壓反饋和電流反饋的定義來判斷；反饋信號（電壓或電流）與輸出電壓成正比例的叫電壓反饋；反饋信號（電壓或電流）與輸出電流成正比例的叫電流反饋。圖4中為輸出負載。圖4的（a），（c）中聯(lián)系輸入，輸出回路的反饋元件是、，由于反饋信號從輸出電流取樣并與之成正比，所以是電流反饋。圖（b），（d）中的反饋元件分別是、，由于反饋信號從輸出電壓取樣并與之成正比，所以是電壓反饋。

對于串聯(lián)，并聯(lián)反饋的判別可直接從電路結(jié)構(gòu)來觀察，若取樣反饋信號的輸入點為基級的一般是并聯(lián)反饋；若取樣反饋信號的輸入點為發(fā)射極的一般為串聯(lián)反饋。這很容易看出，圖4中圖（c），（d）是并聯(lián)反饋，圖（a），（d）是串聯(lián)反饋。

圖1

圖2

圖3

參考文獻

[1]姜治北.數(shù)字電子設(shè)備電磁干擾與電磁兼容[J].電子質(zhì)量，2006（5）：40-41.

[2]郭勇.EDA技術(shù)基礎(chǔ)[M].機械工業(yè)出版社，2001.endprint