老子美學視域下的美感發生論探析

徐藝萍

[摘 要]放大電路的分析作為模擬電子技術教學的核心內容，尤其是負反饋對放大電路的性能分析是教學的重點和難點。通過深入分析，將辯證唯物主義思想與類比分析方法相結合，探討負反饋對放大電路性能影響的新的分析方法，提出HAF“原則”，在教學實踐中具有一定的指導意義。

[關鍵詞]負反饋 辯證唯物主義思想 類比分析方法

[中圖分類號] G642.41 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2014）14-0169-02

在大學課程的教學過程中，放大電路中的負反饋非常重要，電路在引入負反饋后，會對其各種性能參數產生根本性的改善，故而得到非常廣泛的應用。學生若能夠深刻理解“負反饋”的概念和作用將對其今后的學習和個人發展產生深遠的影響。文章在深刻理解負反饋概念的基礎上，結合辯證唯物主義思想創造性的借助哲學原理和理想電源模型原理闡述了負反饋對放大電路性能影響的分析方法。

一、電路中的反饋及其判斷

在電路中所謂“反饋”就是將電路輸出量（電壓或者電流）的部分或全部，通過特定的電路（反饋網絡）在輸入端或輸入回路上疊加，從而使電路按預期功能正常穩定地工作。

圖1是反饋放大電路的原理框圖，反饋放大電路由基本放大電路和反饋網絡兩部分組成。令基本放大電路增益為A，其主要功能是放大信號；反饋網絡增益為F，其主要功能是傳輸反饋信號。輸入量與反饋量疊加的結果稱為凈輸入量，它才是真正加到基本放大電路上的輸入量。放大電路的輸出量的全部或部分經過反饋網絡的作用后就是反饋量。

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圖1 反饋放大電路原理框圖

實際中，有諸多因素會對放大電路的輸出量產生不利影響，如晶體管等半導體器件參數的溫度漂移、電源雜波的影響、負載變化、電路及器件中雜散電容和雜散電感的存在等。[1] [2]人為引入反饋，將變化的輸出量通過一定方式引入輸入回路，在輸入量和反饋量的共同作用下，使輸出量保持一定。

關于反饋的判斷，具體包括：（1）反饋是否存在的判斷，主要是通過判斷電路中是否存在反饋網絡或反饋元件；（2）直流反饋和交流反饋的判斷，主要是判斷交流和直流通路的情況；（3）正、負反饋（反饋極性）的判斷，主要是采用瞬時極性法來判斷；（4）電壓反饋和電流反饋的判斷，其判斷方法是將放大電路輸出端對地短路，若反饋信號隨之消失則判斷為電壓反饋，若反饋信號依然存在則判斷為電流反饋；（5）串聯反饋和并聯反饋的判斷，若反饋信號與輸入信號是串聯連接關系則為串聯反饋，是并聯連接關系則為并聯反饋；（6）負反饋放大電路的四種基本組態的判斷，即電壓并聯負反饋、電壓串聯負反饋、電流并聯負反饋、電流串聯負反饋的判斷，只要掌握了上述項內容的判斷，就可以很容易的對負反饋的四種組態做出判斷[1-3]。

二、負反饋對放大電路性能的影響

放大電路中引入負反饋的主要目的是穩定其性能。在引入負反饋后雖然犧牲了放大電路的增益，但在其它方面是有所得的，如提高增益的穩定性，展寬通頻帶，減小非線性失真，改變輸入阻抗和輸出阻抗[1-3]。可見，對于“得”與“失”這對矛盾體的辯證關系在“負反饋對放大電路性能的影響”中得到了充分體現。

三、負反饋對放大電路性能影響的辯證類比分析方法

（一） 增益的穩定性的提高

如圖1所示的引入了負反饋的閉環放大電路，用Af（Af=■）表示該引入了負反饋后的增益，對于引入深度負反饋來說Af=■。采用增益的相對變化率表示電路的穩定性。為了對放大電路引入負反饋后的穩定程度加以量化表示，常用有、無反饋兩種情況下放大倍數的相對變化量的比值來衡定。在中頻段Af、A和均為實數，Af的表達式可寫成

Af=■ （1）

對上式求微分得

dAf=■=■ （2）

（2）式的左右式分別處以（1）式的左右式，得

■=■·■ （3）

即■/■=■ （4）

（4）式表明，引入負反饋后的增益的相對變化率僅為原來沒有引入負反饋電路的相對變化率的■，也就是說放大倍數的穩定性提高了1+AF倍。可見，引入負反饋后雖然損失了電路的增益，但卻換來了增益的穩定性的提高。這充分體現了“得”與“失”的辯證關系[4]。

（二）展寬頻帶

在放大電路中，旁路電容、耦合電容和晶體管結電容是必然存在的，這使得放大電路的幅頻特性呈帶通特性。根據放大電路的“增益帶寬積”（GBWP）是常數的原理，引入負反饋后放大電路的增益被減小，但卻換來放大電路通頻帶的展寬。這也是一種“得”與“失”的辯證關系。

（三）減小非線性失真

由于組成放大電路的半導體器件（如晶體管、場效應管和集成運放等）都具有非線性特性，且放大電路中除有用信號外，也存在一些諧波成分疊加在有用信號上，這些因素都會造成輸入信號的非線性失真。放大電路在引入負反饋后，對有用信號的增益變為原來的1/1+AF倍，這種變化同樣作用在諧波成分上，即加入負反饋后，非線性失真也減小為無負反饋時的1/1+AF倍。

（四）對輸入阻抗的影響

放大電路輸入阻抗是從電路輸入端看進去的等效電阻。放大電路中引入負反饋，必然改變原電路的結構和輸入阻抗，分析這種影響的前提是正確區分基本放大電路與反饋網絡在電路輸入端的連接方式，即必須辨明是并聯反饋還是串聯反饋。

引入負反饋對放大電路輸入阻抗的影響可借助理想電源模型進行類比分析，如果反饋結構屬于并聯反饋，則放大電路的輸入阻抗相當于基本放大電路內阻和反饋網絡內阻的并聯，應該縮小為為原來的1/1+AF倍。如果屬于串聯反饋，則放大電路的輸入阻抗相當于基本放大電路內阻和反饋網絡內阻的串聯，應該變大為原來的1/1+AF倍。

可見，基本放大電路在引入負反饋時，應根據實際電路對輸入阻抗的需求，適當的選擇并聯反饋和串聯反饋，已達到調整優化輸入阻抗的目的。

（五）對輸出阻抗的影響

輸出阻抗是從放大電路輸出端看進去的等效內阻。把電路的輸出信號的部分或全部作為反饋網絡的輸入，也會造成電路結構的改變。因而，負反饋然對電路的輸出阻抗產生影響，這種影響決定于基本放大電路與反饋網絡在放大電路輸出端的連接方式。如果是電壓反饋，則電路的輸出電壓被穩定，放大電路的輸出特性近似趨于理想電壓源的特性，輸出阻抗變為原來的1/1+AF倍；如果是電流反饋，則電路的輸出電流被穩定，放大電路的輸出特性近似趨于理想電流源的特性，輸出阻抗變為原來的1+AF倍。

四、結束語

基本放大電路引入負反饋后對其性能產生了諸多的影響。電路增益降低，但通頻帶卻展寬了，增益穩定性也提高了；輸入、輸出阻抗得到改善。文章通過辯證類比分析方法可以定性的得出放大電路特性參數的改變規律，若要定量的描述這種改變則需要再借助出一條原則，暫稱為“1+AF原則”，即若引入負反饋使原電路參數變大則必為原來的1+AF倍；若引入負反饋使原電路參數變小則必為原來的1/1+AF倍。

采用辯證類比分析方法，再結合“1+AF原則”，能使學生在學習“負反饋對放大電路性能的影響”這個知識點上更容易理解。將《馬克思主義哲學原理》與《模擬電子技術》這兩門看似不相關的課程結合起來，另辟蹊徑分析電子技術問題，既能幫助同學掌握枯燥的模擬電子技術知識又能引導同學們解放思想，擴展思路，找到針對同樣問題不同的解決思路。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王遠，張玉平.模擬電子技術（第3版）[M].北京：機械工業出版社，2007，6.

[2] 康華光，陳大欽，張林.電子技術基礎模擬部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006：1.

[3] 華成英. 模擬電子技術基本教程[M]. 北京：清華大學出版社，2006：2.

[4] 何敏，閔銳， 孫崢， 徐勇，模擬電子電路中的辯證唯物主義思想[C] .中國電子教育學會高教分會，2011：41-45.

[責任編輯：張 雷]