放大電路中反饋的基本概念與判定

1、反饋的基本概念與判定

（1）概述

在實(shí)際的放大電路中，為了改善電路某些方面的性能，幾乎都要引入這樣那樣的反饋，在電路中，將輸出量的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響輸入量的措施稱為反饋，按照反饋放大電路各部分電路的主要功能可將其分為基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分，前者主要放大信號(hào)，后者主要傳輸反饋信號(hào)，基本放大電路的輸入信號(hào)稱為凈輸入量，是由輸入量和反饋量決定的，反饋放大電路的方塊圖如下圖所示：

（2）判定方式

正反饋與負(fù)反饋的判斷：根據(jù)反饋的效果可以區(qū)分反饋的極性，使放大電路凈輸入量增大的反饋稱為正反饋，使放大電路凈輸入量減小的反饋稱為負(fù)反饋，由于反饋也會(huì)影響輸出量，所以根據(jù)輸出量的變化也可以區(qū)分反饋的極性，輸出量增大的為正反饋，輸出量減小的為負(fù)反饋。

判斷信號(hào)反饋的極性可以采用瞬時(shí)極性法，具體做法是：規(guī)定電路輸入信號(hào)在某一時(shí)刻對(duì)地的極性，并以此為依據(jù)，逐級(jí)判斷電路中各相關(guān)節(jié)點(diǎn)電流的流向和電位的極性，從而得到輸出信號(hào)的極性，根據(jù)輸出信號(hào)的極性判斷出反饋信號(hào)的極性，對(duì)于運(yùn)算放大器，輸出端與同相輸入端極性相同，與反相輸入端極性相反，對(duì)于三極管，集電極的極性與基極相反，發(fā)射極的極性與基極相同。

分析上述四張電路接法，可以首先假定輸入端的極性為正，以此逐級(jí)標(biāo)出輸出端的極性，如上圖所示：

對(duì)于圖a：由于同相輸入端與反相輸入端的電壓同極性，所以導(dǎo)致運(yùn)算放大器的凈輸入信號(hào)uD減小，故電路引入了負(fù)反饋；

對(duì)于圖b：由于同相輸入端與反相輸入端的電壓不是相同極性，所以導(dǎo)致運(yùn)算放大器的凈輸入信號(hào)uD增大，故電路引入了正反饋；

對(duì)于圖c：根據(jù)電壓的極性可知，由于反饋信號(hào)對(duì)輸入的信號(hào)起到了衰減的作用，故電路引入了負(fù)反饋；

對(duì)于圖d：由于反饋信號(hào)在T1的發(fā)射極電阻R3上產(chǎn)生了上正下負(fù)的反饋電壓，減小了T1發(fā)射結(jié)的電壓，減弱了輸入信號(hào)，故電路引入了負(fù)反饋。

直流反饋與交流反饋的判斷：若反饋量只含有直流量，則稱為直流反饋，如果反饋量只含有交流量，則稱為交流反饋，若反饋量同時(shí)具備交流信號(hào)和直流信號(hào)，則稱為直流交流反饋。其中直流負(fù)反饋主要是為了穩(wěn)定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

對(duì)于圖a：當(dāng)反饋信號(hào)僅有直流信號(hào)時(shí)，信號(hào)通過電阻R1和R2接到地上產(chǎn)生反饋電壓，影響輸入信號(hào)，當(dāng)反饋信號(hào)僅有交流信號(hào)時(shí)，電阻R1會(huì)被并聯(lián)的電容短路，所以此時(shí)的反饋信號(hào)不會(huì)影響輸入信號(hào)，也就不存在反饋，故電路僅存在直流反饋。

對(duì)于圖b：由于反饋通路中串聯(lián)了一個(gè)電容，所以僅有交流信號(hào)才能通過，故電路僅存在交流反饋。

2、四種基本形式

（1）由運(yùn)算放大器組成的四種負(fù)反饋

電壓串聯(lián)負(fù)反饋：大多數(shù)電路均采用電阻分壓的方式將輸出電壓的一部分作為反饋電壓，如圖a所示。

電流串聯(lián)負(fù)反饋：如圖b所示，從輸入端提取電流反饋到輸入端。

電壓并聯(lián)負(fù)反饋：如圖c所示，從輸出端提取電壓反饋到輸入端。

電流并聯(lián)負(fù)反饋：如圖d所示，從輸出端提取電流反饋到輸入端。

（2）反饋形式的判斷

電壓反饋與電流反饋：令負(fù)反饋放大電路的輸出電壓為0，若反饋量也變?yōu)?，則反饋為電壓反饋，若反饋量不為0，則為電流反饋。

串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋：若反饋信號(hào)為電壓量，與輸入電壓求差而獲得凈輸入電壓，則為串聯(lián)反饋；若反饋信號(hào)為電流量，與輸入電流求差獲得凈輸入電流，則為并聯(lián)反饋。

例題分析：判斷下圖電路的反饋組態(tài)。

解：反饋極性的判斷：采用瞬時(shí)極性法可知反相輸入端的反饋極性為正，使得運(yùn)放的凈輸入信號(hào)減小，故引入了負(fù)反饋；

信號(hào)形式判斷：由于反饋回路中沒有電容，故反饋通路既可以通過交流信號(hào)也可以通過直流信號(hào)，故反饋為直流交流反饋均有；

電壓電流判斷：令輸出電壓為0，反相輸入端仍然存在電壓信號(hào)，故反饋為電流反饋；

串聯(lián)并聯(lián)判斷：若輸出電壓為0，此時(shí)電流仍然受到基極電流的控制，與電流的關(guān)系沒有改變，故電路引入的是串聯(lián)反饋。

綜上所述，電路引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋。

3、負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響

（1）穩(wěn)定放大倍數(shù)

（2）改變輸入電阻和輸出電阻：串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻，電壓負(fù)反饋減小輸出電阻，電流負(fù)反饋增大輸出電阻。

（3）擴(kuò)展通頻帶

（4）減小非線性失真

4、放大電路引入負(fù)反饋的原則

（1）為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)該引入直流反饋，為了改善電路的動(dòng)態(tài)性能則應(yīng)該引入交流反饋；

（2）當(dāng)信號(hào)源為恒壓源或內(nèi)阻較小的電壓源時(shí)，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋；當(dāng)信號(hào)源為恒流源或內(nèi)阻很大的電壓源時(shí)，應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋；

（3）當(dāng)負(fù)載需要電壓信號(hào)時(shí)，應(yīng)引入電壓負(fù)反饋；當(dāng)負(fù)載需要電流信號(hào)時(shí)，應(yīng)引入電流負(fù)反饋；

5、放大電路其他形式的反饋—正反饋

（1）電壓—電流轉(zhuǎn)換電路

在放大電路中引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，即可以實(shí)現(xiàn)電壓—電流的轉(zhuǎn)換，實(shí)際上，若信號(hào)源能夠輸出足夠的電流，在電路中引入電流并聯(lián)負(fù)反饋也可以實(shí)現(xiàn)電壓到電流的轉(zhuǎn)換，常用的電流源電路有豪蘭德電流源電路，如下圖所示。