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8.1 反馈的基本概念及类型

 

几乎所有实用的电子线路都带有“反馈”。反馈是使电子线路能正常稳定地工作的重要手段。正确引入反馈,可以按需要大大改善放大电路的性能。

本章是模拟电子技术最重要的内容之一。在这里,我们将从反馈的基本概念出发,判断反馈之有无及其类型,反馈对放大电路性能的影响,反馈放大器的分析计算以及如何引入反馈等。

8.1  反馈的基本概念及类型

8.1.1  反馈的基本概念

所谓反馈,就是将放大的输出信号(电压或电流)的一部分或全部,通过电路的耦合或适当的反馈网络送回到放大器的输入回路中,如图8-1所示。

8-1  反馈放大器的方框图

在具有反馈的放大电路中,信号有两条传输途径。一条是信号从输入端到输出端的传输的正向传输路径,信号被放大。该放大电路称为基本放大电路。另一条是信号从输出端到输入端的反向传输路径,该通路称为反馈网络。反馈到输入端的信号称为反馈信号,反馈网络中的元件称为反馈元件。

判断一个电路是否有反馈,是通过分析电路是否存在反馈通路而进行的。

如图8-2所示电路的信号从输入经放大器到输出,只有一个流向,无其他路径,所以不存在反馈。如图8-3所示电路除了放大器之外,还有一个由R2连接在输出与输入之间的通路。输出信号与输入信号可双向传输,但由于经放大器后输出信号远大于输入信号,所以通过R2的主要信号是从输出端反馈回到输入端的信号,即反馈通路,这种情况称闭环放大器。

  

8-2  无反馈通路                                    8-3  反馈通路

8.1.2  反馈类型及其判别

反馈的类型包括正反馈和负反馈、直流反馈与交流反馈、串联反馈与并联反馈、电压反馈与电流反馈,下面逐一进行介绍。

1.正反馈和负反馈

在闭环放大电路中,由于反馈的作用,使输入量受到影响,输出量也必定受到影响,结果有两种:一种是输出量比无反馈时变大了,这种情况称正反馈;一种是输出量比无反馈时变小了,这种情况称负反馈。两者作用不同,效果不同,应首先判断电路存在的反馈是正反馈还是负反馈,方法为瞬时极性法。

瞬时极性法:将反馈量与输入端的连接处断开,在输入端设某一瞬时极性为“+”(或“-”),也可用“↑”(或“↓”)表示。按此瞬时极性依次判断放大电路输出端的极性和反馈输出的极性,再与输入端比较,若使净输入信号增大则为正反馈,若使净输入信号减小则为负反馈。

2.直流反馈与交流反馈

在放大电路中存在直流分量和交流分量,若反馈回来的信号是直流量,则会对电路的直流性能产生影响(如静态工作点),称直流反馈。若反馈回来的信号是交流量,则会对电路的交流性能产生影响(如ARiRo),称交流反馈。若反馈回来的信号既有直流量又有交流量,则对放大电路的交直流性能均有影响,称交直流反馈。

3.串联反馈与并联反馈

反馈信号可以是电压信号和电流信号,输入信号也可以是电压信号或电流信号,反馈信号与输入信号在输入回路进行比较时,可以有电压形式相加减或电流形式相加减以得到净输入信号。

                                              

若以电压形式相加减称串联反馈,表明输入信号、反馈信号和净输入信号相串联。若以电流形式相加减称并联反馈,表明输入信号、反馈信号、净输入信号相并联,如图8-4、图8-5所示。

     

8-4  串联反馈示意图                          8-5  并联反馈示意图

4.电压反馈与电流反馈

电压反馈:反馈信号取自输出电压,即反馈信号与输出电压成正比;电流反馈:反馈信号取自输出电流,即反馈信号与输出电流成正比,如图8-6、图8-7所示。

8-6  电压反馈示意图

8-7  电流反馈示意图

电压反馈和电流反馈的判定:

判定方法之一——输出短路法。将反馈放大器的输出端对交流短路,若其反馈信号随之消失,则为电压反馈,否则为电流反馈。因为输出端对交流短路后,输出交变电压为零,若反馈信号随之消失,则说明反馈信号正比于输出电压,故为电压反馈;若反馈信号依然存在,则说明反馈信号不正比于输出电压,故不是电压反馈,而是电流反馈。

判定方法之二——按电路结构判定。在交流通路中,若放大器的输出端和反馈网络的取样端处在同一个放大器件的同一个电极上,则为电压反馈;否则是电流反馈。