負(fù)反饋電路的應(yīng)用

韓曉英

（忻州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 忻州 034000）

負(fù)反饋電路的應(yīng)用

韓曉英

（忻州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 忻州 034000）

通過(guò)對(duì)各類負(fù)反饋電路的分析，總結(jié)了各種負(fù)反饋的判斷和作用，同時(shí)，提出了對(duì)負(fù)反饋電路的新方法，使反饋放大電路的應(yīng)用更具有實(shí)用性，也更加明確了負(fù)反饋電路的作用和意義。

反饋；負(fù)反饋

0 引言

在模擬電子技術(shù)中，負(fù)反饋占有相當(dāng)重要的地位。而對(duì)負(fù)反饋的判斷和作用傳統(tǒng)的方法是根據(jù)反饋的定義和短路法進(jìn)行判斷，但傳統(tǒng)的方法應(yīng)用起來(lái)容易混淆。

1 反饋和負(fù)反饋的概念

1.1 反饋的定義

反饋就是把放大器輸出信號(hào)（電壓或電流）的一部分或全部用一定的方式送回到輸入端并與輸入信號(hào)（電壓或電流）相疊加，從而改變放大器性能的一種方法。這種電壓和電流從放大器的輸出端回送到輸入端的過(guò)程叫做反饋。

1.2 負(fù)反饋以及負(fù)反饋的類型

如果反饋信號(hào)削弱了原有輸入信號(hào)，使放大器的放大倍數(shù)減小，稱為負(fù)反饋。在實(shí)際應(yīng)用中，負(fù)反饋的電路形式多種多樣，其特點(diǎn)各異。在輸出端，根據(jù)負(fù)反饋信號(hào)正比于輸出電壓或電流，可分為電壓負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。同樣在輸入端，根據(jù)反饋電路與放大器輸入電路的連接方式，又可分為串聯(lián)負(fù)反饋和并聯(lián)負(fù)反饋。綜合考慮反饋電路與輸入及輸出回路的連接方式，負(fù)反饋的類型可歸納為：電流串聯(lián)負(fù)反饋、電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋和電壓并聯(lián)負(fù)反饋。

2 反饋極性的判斷

判斷電路引入的反饋是正反饋還是負(fù)反饋，采用瞬時(shí)極性法。這種方法是：假定將反饋信號(hào)與放大器輸入端的連接斷開，然后假想在放大器輸入端加入一瞬時(shí)極性電壓，然后經(jīng)過(guò)基本放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)出反饋電壓的瞬時(shí)極性或反饋電流的瞬時(shí)方向，并判斷反饋信號(hào)加到輸入端之后，放大器的凈輸入信號(hào)是增加還是削弱，若使凈輸入信號(hào)增強(qiáng)為正反饋，反之，則為負(fù)反饋。

例1：試用瞬時(shí)極性法判斷圖1所示電路的反饋極性。

解：在圖1a所示電路中，先斷開反饋支路，給反相輸入端加“”瞬時(shí)信號(hào)，集成運(yùn)放放大后輸出端為“”信號(hào)，經(jīng)反饋電阻Rf引回到反相輸入端為“?”，與原反相輸入端加的“⊕”信號(hào)相反，使凈輸入信號(hào)削弱，為負(fù)反饋。

在圖1 b所示電路中，假若給同相輸入端加“⊕”信號(hào)，運(yùn)放輸出端為“⊕”信號(hào)，經(jīng)反饋引回同相輸入端為“⊕”，與原同相輸入端加的“⊕”信號(hào)相同，使凈輸入信號(hào)加強(qiáng)，為正反饋。

在圖1 c所示電路中，假若給VT1基極加“⊕”信號(hào)，則其集電極是“?”，VT2基極是“?”，經(jīng)過(guò)極間反饋元件Rf、Cf，回到VT1的基極信號(hào)也是“?”，與原輸入信號(hào)相反。使凈輸入信號(hào)削弱，是負(fù)反饋。

圖1 用瞬時(shí)極性法判別反饋極性

3 負(fù)反饋類型的判斷

一般的判斷是根據(jù)定義和短路法進(jìn)行判斷，經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)得出判斷的一般規(guī)律。

3.1 電壓反饋和電流反饋

按照反饋網(wǎng)絡(luò)中取樣對(duì)象是輸出電壓還是輸出電流的不同，可分為電壓反饋和電流反饋。其中電壓反饋的反饋信號(hào)取樣于輸出電壓，用以穩(wěn)定輸出電壓；電流反饋的反饋信號(hào)取樣于輸出電流，用以穩(wěn)定輸出電流。

在分立元件電路中，若輸出信號(hào)和反饋信號(hào)由同一端引出時(shí)是電壓反饋，否則為電流反饋。如圖1所示，電阻Re為反饋支路，它連在發(fā)射極，若輸出由集電極取出，即u01，則為電流反饋，若輸出由發(fā)射極取出，即u02，則為電壓反饋。

圖2 分立元件電路中電壓反饋和電流反饋

在集成運(yùn)放組成的電路中，若輸出uo是輸出端對(duì)地的電壓，為電壓反饋；若輸出uo是經(jīng)分壓后的一部分，則為電流反饋。如圖2所示，若輸出為u01，是電流反饋；若輸出為u02，是電壓反饋。

圖3 集成運(yùn)放電路中的電壓反饋和電流反饋

3.2 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

按反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在放大電路的輸入回路中的連接方式不同，可分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。當(dāng)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)分別接在輸入的兩端上為串聯(lián)反饋；若接在同一端上為并聯(lián)反饋。如圖1中，Re為串聯(lián)反饋。

4 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善

負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響是多方面的，例如，能穩(wěn)定輸出電壓、輸出電流和改變輸入電阻、輸出電阻。對(duì)于交流負(fù)反饋，不論是什么類型，都能穩(wěn)定放大倍數(shù)、減小非線性失真、抑制放大器內(nèi)部的噪聲等。不同類型的負(fù)反饋，對(duì)放大器性能的影響是不相同的。

4.1 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性

環(huán)境溫度的變化、器件的老化和更換以及負(fù)載的變化等多種原因，都能使電路元件參數(shù)和放大器件的特性參數(shù)發(fā)生變化，因而導(dǎo)致放大倍數(shù)的改變；引入負(fù)反饋后，當(dāng)輸入信號(hào)一定時(shí)，電壓負(fù)反饋使輸出電壓基本維持恒定，而電流負(fù)反饋能使輸出電流基本維持恒定，總的來(lái)說(shuō)，就是維持放大倍數(shù)穩(wěn)定。

式中：A——開環(huán)放大倍數(shù)；

F——反饋系數(shù)。

4.2 減小非線性失真及抑制干擾和噪聲

放大電路中的半導(dǎo)體元件都是非線性元件，雖然在小信號(hào)時(shí)可以視為線性元件，但是在大信號(hào)時(shí)，元件固有的非線性將使輸出信號(hào)的波形失真，即非線性失真；外界因素（如電源紋波、其他雜散電磁場(chǎng)等）使輸出端出現(xiàn)不規(guī)則的干擾信號(hào)；還有放大電路中元器件（如三極管、電阻等）的內(nèi)部載流子不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，也會(huì)使放大電路輸出端出現(xiàn)不規(guī)則的噪聲輸出，所有這些都可以看成是在放大電路輸出量中產(chǎn)生了新的諧波分量。引入負(fù)反饋后，可使非線性失真減少，抑制干擾和噪聲。需要指出的是，負(fù)反饋只能在一定程度上減少放大電路產(chǎn)生的非線性失真，但對(duì)輸入信號(hào)本身的失真是無(wú)能為力的。

4.3 擴(kuò)展頻帶寬帶

既然負(fù)反饋對(duì)輸入以外的任何原因引起的的輸出波動(dòng)都有抑制能力，那么，由于放大電路內(nèi)部的電容對(duì)不同頻率信號(hào)的電抗效應(yīng)不同而引起的輸出變動(dòng)，同樣可以通過(guò)負(fù)反饋的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使其變動(dòng)減小，即使頻率失真變小，從而擴(kuò)展了放大電路的頻帶寬度。但需要注意的是，負(fù)反饋愈深，頻帶寬度愈寬，中頻區(qū)放大倍數(shù)也下降愈多。

4.4 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響

負(fù)反饋對(duì)放大電路輸入、輸出電阻的影響與放大電路的反饋類型有關(guān)。根據(jù)之前分析可知，輸入電阻取決于反饋和輸入的連接方式，其中串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。輸出電阻取決于取樣對(duì)象，其中電壓負(fù)反饋可以使輸出電壓穩(wěn)定，也就是說(shuō)電流負(fù)反饋可以使輸出電阻增大。

4.5 根據(jù)放大電路性能改善的不同要求引入適

當(dāng)形式的反饋

a）為了穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)引入直流負(fù)反饋。

b）為了改善放大電路的各種動(dòng)態(tài)性能，應(yīng)引入交流負(fù)反饋。

c）當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，為了穩(wěn)定輸出電壓、降低輸出電阻，應(yīng)引入電壓負(fù)反饋；為了穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻，應(yīng)引入電流負(fù)反饋。

d）為了提高放大電路的輸入電阻，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋；為了降低放大電路的輸入電阻，應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋。

Study on the App lication of Negative Feedback Circuit

HAN Xiao-ying
（Xinzhou Vocational&Technical College，Xinzhou，Shanxi 034000，China）

Based on the analysis on various negative feedback circuits，it summarizes the judgement and function of the feedback，and puts forward a new method for analyzing negative feedback circuits，which renders the feedback amplifying circuits more applicable and further clears the function and significance of negative feedback circuits.

feedback；negative feedback

TN721+.2

B

1671-0320-（2011）03-0041-03

2011-03-20，

2011-04-13

韓曉英（1974-），女，山西定襄人，2003年畢業(yè)于太原理工大學(xué)電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)，助理講師，從事電氣工程自動(dòng)化教學(xué)工作。