負反饋組態(tài)的快速判斷

摘要 反饋在模擬電子電路中有著廣泛的應用，尤其在放大電路引入負反饋可以改善放大器性能。本文重點介紹負反饋的快速判斷方法。

關鍵詞 負反饋組態(tài) 快速判斷

在放大電路中，從輸出端取出已被放大信號的部分或全部再回送到輸入端叫做反饋。如果反饋信號削弱輸入信號使放大倍數降低，則稱為負反饋。負反饋雖使放大器的增益下降，卻使放大器的多項性能指標得到改善，也就是說，負反饋犧牲放大倍數為代價，來換取放大管性能指標的改善：1.降低放大器的放大倍數，提高放大信號的穩(wěn)定性；2.減少非線性失真；3.展寬頻帶；4.減少噪聲；5.對輸入電阻和輸出電阻的影響。綜上所述，電路引入負反饋后，可以改善放大器的性能，因此被廣泛應用于各種實際電路中。

一、負反饋電路的四種基本組態(tài)

根據反饋信號和輸出信號的關系，可以分為電壓反饋和電流反饋兩類：若反饋信號與輸出電壓成比例稱為電壓反饋，若反饋信號與輸出電流成比例稱為電流反饋；根據反饋信號與輸入信號的關系，又可分成串聯反饋和并聯反饋兩類：若反饋信號以電壓的形式與輸入電壓相加或相減就稱為串聯反饋，若反饋信號以電流的形式與輸入電流相加或相減就稱為并聯反饋。顯然，若同時考慮反饋網絡的輸入回路和輸出回路，則負反饋電路可分為四種基本類型。

(1)電流串聯負反饋；(2)電流并聯負反饋；(3)電壓串聯負反饋；(4)電壓并聯負反饋。

根據上面分析，可進一步畫出四種負反饋電路的方框圖。

二、四種基本負反饋電路判斷分析

1.電流串聯負反饋實例分析。圖1－2(a)是一個實用的電流串聯負反饋電路，為了便于分析該電路的特點，還給出了它的交流通道，如圖1－2(b)所示。

(1)判斷的思路是：①電路中是否存在反饋。②如果電路中確有反饋，其性質是正反饋還是負反饋。③從輸出回路看，反饋信號取自于輸出電壓還是輸出電流，以判斷它是電壓反饋還是電流反饋。④從輸入回路看，反饋信號是與原輸入信號相串聯還是相并聯，以判斷它是串聯反饋還是并聯反饋。根據以上判斷思路，結合圖1－2(b)進行如下分析：

①在討論基本放大器時，我們僅僅看到輸出信號受輸入信號的控制。而看不到輸出信號對輸入信號的影響。這是因為，基本放大器的輸出電路與輸入電路沒有關聯所致，從本節(jié)討論反饋概念可見，反饋放大器與基本放大器相比較，其顯著特點是：有一個聯系輸出回路與輸入回路的反饋元件或反饋電路。在1－2(a)中，我們不難看出，發(fā)射極電阻Re，不僅是輸出回路的一部分，而且也是輸入回路的一部分。也就是說，通過Re的不僅有輸出信號，而且也有輸入信號。因而它能將輸出信號的一部分取出來的同時，饋送給輸入回路，從而去影響原輸入信號。由此可見，Re是該電路的反饋元件，該電路確實存在著反饋。

②可以用瞬時極性法來判斷：設信號源瞬時極為上正下負，加到管子發(fā)射結的電壓亦為上正下負，三極管的射極電流ie流經Re(產生的壓降，就是反饋中信號電壓u_f)，使發(fā)射極瞬時電位升高，相當于基極瞬時電位下降，與原來基極瞬時電位相反，故是負反饋。

③如將負載電阻RL短路，這時輸出回路并不因負載短路，而使反饋電流ie消失，說明反饋信號電壓u_f依然存在，所以，從輸出端看，反饋屬電流反饋。

④如將輸入端短接，則反饋電壓依然存在，故為串聯反饋。從圖中可以看出，反饋信號與輸入信號相串聯，因此，也可判斷其為串聯反饋。

綜合以上四點分析，我們可以判斷該電路是電流串聯負反饋電路。

2.電流并聯負反饋實例分析

圖1－3(a)是兩級并聯電流負反饋電路的實際電路。圖1－3(b)是它的交流通道。根據相同的分析思路，作如下分析。

①從圖中可見，R_f右端與輸出回路相連，左端又與輸入回路相連，所以R_f就是反饋元件。

②用瞬時極性法判斷

設v₁基極瞬時極性為“+”，則集電極瞬時極性為“-”，V₂基極瞬時極性亦為“-”。由于共射極電路的射極電位變化與基極電位變化相同，所以V₂的射極瞬時極性為“-”，通過反饋元件R_f反饋到V₁的基極的信號為“-”，與原有輸入信號“+”疊加，削弱了輸入信號，所以是負反饋。

③從輸出端看，若將RL短路，反饋電流i_e2依然存在，反饋信號、vf取自于i_e2，且與i_e2成正比，故為電流反饋。

④從輸入端看，若將輸入端短路，則反饋信號消失，從另一個角度看，R_f為輸入信號電流提供了一條分流支路，使凈輸入信號電流減弱，由此可見。構成并聯反饋。

綜合以上分析，可以判斷電路確實是電流并聯負反饋電路。

3.電壓串聯負反饋實例分析

圖1－4為電壓串聯負反饋的實際電路。

①圖中R聯結輸出與輸入回路的反饋元件。

②根據瞬時極性法：假設兩級放大器輸入端的極性為上正下負，即V₁基極為“+”，集電極倒相后為“-”，V₂基極為“-”。集電極為“+”，通過R_f反饋至R_el上端為“+”呈上升趨勢，使凈輸入量v_bw=v_i-v_f=v_i-v_el減小，故反饋屬負反饋。

③從圖中，我們可以看出，反饋電阻Rf是與第一級射極電阻R_el相串聯后，再與負載RL并聯。因此，R_f與R_el串聯后兩端的電壓就是輸出電壓V_o。而R_el上的分壓V_el，就是V_o反饋回輸入回路的反饋電壓v_f。由于反饋信號取自于輸出電壓，且與輸出電壓成正比，所以是電壓反饋。

④從輸入端看，反饋電壓V_el與輸入信號u_i相串聯，故屬串聯反饋。

因此，根據分析該電路確屬電壓串聯負反饋電路。