淺析放大電路中反饋的判定

摘要在許多實際的物理系統中，都存在各種類型的反饋，盡管反饋理論首先是在電子技術領域中產生的。事實上，反饋概念與理論獲得了日益廣泛的應用，超越了工程領域。本文主要討論電子電路中的反饋現象。

關鍵詞放大電路 反饋 判定

中圖分類號:TN7文獻標識碼:A

在許多實際的物理系統中，都存在各種類型的反饋，盡管反饋理論首先是在電子技術領域中產生的。事實上，反饋概念與理論獲得了日益廣泛的應用，超越了工程領域，如生物反饋即是一個例子。而我們今天主要討論電子電路中的反饋現象。所謂反饋就是將放大電路輸出回路信號的一部分或全部，通過反饋網絡回送到輸入回路從而影響(增強或削弱)凈輸入信號的過程。使凈輸入信號增強的為正反饋，使凈輸入信號削弱的為負反饋。

1 反饋類型的判定

對反饋可以從不同的角度進行分類。按反饋的極性可分為正反饋和負反饋;按反饋信號與輸出信號的關系可以分為電壓反饋和電流反饋;按反饋信號信號與輸入信號的關系可分為串聯反饋和并聯反饋;按反饋信號的成分又可分為直流反饋和交流反饋。

判斷電路反饋類型的步驟:首先要先找出在輸入輸出回路之間起聯系作用的反饋元件或反饋網絡;看反饋對輸入信號的影響，判定是正反饋還是負反饋。 然后根據反饋環內電流允許流通的類型可判定是交流反饋還是直流反饋。根據反饋信號的輸出方式，判定是電壓還是電流反饋;再根據反饋的接入方式判定是串聯反饋還是并聯反饋。

在不同的電路具有不同的反饋類型，一般振蕩電路里會有正反饋使用，使凈輸入信號增強;使凈輸入信號削弱的為負反饋。可以改善放大電路的各項性能指標。那么怎樣判斷電路是正反饋還是負反饋?原理是如果反饋的電壓(或電流)使放大管的輸入電壓(或電流)減小，則為負反饋;若反饋的電壓(或電流)是放大管的輸入電壓(或電流)增大，則稱為正反饋。實現這一反饋的電路和元件稱為反饋電路和反饋元件(反饋網絡)。

反饋有無的判斷:具體方法是:看有無電路或元件把輸出端直接或間接地和輸入端相連，從而，很容易找出反饋網絡，判斷電路是否使用反饋。

反饋極性的判斷:在判斷電路使用反饋的基礎上，還要明白反饋的極性的判定。

下面以圖例說明反饋極性的判斷。

以圖1為例進行說明，首先假設運放的同相輸入端其輸入信號的瞬時極性為正，用表示，則輸出端的輸出信號也為正，使反饋信號由輸出端流向接地端，在R2上產生反饋電壓uf。顯然，反饋電壓uf在輸入回路與輸入電壓ui的共同作用下使得凈輸入電壓uid=ui-uf，放大器的凈輸入信號比輸入信號小，即uid

電壓、電流反饋的判斷:懂得判定反饋的極性之后，學會判定反饋的類型，才能更加有效的學習和掌握電路。根據反饋信號的取出方式，判定是電壓還是電流反饋;反饋信號是輸出電壓的一部分或是全部，即為電壓反饋型電路，但是如果反饋信號取自電流即為電流反饋。其實，我們可以根據電壓反饋可以穩定電壓，電流反饋能夠穩定電流的特性，得出判定是電流反饋還是電壓反饋的2種方法:①即反饋元件直接與輸出端相連的是電壓反饋。以圖1為例，反饋元件R2是與輸出u0端直接相連，所以這個電路是電壓式反饋電路。②是通過將輸出端短路，即將電阻RL兩端短路，令輸出u0=0即將輸出端直接對地短路。在將輸出端短路的情況下，如果反饋信號仍然存在，則為電流反饋電路。但是，很顯然，這里是沒有反饋信號存在，所以這個電路是電壓反饋類型。

串聯并聯反饋的判定:方法1:根據反饋的接入方式判定是串聯反饋還是并聯反饋;反饋信號uf與輸入信號ui在輸入回路串接，若反饋網絡直接與輸入端相連，以電壓形式疊加，即輸入信號和反饋信號加在放大電路不同輸入端的為串聯反饋。反饋信號if與輸入信號ii在輸入回路并接，以電流形式疊加，輸入信號和反饋信號加在放大電路的同一輸入端的為并聯反饋。以圖2來加以說明。

根據以上分析可知，圖2中反饋元件RF和輸入元件R1直接相連，故此電路為并聯反饋;而輸入信號和反饋信號加在放大電路的不同輸入端的為串聯反饋。

交直流反饋的判定:按照反饋信號的成分來劃分，放大電路中存在著直流分量和交流分量，反饋信號也是如此。若反饋信號僅有交流成分，則僅對輸入回路中的交流成分有影響，即為交流反饋;若反饋信號僅有直流成分，則僅對輸入回路中的直流有影響，即為直流反饋。將圖1稍加改進，在圖1中的R2和反相輸入端之間加一個電容C1起到隔直流，通交流的作用，沒有直流成分在電路中產生作用，只有交流成分對回路產生影響，所以改進后的圖1(加入電容后)電路是交流反饋電路。

2 四種基本負反饋類型的判定

在上述各種類型反饋電路中，我們將主要學習其中的負反饋電路。這樣，我們將輸出端采樣與輸入端疊加兩方面考慮，實際的負反饋放大器可以分為如下4種基本類型——電流并聯、電流串聯、電壓并聯和電壓串聯。為了對這四種基本負反饋的性能有更深的了解，下面將以具體反饋電路為例，對以上類型進行具體判定。

2.1 電流并聯負反饋

①設輸入信號ui(ii)瞬時極性為正，則輸出信號u0的瞬時極性為負，流經RF的電流(反饋信號)if的方向與圖示參考方向相同，即if瞬時極性為正，凈輸入信號id與沒有反饋時相比減小了，即反饋信號削弱了輸入信號的作用，故為負反饋。

②將輸出端交流短路(如下圖黑粗線部分所示)，盡管u0=0，但輸出電流i0仍隨輸入信號而改變，在R上仍有反饋電壓uf產生，故可判定不是電壓反饋，而是電流反饋。

③輸入信號ii加在集成運算放大器的反相輸入端和地之間，而反饋信號if也加在集成運算放大器的反相輸入端和地之間，在同一點，故為并聯反饋。(如圖3所示)

2.2 電流串聯負反饋

①設輸入信號ui瞬時極性為正，則輸出信號u0的瞬時極性為正，經Rf返送回反相輸入端，反饋信號uf的瞬時極性為正，凈輸入信號ud與沒有反饋時相比減小了，即反饋信號削弱了輸入信號的作用，故為負反饋。

②將輸出端交流短路，盡管u0=0 ，但輸出電流i0仍隨輸入信號而改變，在R上仍有反饋電壓uf產生，故可判定不是電壓反饋，而是電流反饋。

③輸入信號ui加在集成運算放大器的同相輸入端和地之間，而反饋信號uf加在集成運算放大器的反相輸入端和地之間，不在同一點，故為串聯反饋。(如圖4所示)

2.3 電壓并聯負反饋

①設輸入信號ui(ii)瞬時極性為正，則輸出信號u0的瞬時極性為負，流經Rf的電流(反饋信號)if的方向與圖示參考方向相同，即if瞬時極性為正，凈輸入信號id與沒有反饋時相比減小了，即反饋信號削弱了輸入信號的作用，故為負反饋。

②將輸出端交流短路，Rf直接接地，反饋電流if=0，即反饋信號消失，故為電壓反饋。

③輸入信號ii加在集成運算放大器的反相輸入端和地之間，而反饋信號if也加在集成運算放大器的反相輸入端和地之間，在同一點，故為并聯反饋。(如圖5所示)

2.4 電壓串聯負反饋

①設輸入信號瞬時極性為正，則輸出信號u0的瞬時極性為正，經Rf返送回反相輸入端，反饋信號uf的瞬時極性為正，凈輸入信號ud與沒有反饋時相比減小了，即反饋信號削弱了輸入信號的作用，故為負反饋。

②將輸出端交流短路，Rf直接接地，反饋電壓uf=0，即反饋信號消失，故為電壓反饋。

③輸入信號ui加在集成運算放大器的同相輸入端和地之間，而反饋信號uf加在集成運算放大器的反相輸入端和地之間，不在同一點，故為串聯反饋。(如圖6所示)

3 結束語

由于在反饋放大器中，不同類型的反饋具有不同的規律性，對電路性能的影響也各不相同。只有首先學習反饋的分類，掌握反饋的具體判定方式，才能在實際工作中正確利用或處理反饋。而我們在討論中著重討論負反饋是因為可以穩定相應的輸出變量，還可改變輸入、輸出電阻。引入反饋還會使放大倍數穩定，展寬通頻帶，減小非線性失真。