簡單易學的負反饋放大電路類型分析方法

　　摘 要： 負反饋作為模擬電路教學的重點內容，其反饋組態的判斷是教學的難點。對于初學者來說，反饋類型及判定方法不易掌握。本文主要介紹負反饋放大電路反饋類型的幾種簡單易學的分析方法，并通過舉例證明本方法的可靠性和直觀性。
　　關鍵詞： 模擬電子技術課程 負反饋放大電路 反饋類型 分析方法
　　反饋是模擬電子技術課程中的重點內容之一。負反饋雖然使放大電路的放大倍數下降，卻從多方面改善了放大電路的性能，比如提高了放大電路放大倍數的穩定性，減小了非線性失真，擴展頻帶，改變輸入、輸出電阻，等等。因此，實用的放大電路離不開負反饋。而正確地判斷反饋的極性和類型，是對反饋放大電路做進一步分析的前提和基礎。
　　根據負反饋電路在放大器輸入端和輸出端的不同組合形式，負反饋可以分為四種組態：電壓串聯負反饋，電壓并聯負反饋，電流串聯負反饋和電流并聯負反饋。學生在學習中普遍反映對引入負反饋的放大電路的反饋類型判斷困難。因此，需要針對學生的薄弱點，改進教學方法，找出簡潔直觀的方法便于學生掌握。下面就對上述四種反饋類型，介紹幾種簡單易學的分析方法。
　　1.反饋極性（正、負反饋）的判斷
　　通常采用“瞬時極性法”來區別該電路是引入了正反饋還是負反饋，教材上的定義如下。
　　（1）假定輸入信號的瞬時值對地有一正向變化，即瞬時電位升高（用“↑”表示），瞬時極性用“（＋）”表示。
　　（2）按照信號先放大后反饋的傳輸途徑，根據放大電路在中頻區有關電壓的相位關系，依次得到各級放大電路的輸入信號與輸出信號的瞬時電位是升高還是降低，即瞬時極性是（＋）還是（-）。
　　（3）推出反饋信號的瞬時極性，從而判斷反饋信號是加強還是削弱輸入信號，加強的（凈輸入信號增大）為正反饋，削弱的（凈輸入信號減小）為負反饋。
　　大多數學生反映，步驟（1）和步驟（2）會處理，困難在最后一步，不知道如何看輸入信號是加強還是削弱。這對于初學者來說，確實有些難度。在此推薦另外一種辦法，難度不是很大，也可以判斷出反饋極性是正還是負。具體方法如下：前面兩個步驟與“瞬時極性法”一致，第三步，看輸入端和反饋信號引回端是否為同一個端子，如果是同一個端子，輸入信號的極性和反饋信號極性相反的就為負反饋，否則為正反饋。如果輸入端和反饋信號引回端不是同一個pcMZCakn5AArRD4gFwm6aQ==端子，輸入信號的極性和反饋信號的極性相同的就為負反饋，否則為正反饋。進一步理解為，如果輸入端和反饋信號引回端為同一個端子，那么理解為輸入信號與反饋信號并聯，稱為并聯反饋。輸入端為并聯反饋，則輸入信號與反饋信號極性相反為負反饋，否則為正反饋。如果輸入端和反饋信號引回端不是同一個端子，理解為輸入信號與反饋信號串聯，稱為串聯反饋。輸入端若是串聯反饋，則輸入信號與反饋信號極性相同為負反饋，否則為正反饋。用一句口訣可以概括：“串聯相同負反饋，并聯相反負反饋。”口訣中，“串聯”、“并聯”，即為串聯反饋和并聯反饋，“相同”指輸入信號的極性和反饋信號的極性相相同。因為放大電路中負反饋應用較多，所以學生在記憶的時候，只要記住負反饋的狀態就可以，與口訣不符的就為正反饋。這個方法同時適用于分立元件和集成運放元件。
　　值得一提的是，對于只有一級由運算放大器組成的反饋電路，給學生提供一種更便捷的判斷方法，從電路結構上可以看出，若反饋支路接在反相輸入端，則為負反饋；若接在同相輸入端，則為正反饋。
　　2.電壓反饋和電流反饋的判斷
　　首先要提醒學生電壓反饋和電流反饋是根據反饋信號在放大電路輸出端采樣不同而得來的，從放大電路輸出端判斷。
　　教材上介紹的方法叫“輸出短路法”。將放大電路輸出端對交流短路，若反饋信號隨之消失，則為電壓反饋，否則為電流反饋。學生反映這個方法在判斷放大電路反饋類型時，不能完全正確的運用。在此推薦“直觀判定法”。直接觀察電路的結構即可判斷出是電壓反饋還是電流反饋。在交流通路中，若放大電路的輸出端和反饋網絡的取樣處在同一個放大器件的同一個電極上，就為電壓反饋，否則為電流反饋。在實際應用中，比較下來，發現“輸出短路法”更適用于集成運放電路反饋類型的判斷，“直觀判定法”更適合于三極管電路的反饋類型判斷，下面舉例說明。
　　對于三極管電路，如下圖a、b所示。聯系“直觀判定法”不難看出，圖a中，放大電路輸出端在集電極，反饋網絡取樣也在集電極，兩者處在同一個放大器的同一個電極上，所以為電壓反饋。另外一種情況，放大電路輸出端在集電極，反饋網絡取樣在發射極，兩者處在同一個放大器的不同電極上，因此為電流反饋。圖b中，放大電路輸出端在發射極，反饋網絡取樣若是在集電極，為電流反饋；反饋網絡取樣若是在發射極，為電壓反饋。
　　對于集成運放電路，如下圖c、d所示。聯系“輸出短路法”不難看出。圖c中，輸出電壓在RL兩端，反饋信號通過分壓關系將輸出電壓的一部分引回到輸入回路，若此時將輸出端短路，隨即反饋信號消失，由此判定為電壓反饋。圖d中，輸出電壓仍在RL兩端，反饋信號不是從輸出電壓端提取，而是從放大電路中與輸出電流有關的其他端引回輸入回路，若將輸出信號交流短路，此時反饋仍然存在，因此判斷為電流反饋。
　　3.串聯反饋和并聯反饋的判斷
　　同樣這里要提醒學生串聯反饋與并聯反饋是根據輸入信號與反饋信號在輸入回路中以不同形式相加得來的，從輸入端去判斷。教材中的定義為：反饋信號與輸入信號在放大電路的輸入回路中以電壓的形式求和，即為串聯反饋。反饋信號與輸入信號在放大電路的輸入回路中以電流的形式求和，即并聯反饋。學生在判斷反饋類型的時候，往往分不清以電壓的形式求和還是以電流的形式求和，容易混淆。在此還是介紹一種直觀方法，從觀察電路的結構就能準確辨別出串聯反饋還是并聯反饋。
　　若反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個電極，則為并聯反饋，否則為串聯反饋。從三極管電路為例，若反饋信號與輸入信號同時加在三極管的基極或發射極，則為并聯反饋。如圖e、f所示。
　　若反饋信號與輸入信號一個加在基極一個加在發射極則為串聯反饋。如圖g、h所示。
　　以運放電路為例說明。若反饋信號與輸入信號同時加在同相端或反相端為并聯反饋。如圖i、j所示。
　　若反饋信號與輸入信號一個加在同相端一個加在反相端則為串聯反饋。如圖k、l所示。
　　4.結語
　　利用這些簡單直觀的方法來分析反饋電路的反饋類型，在實際應用中學生們認為比較容易掌握，取得了一定的效果。這些方法簡化了電路的分析方法，增強了學生對模擬電路學習興趣，為后續專業課的學習打下了良好的基礎。
　　參考文獻：
　　［1］余輝晴.模擬電子技術教程［M］.北京：電子工業出版社，2010.1：136-14