對于放大電路反饋類型判斷方法的探究

蘭州城市學院培黎機械工程學院 鄭隆舉 宿忠娥 郭中華 李慧芳

0 引言

模擬電路是“電子技術”的基礎，其在信號放大，功率放大，整流穩壓電路，模擬量反饋等電路中具有不可取代的作用。在這些電路中，電壓、電流等物理量不僅需要進行放大和變換，同時要求在放大、變換、信號運算、濾波、采樣時保證其精度和穩定性。因此，要求放大電路必須設計合理的反饋電路。而放大電路反饋類型的判斷是解決這一問題的重要環節[1]。在多年的教學實踐過程中，經過認真鉆研，反復琢磨，仔細探究，總結了一套易教、易學快速判斷反饋類型的教學方法。

1 放大電路的反饋概念

反饋：將電子電路或者放大電路輸出端的電壓或電流信號的一部分或全部，由一條導線或者電阻元件或電容元件組成的電路引回到輸入端，用來改變凈輸入信號大小，使其工作在線性區或者非線性區，這樣的電路，稱之為反饋電路[2，3]。

圖1 通過發射極電阻RE將輸出電流信號反饋到輸入端Figure 1 Feedback the output current signal to the input by the emitter resistance RE

圖2 通過發射極電阻RE將輸出電壓信號反饋到輸入端Figure 2 Feedback the outputr tension signal to the input by the emitter resistance RE

若引入的反饋信號與輸入信號相比較，使凈輸入信號減小，輸出信號隨之減小的反饋，稱為負反饋；負反饋的引入對放大電路的放大倍數、失真現象、通頻帶及輸入輸出電阻等方面都產生極其有利的影響。若引入的反饋信號與輸入信號相比較，使凈輸入信號增大，輸出信號隨之增大的反饋，稱為正反饋[4]。但是，用定義來判斷反饋并不容易掌握。

2 反饋類型及判斷

2.1 正、負反饋的判斷

利用瞬時極性法[2,3]和口訣法判斷正、負反饋：

<1>設放大電路的接地點的電位為零，如果電路中某一點的瞬時電位高于接地點電位，則認為該點電位的瞬時極性為正(用⊕表示)；反之為負(用表示)；

<2>如果引入的反饋信號與輸入信號加在不同的兩個輸入端（同相端和反相端），二者極性相同，為負反饋，簡稱為“兩、同、負”；反之，二者極性相反，則為正反饋，簡稱為“兩、反、正”；

<3>如果引入的反饋信號與輸入信號加在同一個輸入端（同相端或反相端），二者極性相反，為負反饋，簡稱為“一、反、負”；反之，二者極性相同，則為正反饋，簡稱為“一、同、正”。

圖3 多級放大電路的反饋電路Figure 3 Feedback circuit of multistage amplifier circuit

對于多級放大電路，判斷反饋時，反饋電路只看由末級輸出端直接引至第一級輸入端的反饋電路，而不管各級的反饋電路。如上圖3所示，只看電阻元件R所組成的這一條反饋電路。利用瞬時極性法判斷時，按照放大電路信號的傳輸方向，假設加在反相輸入端的輸入信號ui的極性為正，經過電阻元件R1將極性為正的信號由反相輸入端進入集成運放A1，輸出時極性為負，信號經過電阻元件R2進入集成運放A2的反相端，輸出時極性為正，再由反饋電阻R組成的反饋電路將極性為正的輸出信號uo的一部分或者全部引入到同相輸入端。輸入信號和反饋信號加在輸入的兩端，極性相同，所以為負反饋。

2.2 電壓、電流及串、并聯反饋的判斷

（1）判斷電壓、電流反饋要看放大電路的輸出端：反饋電路直接從輸出端引出或者從負載電阻RL上端引出的，則是電壓反饋，簡稱“上、壓”；從負載電阻RL的下端（靠近接地點）引出的，則是電流反饋，簡稱“下、流”。

（2）判斷串、并聯反饋要看放大電路的輸入端：如果反饋信號和輸入信號加在同一個輸入端(同相或反相)，則是并聯反饋，簡稱“一、并”；如果輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端(同相和反相)，則是串聯反饋，簡稱“兩、串”。

2.3 負反饋四種類型的判斷

（1）串聯電壓負反饋：如圖4所示，反饋信號和輸入信號分別加在反相端和同相端（兩、串），即為串聯反饋；反饋信號從負載電阻RL的上端引出（上、壓），即為電壓反饋。

圖4 串聯電壓負反饋Figure 4 Negative feedback of series voltage

（2）并聯電壓負反饋：如圖5所示，反饋信號和輸入信號同時加在反相端（一、并），即為并聯反饋；反饋信號從負載電阻RL的上端引出（上、壓），即為電壓反饋。

圖5 并聯電壓負反饋Figure 5 Negative feedback of parallel voltage

（3）串聯電流負反饋：如圖6所示，反饋信號和輸入信號分別加在反相和同相兩端（兩、串），即為串聯反饋；反饋信號從負載電阻RL的下端引出（下、流），即為電流反饋。

圖6 串聯電流負反饋Figure 6 Negative feedback of series current

（4）并聯電流負反饋：如圖7所示，反饋信號和輸入信號同時加在反相端（一、并），即為并聯反饋；反饋信號從負載電阻RL的下端引出（下、流），即為電流反饋。

圖7 并聯電流負反饋Figure 7 Negative feedback of parallel current

2.4 交、直流反饋的判斷

在放大電路中，根據需要放大不同類別的信號，如交、直流分量，采用不同的耦合方式。如圖8所示，交流分量和直流分量的信號均可以通過RE，所以RE引入的是交、直流反饋。如果發射極有旁路電容C，RE中僅有直流分量的信號通過，這時RE引入的則是直流反饋[5]。電路中引入直流負反饋的目的是穩定靜態工作點，引入交流負反饋的目的是改善放大電路的性能[6]。

圖8 交、直流反饋Figure 8 Ac and Dc feedback

3 總結

電子技術模擬電路中反饋類型的判斷，許多教材和相關資料上，無論是利用定義判斷還是各種計算方法等，文字敘述內容多，思路復雜，比較抽象，計算分析過程不容易弄懂，學生不易理解。通過多年實踐教學、潛心研究，運用簡單易行的20字口訣：“兩、同、負”和“兩、反、正”，“一、反、負”和“一、同、正”及“一、并”和“兩、串”，“上、壓”和“下、流”，就可以高效快速，準確無誤的判斷反饋的類型。把原來晦澀難懂，耗時較長的知識點用輕松，易懂，省時省力的方式傳授給學生。甚至還可以精簡到7字口訣法：“兩、同、負”“一、并”“上、壓”來關聯記憶進行判斷，做到由淺入深，通俗易懂的教學模式。

[1]計科峰,劉安芝.放大電路反饋判斷問題的教學方法[J].電氣電子教學學報,2013,35(2)：63-65.

[2]秦曾煌,姜三勇.電工學(下冊)電子技術[M].北京：高等教育出版社(第七版),2008：131-137.

[3]徐安靜.模擬電子技術[M].北京：清華大學出版社,2008.

[4]康華光.電子技術基礎模擬部分[M].北京：高等教育出版社(第5版),2006：331-332.

[5]馮志紅,趙擁軍.一種簡便的反饋類型判別方法[J].電氣電子教學學報,2012,34(1)：108-112.

[6]王曉明,王慶亮.放大電路中的反饋快速判斷教學方法[J].遼寧科技大學學報,2011,36(6)：601-603.