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2020-10-20
!反饋有正、負(fù)之分。若引入反饋后使凈輸入信號 #&’ 減小,恒溫金屬浴,即 #&’ 比 #& 小,則 稱為負(fù)反饋。將式("# $# $)和("# $# +)進(jìn)行比較可知,此時 !( 小于 !,故負(fù)反饋 使放大電路增益減小。根據(jù)式("# $# ,),由 !( 小于 !可推知,負(fù)反饋放大電路的 反饋深度($-!%)/$。若引入反饋后使凈輸入信號 #&’ 增大,即 #&’ 比 #& 大,則稱 為正反饋。正反饋使放大電路增益提高,反饋深度($-!%)0$。 正反饋雖能提高增益,但會使放大電路的工作穩(wěn)定度、失真度、 能顯著變壞;負(fù)反饋雖然降低了放大電路的增益,但卻使放大電路許多方面的性能 得到改善,所以,實(shí)際放大電路中均采用負(fù)反饋,而正反饋主要用于振蕩電路中。 反饋還有直流反饋和交流反饋之分。若反饋量只含有直流量,則稱為直流 反饋;若反饋量只含有交流量,則稱為交流反饋。在很多放大電路中,常常是交、 直流反饋兼而有之。直流負(fù)反饋影響放大電路的直流工作情況,常用以穩(wěn)定靜 態(tài)工作
點(diǎn);交流負(fù)反饋影響放大電路的交流性能,常用以改善放大電路的性能。 直流負(fù)反饋在前面討論放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定性時已作了介紹,本章主要 討論交流負(fù)反饋。 例 !" #" # !試分析圖 "# $# *所示電路是否存在反饋,反饋元件是什么,是正 反饋還是負(fù)反饋,是交流反饋還是直流反饋。 解:($)判別電路中有無反饋 判斷一個電路是否存在反饋,要看該電路的輸出回路與輸入回路之間有無 起聯(lián)系作用的反饋網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)的元件稱為反饋元件。 圖 "# $# *所示電路中,電阻 (1 既包含于輸出回路又包含于輸入回路,通過 (/.第 &章,負(fù)反饋放大電路 !! 把輸出電壓信號 " " 全部反饋到輸入回路中,因此存在反饋,反饋元件為 !! 。 (#)判別反饋極性 判別反饋是正反饋還是負(fù)反饋常采用瞬時極性法。具體方法是:先假定輸 入電壓信號 " $ 在某一瞬時的極性為正(當(dāng)電壓、電流的實(shí)際極性與圖中所標(biāo)參 考極性相同時稱極性為正,相反時則稱極性為負(fù)),并用 0標(biāo)記,
然后順著信號 傳輸方向,逐步推出有關(guān)信號的瞬時極性,并用 0或1標(biāo)記,直到推出反饋信號 #% 的瞬時極性,然后判斷反饋信號是增強(qiáng)還是削弱凈輸入信號。如果削弱,則為 負(fù)反饋,若增強(qiáng)則為正反饋。 圖 &’ (’ #電路中,假定輸入電壓 " $ 的瞬時極性為 0,根據(jù)共集電極放大電 路輸出電壓與輸入電壓同相的原則,可知輸出電壓 " " 的瞬時極性也為 0。由圖 可知, " %) " " ,放大電路的凈輸入信號 " $* ) " $+ " % ,因此 " % 削弱了凈輸入信號 " $* ,所引入的是負(fù)反饋。 圖 &’ (’ #,例 &’(’ (電路 (-)判別直流反饋和交流反饋 可這樣來判斷:如果反饋電路僅存在于直流通路中,則為直流反饋;如果反 饋電路僅存在于交流通路中,則為交流反饋;如果反饋電路既存在于直流通路 中,又存在于交流通路中,則既有直流反饋又有交流反饋。 圖 &’ (’ #電路中, !! 既通直流也通交流,所以該電路同時存在直流反饋和 交流反饋。 !" #" $%負(fù)反饋放大電路的基本類型 反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路在輸入、輸出端有不同的連接方式,根據(jù)輸入端連 接方式的不同分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋;根據(jù)輸出端連接方式的不同分為電壓 反饋和電流反饋。因此,負(fù)反饋放大電路有四種基本類型,如圖 &’ (’ -所示。 !" #%負(fù)反饋放大電路的組成及基本類型#2# 圖 !" #" $%四種基本類型負(fù)反饋的框圖 ( &)電壓串聯(lián)負(fù)反饋 %( ’)電流串聯(lián)負(fù)反饋 %( ()電壓并聯(lián)負(fù)反饋 %( ))電流并聯(lián)負(fù)反饋 一、電壓反饋和電流反饋 在輸出端,若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、負(fù)載 !* 并聯(lián)連接,如圖 !" #" $( &)、 (()所示,反饋信號取樣于輸出電壓,稱為電壓反饋;若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電 路、負(fù)載 !* 如圖 !" #" $、所示,則稱 串聯(lián)連接,(’)())反饋信號取樣于輸出電流, 為電流反饋。 電壓負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電壓,由圖 !" #" $(&)可見,當(dāng)輸入電壓不變時,如負(fù) 載電阻 !* 增大導(dǎo)致輸出電壓 " + 增大,則通過反饋使 " 也增大,因此 " -) 下降,迫 使 " + 減小,從而穩(wěn)定了輸出電壓。故電
壓負(fù)反饋放大電(,) 路具有恒壓輸出特性。 電流負(fù)反饋則穩(wěn)定輸出電流,由圖 !" #" $(’)可見,當(dāng)輸入電壓不變時,如輸出電 流 #+ 增大,則通過反饋使 " 也增大, " -) 下降,迫使 #+ 減小,從而穩(wěn)定了輸出電 流。因此,電流負(fù)反饋放大電(,) 路具有恒流輸出特性。 由圖 !" #" $可見,假設(shè)將輸出負(fù)載 !* 短路(即令 " + ./),則電壓負(fù)反饋電 路就不能引入反饋,而電流負(fù)反饋電路仍然能引入反饋。利用這個特點(diǎn)可以方 便地判斷是電流反饋還是電壓反饋。 二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋 如圖 !" #" $、 在輸入端,若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路串聯(lián)連接,(&)(’)所示, 實(shí)現(xiàn)了輸入電壓 " 與反饋電壓 " 的比較,使 " -) . " 0 " ,稱為串聯(lián)反饋。由于反饋電壓 " , 經(jīng)過信號源內(nèi)阻 !1加(,) 到凈輸入電壓 " -) 上, !1(,) 越小對 " , 的阻礙作用 #54第 !章,負(fù)反饋放大電路 就越小,反饋效果越好,所以,串聯(lián)負(fù)反饋宜采用低內(nèi)阻的恒壓源作為輸入信 號源。 在輸入端,若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路并聯(lián)連接,如圖 !" #" $(%)(、&)所示,實(shí)現(xiàn) 了輸入電流 !’ 與反饋電流 !( 的比較,使 !’& ) !’* !( ,則稱為并聯(lián)反饋。由于反饋電流 !( 經(jīng)過信號源內(nèi)阻 " + 的分流加到凈輸入電流 !’& 上, " + 越大對 !( 的分流就越小,反饋 效果越好,所以,并聯(lián)負(fù)反饋宜采用高內(nèi)阻的恒流源作為輸入信號源。 由圖 !" #" $可見,串聯(lián)反饋電路中的輸入信號和反饋信號是從基本放大電路的 不同輸入端子加入的,而并聯(lián)反饋電路中的輸入信號和反饋信號從基本放大電路的 相同輸入端子加入。利用這個特點(diǎn)可以方便地判斷是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。 !" #" $%負(fù)反饋放大電路的分析 下面介紹幾種常用的負(fù)反饋放大電路,并通過對這些電路的討論介紹反饋 放大電路的基本分析方法。 例 !" #" & ,分析圖 !" #" !(-)所示的反饋放大電路。 圖 !" #" !,電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路 ( -)電路圖 ,( .)電路分析 解:
圖 !" #" !( -)所示為集成運(yùn)放構(gòu)成的反饋放大電路,可將它改畫成圖 !" #" !(.)。由圖(.)可見:集成運(yùn)放 /為基本放大電路,電阻 " 0 跨接在輸出回 路與輸入回路之間,輸出電壓 #1 通過 " 0 與 " # 的分壓反饋到輸入回路,因此 " 0 、" # 構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)。 在輸入端,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路相串聯(lián),構(gòu)成串聯(lián)反饋,實(shí)現(xiàn)了電壓比 較式 #’& ) #’* #( ,因而能實(shí)現(xiàn)反饋?zhàn)饔。在輸出端,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、 負(fù)載電阻 " 2 并聯(lián)連接,由圖可得反饋電壓 #() #1 " # ($" #3 " 0),即反饋電壓 #( 取樣于輸出電壓 #1,故為電壓反饋。 "# $.負(fù)反饋放大電路的組成及基本類型$23 假設(shè)輸入電壓 !! 的瞬時極性為 0,如圖 "# $# "( %)所示,根據(jù)運(yùn)放電路同相 輸入時輸出電壓與輸入電壓同相的原則,可確定輸出電壓 !& 的瞬時極性也為 0。因為 !’( !& " $ (#" $) " * ),故 !’ 的瞬時極性也為 0。由于基本放大電路的 凈輸入信號 !!+ ( !!, !’ ,!’ 削弱了凈輸入信號 !!+ ,故引入的是負(fù)反饋。 綜上所述,圖 "# $# "(-)所示電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。 例 !" #" $ .分析圖 "# $# /(-)所示的反饋放大電路。 圖 "# $# /.電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路 ( -)電路圖 .( %)電路分析 解:圖 "# $# /( -)所示為集成運(yùn)放構(gòu)成的反饋放大電路,可將它改畫成圖 "# $# /(%),由圖(%)可見:集成運(yùn)放 0為基本放大電路, " * 為輸入回路和輸出回 路的公共電阻,故 " * 構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)。 在輸入端,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路相串聯(lián),故為串聯(lián)反饋,實(shí)現(xiàn)了電壓比 較式 !!+ ( !!, !’ 。在輸出端,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、負(fù)載電阻 " 1 相串聯(lián),反 饋信號 !’( $& " * ,因此反饋取樣于輸出電流 $& ,為電流反饋。 假設(shè)輸入電壓 !! 的瞬時極性為 0,根據(jù)運(yùn)放電路同相輸入時輸出電壓與輸 入電壓同相的原則,可確定運(yùn)放輸出端對地電壓 !%& 的瞬時極性為 0,故輸出電 流 $& 的瞬時流向如圖 "# $# /(%)所示,它流過電阻 " * 產(chǎn)生反饋電壓 !’ ,!’ 的瞬時 極性也為 0。由于凈輸入電壓 !!+ ( !!, !’ ,因此反饋電壓 !’ 削弱了凈輸入電壓 !!+ ,引入的是負(fù)反饋。 綜上所述,圖 "# $# /(-)所示電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。 例 !" #" ! .分析圖 "# $# 2(-)所示的反饋放大電路。 解:圖 "# $# 2(-)所示為集成運(yùn)放構(gòu)成的反相輸入反饋放大電路,可將它改 畫成圖 "# $# 2(%),可見,集成運(yùn)放 0為基本放大電路, " * 跨接在輸入
回路與輸 出回路之間構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)。 *+(第 (章,負(fù)反饋放大電路 在輸入端,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路相并聯(lián)構(gòu)成并聯(lián)反饋,實(shí)現(xiàn)了電流比較 式 !!" # !!$ !% 。在輸出端,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、負(fù)載電阻 " & 相并聯(lián),反饋 信號 !% 取樣于 #’ ,故為電壓反饋。 圖 () *) +,電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路 ( -)電路圖 ,( .)電路分析 假定輸入電壓源 #/ 的瞬時極性為 0,則輸入電流 !! 的瞬時極性也為 0;根 據(jù)運(yùn)放反相輸入時輸出電壓與輸入電壓反相,可確定運(yùn)放輸出電壓 #’ 的瞬時極 性為 1,故圖 () *) +(.)中反饋電流 !% 的瞬時極性為 0。由于凈輸入電流 !!" # !!$ !% ,反饋電流 !% 削弱了凈輸入電流 !!" ,所以引入的是負(fù)反饋。 綜上所述,圖 () *) +(-)所示電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。 例 !" #" $ ,試分析圖 () *) 0(-)所示的反饋放大電路。 圖 () *) 0,電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路 ( -)電路圖 ,( .)電路分析 !" #1負(fù)反饋放大電路的組成及基本類型#35 解:將圖 !" #$(%)改畫成圖 !" #" $(&),可見,集成運(yùn)放 ’為基本放大電路, !( 跨接在輸入回路與輸出回路之間, !( 、!# 共同構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)。 在輸入端,反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路相并聯(lián),為并聯(lián)反饋,實(shí)現(xiàn)了電流比較 式 " )* + " ), " 。在輸出端,
反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、負(fù)載電阻 ! 串聯(lián)連接,反 -. 饋信號 " 取樣于 " / ,為電流反饋。 - 假定輸入電壓源 #0 的瞬時極性為 0,則輸入電流 " ) 的瞬時極性也為 0;根 據(jù)運(yùn)放反相輸入時輸出電壓與輸入電壓反相,可確定運(yùn)放輸出端對地電壓 #$/ 的 瞬時極性為 1,所以運(yùn)放輸出電流 " / 的瞬時流向如圖 !" #" $( &)所示,由于 " 為 - " / 的分流電流,因此 " 的瞬時極性也為 0。凈輸入電流 " )* + " ), " ,反饋使凈輸 入電流 " )* 減小,故為負(fù)反饋。 綜上所述,圖 !" #" $(%)所示電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。 上面幾個例題中,通過把原電路改畫為框圖結(jié)構(gòu)形式,使負(fù)反饋電路的分析 顯得很直觀,一目了然。但在實(shí)際分析中,改畫電路未免麻煩,通常可觀察電路 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),直接進(jìn)行分析,下面舉例說明。 例 !" #" $ 1圖 !" #" 2(%)所示為某放大電路的交流通路,試指出反饋元件, 在圖中標(biāo)出反饋信號,并判斷反饋類型和反饋極性。 圖 !" #" 21例 !"#" 3電路 ( %)電路圖 1( &)電路分析 1(4)輸出短路時的電路 解:圖 !" #" 2(%)中,電阻 !( 跨接在輸入回路與輸出回路之間構(gòu)成反饋網(wǎng) 絡(luò),所以 !( 為反饋元件。在輸入端,反饋信號和輸入信號從放大電路的相同端 子加入,故為并聯(lián)反饋。在輸出端,假設(shè)將 #/ 兩端短路,則電路可畫成圖 #44第 !章.負(fù)反饋放大電路 !" #" $(%)所示,反饋不再存在,因此為電壓反饋。 由于并聯(lián)反饋是通過電流比較 !&’ ( !&) !* 來完成反饋?zhàn)饔玫,故輸入信號?反饋信號和凈輸入信號均為電流,分別如圖 !" #" $(+)中所標(biāo)。假定輸入電壓源 " 的瞬時極性為 0,則基極對地電壓的瞬時極性和
輸入電流 !& 的瞬時極性也為 0(,) ;根據(jù)共發(fā)射極放大電路輸出電壓與輸入電壓反相,可確定集電極對地電壓的 瞬時極性為 1,故 !* 的瞬時極性為 0。由于凈輸入電流 !&’ ( !&) !* ,反饋使凈輸 入電流 !&’ 減小,因此為負(fù)反饋。 綜上所述,圖 !" #" $(-)所示電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。 例 !" #" $ .由三極管構(gòu)成的兩級放大電路如圖 !" #" /( -)所示,試分析該電 路中的交流反饋。要求指出反饋元件,在圖中標(biāo)出反饋信號,判斷反饋類型和反 饋極性。 圖 !" #" /.多級反饋放大電路 ( -)兩級反饋放大電路 .(+)第二級電路的交流通路 ( %)交流通路 .(’)輸出短路時的交流通路 解:這是一個兩級放大電路構(gòu)成的反饋放大電路,斷開