電子技術(shù)基礎(chǔ)項(xiàng)目化教程課件 項(xiàng)目五 集成運(yùn)算放大電路的應(yīng)用 5.2.2 反饋類型的判斷方法

5.2相關(guān)知識(shí)5.2.2反饋類型的判斷方法總目錄下頁1.反饋的基本概念

在實(shí)際中我們需要的放大器是多種多樣的，前面所學(xué)的基本放大電路是不能滿足我們的要求的。為此我們?cè)诜糯箅娐分惺謴V泛的應(yīng)用負(fù)反饋的方法來改善放大電路的性能。5.2.2

反饋類型的判斷方法下頁上頁首頁

（1）反饋的概念

將放大器輸出信號(hào)（電壓或電流）的一部分（或全部），經(jīng)過一定的電路（稱為反饋網(wǎng)絡(luò)）送回到輸入回路，與原來的輸入信號(hào)（電壓或電流）共同控制放大器，這樣的作用過程稱為反饋，具有反饋的放大器稱為反饋放大器。對(duì)放大電路而言，由多個(gè)電阻、電容等反饋元件構(gòu)成的電路，稱之為反饋網(wǎng)絡(luò)。

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（2）反饋放大電路的一般表達(dá)方式

反饋放大電路方框圖如圖5-8所示。

表示開環(huán)放大器（也叫基本放大器），

表示反饋網(wǎng)絡(luò)。

表示輸入信號(hào)（電壓或電流），

表示輸出信號(hào)，

表示反饋信號(hào)，

表示凈輸入信號(hào)。通常，把輸出信號(hào)的一部分取出的過程稱作“取樣”；把

與

疊加的過程叫做“比較”。下頁上頁首頁圖5-8反饋放大電路方框圖

引入反饋后，按照信號(hào)的傳輸方向，基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)閉合環(huán)路，所以把引入了負(fù)反饋的放大器叫閉環(huán)放大器，而未引入反饋的放大器叫開環(huán)放大器。

凈輸入信號(hào)為：

開環(huán)放大倍數(shù)(或開環(huán)增益)為：=

/

反饋系數(shù)為：=

/

放大器閉環(huán)后的閉環(huán)增益為：

=

/

由以上可知：

上式是反饋放大器的基本關(guān)系式，它是分析反饋問題的基礎(chǔ)。其中

叫反饋深度，用其表征反饋的強(qiáng)弱。

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（1）若

＞1，則

＜

，加入反饋后A減小，為負(fù)反饋。

（2）若

＜1，則

＞

，加入反饋后A增加，為正反饋，放大電路性能不穩(wěn)定，很少用。（3）若

，則

，ui=0，仍有輸出信號(hào)，這種現(xiàn)象稱為自激振蕩。下頁上頁首頁2.反饋的類型及其判定方法

（1）正反饋和負(fù)反饋

當(dāng)電路中引入反饋后，反饋信號(hào)能削弱輸入信號(hào)的作用，稱為負(fù)反饋。負(fù)反饋能使輸出信號(hào)維持穩(wěn)定。相反，反饋信號(hào)加強(qiáng)了輸入信號(hào)的作用，稱為正反饋。正反饋將破壞電路的穩(wěn)定性。下頁上頁首頁

判斷一個(gè)反饋是正反饋還是負(fù)反饋通常使用“瞬時(shí)極性法”：先假設(shè)斷開反饋網(wǎng)絡(luò)，在輸入端加一正極性信號(hào)，使信號(hào)沿著信號(hào)傳輸路徑向下傳輸（從輸入到輸出），再?gòu)妮敵龇聪騻鬏敚ǚ答仯┑捷斎攵耍谳斎攵伺c原輸入信號(hào)相比較，看凈輸入信號(hào)是增加還是減小，反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)增加是正反饋，反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)減小是負(fù)反饋。

只存在于某一級(jí)放大器中的反饋，稱為本級(jí)反饋。存在于兩級(jí)以上的放大器之間的反饋，稱為級(jí)間反饋。下頁上頁首頁例5-1如圖5-9所示，分析電路結(jié)構(gòu)，判斷反饋極性。下頁上頁首頁

判斷之前必須先找出反饋網(wǎng)絡(luò)。反饋網(wǎng)絡(luò)：本電路有兩個(gè)反饋網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)是R2

，另一個(gè)是R3

和R4

的串聯(lián)，兩個(gè)反饋皆為級(jí)間反饋，必須分開分別判斷。

R2

的反饋：設(shè)先斷開反饋網(wǎng)絡(luò)，并設(shè)從A1同相端（信號(hào)輸入端）加一正極性信號(hào)“+”（如圖），則由集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)可知，輸入信號(hào)經(jīng)A1后，仍為“+”，經(jīng)R5

直接耦合至A2反相端，極性不變。然后從A2輸出時(shí)變?yōu)樨?fù)極性輸出信號(hào)“－”。再經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)R2

，取回的電壓信號(hào)并無相位變化，仍為負(fù)極性信號(hào)，所以反饋信號(hào)與輸入信號(hào)極性相反，凈輸入信號(hào)減小。因此，此反饋網(wǎng)絡(luò)引入的是負(fù)反饋。同理，判斷R3

和R4

構(gòu)成的串聯(lián)反饋為正反饋。下頁上頁首頁例5-2判斷圖5-10反饋極性。下頁上頁首頁

對(duì)單管放大電路，分析判斷的依據(jù)是ube（凈輸入信號(hào)）的變化。

為了消除反饋效果，放大器又能正常工作，可以假設(shè)短路Re

，消除放大器中的反饋。則ube=ub,所以不影響輸入電壓ube。接入Re后，ube=ub-ue，反饋的效果是反饋信號(hào)消弱了輸入信號(hào)（ube），所以是負(fù)反饋。由Re構(gòu)成的反饋為本級(jí)反饋。

（2）交流反饋和直流反饋

在放大電路的交流通路中存在的反饋稱為交流反饋，直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，直流反饋常用于穩(wěn)定直流工作點(diǎn)，交流反饋主要用于放大電路性能的改善。判斷方法是電容觀察法。即若反饋通路有隔直電容則為交流反饋；若反饋通路有旁路電容則為直流反饋；若反饋通路無電容，則為交直流反饋。下頁上頁首頁

（3）電壓反饋和電流反饋

按反饋信號(hào)的取樣方式分類：從放大器的輸出端看，反饋網(wǎng)絡(luò)要從放大器的輸出信號(hào)中取回反饋信號(hào)，通常有兩種取樣方式。按取樣方式的不同，反饋分為電壓反饋和電流反饋。

①電壓反饋

反饋信號(hào)取自輸出電壓或者輸出電壓的一部分（與輸出電壓成比例），此種反饋稱為電壓反饋，如圖5-11所示。

下頁上頁首頁圖5-11電壓反饋

②電流反饋

反饋信號(hào)取自輸出電流或者輸出電流的一部分（與輸出電流成比例），此種反饋稱為電流反饋，如圖5-12所示。下頁上頁首頁圖5-12電流反饋

判斷方法簡(jiǎn)稱假想負(fù)載短路法，即令Uo＝0，將放大電路輸出端交流短路，若反饋信號(hào)Xf消失，則為電壓反饋（Xf＝FUo）；若反饋信號(hào)Xf仍然存在，則為電流反饋（Xf＝FIo）。畫出方框圖，也可直接根據(jù)A、F網(wǎng)絡(luò)在輸出端連接形式來判定：并聯(lián)為電壓反饋，串聯(lián)為電流反饋。

一般說來，反饋信號(hào)取自電壓輸出端（RL兩端）的為電壓反饋，反饋信號(hào)取自非電壓輸出端的為電流反饋。下頁上頁首頁

（4）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

從放大器的輸入端看，反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的反饋信號(hào)與輸入信號(hào)混合產(chǎn)生凈輸入信號(hào)，按反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的混合方式分類，反饋可分為并聯(lián)反饋和串聯(lián)反饋。

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①并聯(lián)反饋

反饋網(wǎng)絡(luò)、放大器和信號(hào)源為并聯(lián)關(guān)系，輸入信號(hào)電流被分流。反饋網(wǎng)絡(luò)直接影響凈輸入電流，此種反饋稱為并聯(lián)反饋，如圖5-13所示。

下頁上頁首頁圖5-13并聯(lián)反饋

②串聯(lián)反饋

反饋網(wǎng)絡(luò)、放大器和信號(hào)源均為串聯(lián)關(guān)系，輸入信號(hào)電壓被分壓。反饋網(wǎng)絡(luò)直接影響凈輸入電壓，此種反饋稱為串聯(lián)反饋，如圖5-14所示。下頁上頁首頁

圖5-14串聯(lián)反饋

判斷方法簡(jiǎn)稱假想輸入信號(hào)短路法。是令ui=0，即假想將放大電路輸入端交流短路，若反饋信號(hào)作用不到放大電路輸入端，這種反饋為并聯(lián)反饋；若反饋信號(hào)仍能作用到放大電路輸入端，則為串聯(lián)反饋。當(dāng)然也可直接根據(jù)基本放大電路與反饋網(wǎng)絡(luò)的連接方式確定。一般說來，對(duì)于分立元件構(gòu)成的反饋，反饋信號(hào)加到共射電路基極的反饋為并聯(lián)反饋；反饋信號(hào)加到共射電路發(fā)射極的反饋為串聯(lián)反饋。下頁上頁首頁

①電壓串聯(lián)負(fù)反饋

在圖5-15a)中，uo

經(jīng)Rf與R1分壓反饋到輸入回路，故有反饋；反饋使凈輸入電壓uid

減小，為負(fù)反饋；RL=0，無反饋，故為電壓反饋；uid=ui

uf

故為串聯(lián)反饋。下頁上頁首頁圖5-15電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)：1）輸出端，反饋信號(hào)直接取自輸出電壓；

2）輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)不直接接信號(hào)輸入端。下頁上頁首頁

②電壓并聯(lián)負(fù)反饋

在圖5-16(a)中，Rf

為輸入回路和輸出回路的公共電阻，故有反饋；反饋使凈輸入電流iid

減小，為負(fù)反饋；RL=0，無反饋，故為電壓反饋；iid=ii

if

，故為并聯(lián)反饋。下頁上頁首頁圖5-16電壓并聯(lián)負(fù)反饋

電壓并聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)：

1）輸出端，反饋信號(hào)直接取自輸出電壓；

2）輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)直接接信號(hào)輸入端，與輸入信號(hào)混合。下頁上頁首頁

③電流串聯(lián)負(fù)反饋

在圖5-17(a)中，Rf為輸入回路和輸出回路的公共電阻，故有反饋；反饋使凈輸入電壓uid

減小，為負(fù)反饋；RL=0，反饋存在，故為電流反饋；uid=ui–uf

故為串聯(lián)反饋。下頁上頁首頁圖5-17電流串聯(lián)負(fù)反饋

電流串聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)：

1）輸出端，反饋網(wǎng)絡(luò)不直接接輸出端,反饋信號(hào)取自輸出電流；

2）輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)不直接接信號(hào)輸入端。下頁上頁首頁

④電流并聯(lián)負(fù)反饋

在圖5-18(a)中，Rf介于輸入回路和輸出回路，故有反饋；反饋使凈輸入電流iid

減小，為負(fù)反饋；RL=0，反饋存在，故為電流反饋；iid=ii–if

，故為并聯(lián)反饋。同樣（b）中為分立元件構(gòu)成的電流并聯(lián)負(fù)反饋。下頁上頁首頁圖5-18電流并聯(lián)負(fù)反饋

電流并聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn)：

1）輸出端，反饋網(wǎng)絡(luò)不直接接輸出端，

2）輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)直接接信號(hào)輸入端。下頁上頁首頁

（6）反饋組態(tài)的判斷

判斷反饋組態(tài)應(yīng)從輸出端的取樣方式和輸入端的連接方式分別判斷反饋類型，綜合即為反饋組態(tài)。

通?？墒褂?/p>

“短路法

”判斷：

①?gòu)妮敵龆丝?，假設(shè)短路負(fù)載RL

，使u

o=0，仍有反饋信號(hào)的是電流反饋；反饋信號(hào)消失的是電壓反饋。因電流反饋取樣于輸出電流而非輸出電壓，短路負(fù)載RL

雖然使輸出電壓為0但輸出電流不為0。

②從輸入端看，短路信號(hào)源，使ui=0，若反饋信號(hào)也被短路而消失的為并聯(lián)反饋，仍有反饋信號(hào)的為串聯(lián)反饋。

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例5-3判斷下列各負(fù)反饋放大電路反饋組態(tài)下頁上頁首頁

解：由以上分析可知：

a）圖中，反饋元件為R4，從輸出端看，負(fù)載短路后反饋消失則為電壓反饋；輸入信號(hào)短路后，反饋信號(hào)仍能作用到放大電路輸入端的是串聯(lián)反饋；共集電極放大電路輸入輸出同相，凈輸入量ube減小，所以為負(fù)反饋；因此此反饋為電壓串聯(lián)負(fù)反饋；

b）圖中，有兩個(gè)本級(jí)反饋，分別為A1和A2兩極集成運(yùn)算放大器的。反饋元件分別為R2和R4；根據(jù)假想負(fù)載短路法可知兩者構(gòu)成的皆為電壓反饋；輸入端反饋節(jié)點(diǎn)短路后，反饋信號(hào)消失則為并聯(lián)反饋；對(duì)于單個(gè)集成運(yùn)放組成的負(fù)反饋，從輸出引到反相輸入端的為負(fù)反饋，引到同相輸入端的為正反饋，此兩種反饋皆為負(fù)反饋；本級(jí)反饋都為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。

由R6、R7

組成的反饋為級(jí)間反饋。根據(jù)假想負(fù)載短路法，負(fù)載短路后反饋信號(hào)依然存在的為電流反饋；輸入信號(hào)短路后，反饋信號(hào)仍能作用到放大電路輸入端的是串聯(lián)反饋；如圖所標(biāo)輸入輸出極性關(guān)系，反饋