放大电路反馈判断问题的教学方法

计科峰，刘安芝，邹焕新，刘希顺

(国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙 410073)

放大电路反馈判断是“模拟电子技术基础”课程的重点和难点之一。反馈判断包括放大电路有无反馈、直流反馈和交流反馈、反馈极性(正反馈和负反馈)以及交流负反馈组态(电压串联、电压并联、电流串联和电流并联)的判断。对反馈判断理解和掌握的好坏，直接影响放大电路的反馈乃至整个“模拟电子技术基础”课程的教学效果。关于反馈判断教学方法的探讨一直是“模拟电子技术基础”课程教学研究中的重点和热点课题［1-3］。

1 放大电路有无反馈的判断

1)基本准则

判断放大电路有无反馈的基本准则是:若放大电路中存在将输出回路与输入回路相连接的通路，并由此影响放大电路的净输入量，则表明其中引入了反馈;否则便没有反馈。我们在教学实践中发现，有相当部分学生在碰到实际电路时，却无法正确判断其中是否存在反馈［4］。

2)举例与分析

比如对图1(a)所示电路，基本上所有学生都可以正确判断出其中引入了反馈，但是当去掉电阻R变成如图1(b)所示电路时，有相当一部分学生还会认为其中引入了反馈。但事实上，虽然图1(b)中电阻RL跨接在集成运放的输出端与反相输入端之间，但是由于其反相输入端接地，所以RL只不过是集成运放的负载，而不会使u0作用于输入回路，因此电路中并没有引入反馈。

图1 放大电路有无反馈的判别

部分学生不能正确判断图1(b)中有无反馈的原因，主要在于其忽视了有无反馈判断准则里通路两个字的意义，也即没有注意到该准则的后半句“并由此影响放大电路的净输入量”。因此，学生只要看到放大电路的输出回路和输入回路连接在了一起，就认为电路中引入了反馈。事实上，图1(b)输出回路和输入回路虽然连接在了一起，但是该连接并不意味着输出信号的一部分或全部会经过该连接作用到输入信号，并由此影响放大电路的净输入量，因为该连接并不是一个通路。因此，在介绍有无反馈判断的基本准则的基础上，进一步结合对图1所示例子的分析，可使学生对有无反馈的判断理解得更深刻。

2 直流反馈与交流反馈的判断

1)基本准则

如果反馈量只含有直流量则称为直流反馈，只含有交流量，则称为交流反馈。或者说，仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈，仅在交流通路中存在的反馈称为交流反馈。在很多放大电路中，通常是交直流反馈兼而有之。因此，判断直流反馈与交流反馈关键归结为绘制放大电路的直流和交流通路，而两者的主要区别就体现在电容通交流阻直流以及电感通直流阻交流的特性差异上。因此，关于直流反馈与交流反馈的判断，主要是提醒学生注意放大电路中有无电容和电感等电抗性元件。

2)举例与分析

在具体讲授过程中，我们可利用图2的例子。图2是学生在基本放大电路部分已熟悉的分压式静态工作点稳定电路。在其交流通路中，旁路电容Ce可视为短路，此时电路中不存在将输出回路与输入回路相连接的通路，并由此影响放大电路的净输入量，因此此时电路中无交流反馈;而在其直流通路中，旁路电容Ce可视为开路，此时Re中只含有直流量，因此电路中引入了直流反馈。进一步，如果去掉电路中的Ce，此时Re中既有直流量又有交流量，因而电路中既引入了直流反馈又引入了交流反馈。

图2 分压式静态工作点稳定电路

3 串联反馈与并联反馈的判断

一般教材中都在讲述完有无反馈、直流反馈与交流反馈的判断之后，紧接着讲述反馈极性即正反馈与负反馈的判断［5］。笔者在教学实践中发现，将串联反馈与并联反馈的判断提前到反馈极性的判断之前讲授，将更有助于学生理解和掌握反馈极性的判断。

1)基本准则

若输入回路与反馈网络串联，即反馈信号为电压量，与输入电压求差而获得净输入电压，则为串联反馈;若输入回路与反馈网络并联，即反馈信号为电流量，与输入电流求差而获得净输入电流，则为并联反馈。对于串联反馈，反馈信号与输入信号以电压信号的形式求差，也即它们作用在放大电路中两个不同的节点上。相应的，并联反馈的反馈信号与输入信号以电流信号的形式求差，也即它们作用在放大电路中同一个节点上。这样即可通过观察基本放大电路的输入回路与反馈网络的连接方式，判断放大电路引入的是串联反馈还是并联反馈。

2)举例与分析

对集成运放电路来说，若反馈信号与输入信号同时作用在运放的同相输入端或反相输入端，则为并联反馈;若一个作用在同相输入端，另一个作用在反相输入端，则为串联反馈。

对三极管放大电路来说，若反馈信号与输入信号同时作用在三极管的基极或发射极，则为并联反馈;若有一个作用在基极，另一个作用在发射极则为串联反馈。

4 正反馈与负反馈的判断

1)基本准则

正反馈与负反馈的判断又称为反馈极性的判断。瞬时极性法是判断电路中反馈极性的基本方法。假定电路输入信号在某一时刻对地的极性，并以此为依据，逐级判断电路中各相关点电流的流向和电位的极性，从而得到输出信号的极性;再根据输出信号的极性判断出反馈信号的极性;若反馈信号使基本放大电路的净输入信号增大，则说明引入了正反馈;若反馈信号使基本放大电路的净输入信号减小，则说明引入了负反馈。

若能在反馈极性判断之前，明确地判断出反馈到底是串联反馈还是并联反馈，显然将有助于反馈极性的判断。这正是笔者在教学实践中，将串联反馈与并联反馈地判断提至反馈极性判断之前的基本出发点。

2)举例与分析

对于串联反馈，反馈信号与输入信号作用在放大电路中两个不同的节点上，若输入信号与反馈信号的瞬时极性相同则为负反馈，反之，若输入信号与反馈信号的瞬时极性相反则为正反馈。

对于并联反馈，反馈信号与输入信号作用在放大电路中同一个节点上，若反馈元件两端信号的瞬时极性相反则为负反馈，相同则为正反馈。

根据前面串联反馈与并联反馈的判断方法，易知图3(a)和图(b)分别为并联反馈和串联反馈。另外，根据瞬时极性法可逐级判断出电路中各相关点电流的流向和电位的极性分别如图所示。根据上面的反馈极性判断准则，可很容易地判断出图3(a)是一个并联负反馈，而图3(b)为串联正反馈。由图3的例子可见，在反馈极性的判断中引入反馈是串联反馈或并联反馈的信息，可有效简化反馈极性的判断过程。

图3 正反馈与负反馈的判断

3)关于电流流向和电位极性的判断

在利用瞬时极性法判断反馈极性时，部分学生不能正确的判断电路(特别是分立元件三极管放大电路)中各相关点电流的流向和电位的极性。这主要是由于对基本放大电路部分内容印象不深所致。因此，我们在教学中，可引导学生回顾之前基本放大电路的有关特性:放大电路三种基本组态中，只有共射放大电路的输出与输入是反相的，而共集和共基电路的输出与输入均是同相的;对差分放大电路来说，如果从T1管的基极输入信号，从T1的集电极输出，则输出与输入是反相的，若从T2的集电极输出，则输出与输入是同相的。

5 电压反馈与电流反馈的判断

电压反馈和电流反馈的区别在于基本放大电路的输出回路与反馈网络的连接方式不同。具体地，若输出回路与反馈网络并联，即反馈信号取自负载上输出电压，则为电压反馈;否则，若输出回路与反馈网络串联，即反馈信号取自负载上输出电流，则为电流反馈。因此，可以采用如下方法进行判断。

1)输出短路法

输出短路法就是令负反馈放大电路的输出电压u0=0，即把输出端交流负载短路接地，若反馈量也随之为零，则说明电路中引入了电压反馈，否则若反馈量依然存在，则说明电路中引入了电流反馈。

2)输出断路法

输出断路法就是令负反馈放大电路的输出电流i0=0，即把输出端交流负载断(开)路。若反馈量也随之为零，则说明电路中引入了电流反馈;否则若反馈量依然存在，则说明电路中引入了电压反馈。

我们还可进一步启发学生，电压反馈和电流反馈的判断也可通过观察输出回路与反馈网络的连接方式。即:若输出信号u0与反馈网络作用在放大电路中同一个节点上(也即:两者直接相连)，则是电压反馈;否则，若输出信号u0与反馈网络作用在放大电路中两个不同的节点上(也即:两者之间隔着元件)，则是电流反馈。显然，基于该准则可更简单、直观的判断电压反馈与电流反馈。

6 结语

本文结合笔者的教学实践，针对学生在反馈判断学习过程中容易出现的问题，探讨了相应的处理及教学方法。在本文对放大电路有无反馈、直流与交流反馈、串联与并联反馈、正负反馈、电压与电流反馈的判断方法分别讲授的基础上，将其综合运用即可实现放大电路反馈的判断。

另外，我们还可在后续教学过程中，结合负反馈对放大电路性能的影响和反馈的正确引入、深度负反馈条件下放大电路的分析计算以及负反馈放大电路的自激振荡及消除等反馈部分其它知识点的讲授，进一步加深、强化学生对反馈判断的深刻理解与熟练掌握。

［1］ 葛卫清，“模拟电子技术”负反馈章节内容的教学改革与实践［J］，电气电子教学学报，31(B11)，2009.11，p52-53.

［2］ 冯志红，赵拥军，一种简便的反馈类型判别方法［J］，电气电子教学学报，34(1)，2012.2，p108-112.

［3］ 李月乔，一种学习放大电路和反馈基本原理的新方法［J］，电气电子教学学报，33(6)，2011.12，p101-108.

［4］ 华成英，童诗白主编，模拟电子技术基础 (第4版)［M］，北京:高等教育出版社，2006.

［5］ 高吉祥主编，模拟电子技术 (第3版)［M］，北京:电子工业出版社，2011.