反馈电路反馈方式的分析与判断

2013-12-03刘德林荆州教育学院信息工程系湖北荆州434000

长江大学学报(自科版) 2013年19期

刘德林（荆州教育学院信息工程系，湖北荆州434000）

反馈技术在模拟数字电路中有着广泛应用，其能够控制和改善电路的某些性能，扩展电路的应用范围，提高一系列性能指标，如负反馈电路能稳定静态工作点和放大倍数、减小非线性失真，展宽通频带以及改变输入、输出电阻，正反馈电路能产生自激振荡，获得各种不同波形和频率的输出信号［1－5］。对反馈方式的正确判断有其重要的应用价值，下面笔者就此方面进行了探讨。

1 如何确定电路有无反馈

在基本放大器中，信号由输入端加入，经过放大器放大后，从输出端取出。信号为单方向传递，如果将输出信号（电压或电流）的一部分或全部通过一定的电路送回到它的输入端，这样一个反向传输信号的通路称为反馈通路，带有反馈通路的放大器则称为反馈放大器（见图1），反馈通路通常由电阻器、电容器及电感器等构成。

由此可见：①确定电路有无反馈的核心是确定电路中有无反馈通路。如图2所示，反馈通路看得很清晰（Rf构成反馈通路），易断定电路中存在反馈。②但有时反馈通路并不明显，此时就检查输出回路有无共用的元件，若有，则此共用元件一般是反馈通路，并由此确定是否存有反馈。如在稳定工作点的射极偏置电路（见图3）中，反馈通路并不明显，但Rf是输入输出回路的共用元件，这是一个交流反馈的典型电路。

图1 反馈电路的一般形式

图2 确定电路中有无反馈通路

图3 射极偏置电路

2 反馈极性（正、负）的判断

反馈的极性判断是分析反馈放大器的基础。如何判断呢？一般采用瞬时极性法，有些文献仅以正、负反馈的定义加以判断，其过程较模糊不易操作，下面笔者给出明确的判断方法和要点。

1）判断的方法预先任意假设一个瞬时变化的增量作用于输入端，然后分析信号的传输及反馈过程，找出反馈量的变化趋势与外输入量增量之间的关系。根据两者的共同作用结果是增强或减弱净输入量来判断反馈的极性。

2）判断的要点掌握各级放大器输出信号与输入信号的相位关系。对于集成运算放大器，一般只有1个同相输入端和1个反相输入端，输入输出信号间的相位关系容易确定。对于其他放大器有如下原则：①对于共射级放大电路，输出信号与输入信号反相；②对于共基极电路和共集电极电路，输出信号与输入信号都是同相位的；③根据反馈信号的瞬时极性与输入信号的瞬时极性是一致还是相反便可以确定反馈的正、负。

如在图4中，假定输入量U 瞬时增加（用“＋”号表示），即A点为“＋”，根据上述原则，可以得到B、C、D、E等各点的极性如图所示，最后得到反馈通路的B端的瞬时极性与输入端A点的瞬时极性相反，由此确定此为三极负反馈放大器，因为反馈的结果削弱了净输入信号U。若反馈信号从B点改接在G点，则不难判断出为正反馈放大器，因为反馈的结果增强了净输入信号U。

图4 三极负反馈广大器

3 反馈方式及判断

以上根据引入反馈后对净输入信号增强或减弱的特点，把反馈分类为正和负2大类。但仅此不够，因反馈网络和基本放大器之间的连接方式不同，则整个电路所表现出来的电气特性（输入电阻是增大还是减小，输出电阻是增大还是减小等）存在着很大的区别，很有必要从其连接方式（即反馈方式）上进行分类和分析。要正确判断反馈方式，必须注意2个要点：

第一，具体分析判断之前，注意下面2个假设：输入信号只能通过基本放大器传送到输出端，而不能从反馈网络通过，即反馈网络具有单向传输性，只能回送反馈信号，不能让输入信号通过。反馈信号只能通过反馈网络，不能从基本放大器内部通过，即基本放大器也具有单向传输性（见图1）

第二，反馈方式的分类依据是以反馈信号在输入输出端与输入信号和输出信号的连接方式来决定的，根据反馈信号在输出端与输出电压或电流成比例，将反馈分为电压反馈型和电流反馈型；在输入端与输入激动源是串联还是并联，将反馈分为串联型和并联型。综合反馈信号在输入输出端与输入信号、输出信号的连接方式组合，可以分为电压串联、电压并联、电流串联、电流并联4种反馈方式。一般的判断方法，大致是先在输入端，看反馈方式是串联还是并联，然后在输出端，确定是电压反馈还是电流反馈。

在输入端如何判断串、并联，通常的判断方法有2种：从输入看反馈信号与输入激励源是串联还是并联；当输入激励源内阻R＝0时，看反馈效果是否消失，消失为并联，不消失为串联。这2种方法均不直观，不易确定。对于一些特殊电路，还可以有一些更简捷的判定方法，如电路图4，当反馈信号直接加在输入端，则可断定为并联反馈。方法是看反馈通路的尾节点与输入端的连接情况，若反馈通路的尾节点直接连接到输入激励信号端，或者说尾节点与输入端同节点，则为并联，否则为串联，在图4中，尾节点B与输入端A端同接点，由上述知，此电路为并联，若B端改接在G点，则为串联反馈。

在输出端如何判断电压反馈或电流反馈通常的方法有2种：看反馈信号是取自于输出电压还是输出电流。设想输出端交流短路，判断其有无反馈，有，为电流反馈，无，则为电压反馈。同时，还可以有更为简捷的判定方法，如电路图4中反馈信号直接从输出端引出，则可断定为电压反馈。