放大电路中反馈极性判断的教学方法探讨
2016-10-18邢茹闫志忠
邢茹+闫志忠
摘 要:负反馈放大电路是模拟电子技术中的重要内容。本文就如何判断放大电路中的反馈极性进行了分析,结合教学实际,得到了反馈极性的判断方法和判断原则,以实例进行说明。
关键词:正负反馈;瞬时极性法;判断原则
【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216(2016)08C-0076-02
在各种电子设备中,人们经常采用反馈的方式改善电路的性能,以达到实际工作中提出的技术指标。凡是在精度、稳定性或其他性能方面有较高要求的放大电路,大多引入了各种形式的反馈,反馈不仅是改善放大电路性能的重要手段,也是电子技术和自动调节原理的一个基本概念。
在放大电路中根据反馈极性的不同可以将其分为正反馈和负反馈两种类型。在教学中判断反馈极性是重点也是难点,其判断方法的使用一直困扰着学生们。基于上述情况,本文就正负反馈的判断做简单明了的分析。
一、反馈的定义
在放大电路中,如果要引入反馈,必须具备两个条件。一是必须在输入端和输出端建立通路,而这条通路不能直接连接电源或零点位;二是放大电路的输出量(输出电压或输出电流)的部分或全部通过一定的形式反送到输入端,这样会引起输入端电量发生变化,从而引起放大倍数的变化。如果放大倍数提高则为正反馈,如果放大倍数降低则为负反馈。在《模拟电子技术基础》中通常采用瞬时极性法判断正负反馈类型。
实际上在学习中,共射放大电路中的Re就是一条反馈支路(如图1)。在电路中,由于电阻Rb1,Rb2分压,基极电位UBQ固定。由于环境温度升高导致放大电路在静态时的集电极电流ICQ增大,IEQ随之增大,则UEQ=IEQRe。由于固定了UBQ,加在基极和发射极之间的电压UBEQ=UBQ-UEQ将减小,从而使IBQ减小,ICQ也随之减小,这样就牵制了ICQ、IEQ的增加,使得它们基本不随温度的变化而变化。
二、反馈极性的判断过程
(一)判断方法
在学习中采用瞬时极性法很容易判断出放大电路中反馈的极性,它是判断电路中反馈极性的基本方法。首先,假定输入信号在某一时刻对地的极性,然后,逐级推出电路其他各相关点电流的流向和电位的极性,最后,判断反馈到输入端信号的瞬时极性是增强还是削弱了原来的输入信号。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。
(二)判断原则
利用瞬时极性法判断后,还得遵循其判断原则。瞬时极性法的判断原则是:反馈量与输入量在不同输入端,极性相同为负反馈;反之,为正反馈。反馈量与输入量在同一输入端,极性相反为负反馈;反之,为正反馈。这样把判断方法和判断原则结合起来,就得到了反馈极性。判断原则清晰地列入表1。
三、应用举例
分析中用符号“+”和“-”分别表示瞬时极性的正和负。
(一)集成电路正反馈放大电路
以图2为例,假设在输入端加一个瞬时极性为正的电压。由于输入信号加在集成运放的反相输入端,所以输出电压的瞬时极性为负,而反馈电压由输出电压经过电阻R1,R2分压后得到,反馈电压的瞬时极性为负。根据判断原则“反馈量与输入量在不同输入端,极性不同为正反馈”,对照表1,可以判断出该反馈为正反馈。
(二)分立元件负反馈放大电路
在图3 中,假设在输入端加一个瞬时极性为正的电压。由于输入信号加在第一级放大电路三极管的基极,经过三极管的集电极的电压为负,再到第二级三极管的集电极的电压为正,而反馈电压由输出电压经过电阻R6,R3分压后得到,反馈电压的瞬时极性为正。根据判断原则“反馈量与输入量在不同输入端,极性相同为负反馈”,对照表1,可以判断出该反馈为负反馈。
在电路中,负反馈虽然导致了放大倍数减小,但能够使各项性能指标得到改善,经常被采用。
例如,它能提高放大倍数的稳定性,减小非线性失真和抑制干扰,稳定输出电流、电压,也可以根据需要改变输入电阻、输出电阻。有时候为了得到较高的放大倍数,通常会在电路中接入正反馈支路,但是如果引入的正反馈太强,会使电路产生自激振荡。因此正负反馈的引入要视电路而定。
四、结束语
总之,正负反馈在电子电路中的应用到处可见,如何判断放大电路中的反馈极性,掌握瞬时极性法和判断原则就显得尤为关键,这有助于应用反馈极性达到对电路的某些指标要求。
参考文献:
[1]杨素行.模拟电子技术基础简明教程(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]华成英,童诗白.模拟电子技术基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[3]康华光.电子技术基础模拟部分(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1999.