放大电路中反馈类型的教学方法探讨

任英玉

(天津大学 电气自动化与信息工程学院， 天津 300072)

放大电路中反馈类型的教学方法探讨

任英玉

(天津大学 电气自动化与信息工程学院， 天津 300072)

反馈是电子系统的重要组成部分，反馈的内容丰富，教学中涉及的知识点广泛。本文结合具体实例电路，对反馈放大电路中存在的却不常提及的反馈类型提出了分析处理方法，这种教学方法对全面完整地理解反馈的概念行之有效。

负反馈；反馈类型；教学方法

反馈放大电路的教学内容，主要是根据反馈的定义，给出反馈的几种常见的分类方法。一般给出的反馈的分类有：直流反馈和交流反馈，正反馈和负反馈，交流负反馈有四个组态：电压串联负反馈、电压并联负反馈，电流串联负反馈、电流并联负反馈等。其实以上反馈的分类都是指人为反馈，并没有考虑器件内部存在的寄生反馈对放大电路的影响，若不点明，则不利于学生对反馈概念的透彻理解；还有在实际的多级放大电路中，其反馈通路也不止一条，反馈对电路的影响范围也不尽相同，有的影响可忽略不计，有的却需要高度重视。因此对反馈的影响范围也需要讲授清楚，即本级反馈还是级间反馈。为此，本文分别讨论寄生反馈和人为反馈；本级反馈和级间反馈。

1 寄生反馈和人为反馈的概念

反馈放大电路由两部分组成：基本放大电路模块和反馈网络模块。由于两个模块之间的输入与输出关系相互牵连，同时，在实际的反馈放大电路中，这两个模块也不是截然分开的，经常会出现你中有我，我中有你的情况，总之，反馈放大电路分析起来有一定难度。

如图1所示，反馈放大电路有两条信号传输通道，一条是输入信号沿着基本放大电路从输入端到输出端，称为信号的正向传输通道；另一条是输出信号经反馈网络从放大器的输出端到输入端，称为信号的反向传输通道。在课堂教学中，学生经常会发问：信号的正向传输通道中有没有信号的反向传输？同样，信号的反向传输通道中有没有信号的正向传输？要回答这个问题，就得从寄生反馈和人为反馈的概念说起。

图1 反馈放大电路的框图

图2所示是三极管共射极接法时,低频区的H参数小信号等效电路，由输入回路可以列出方程

vbe=rbeib+μrvce

上式说明三极管的输出电压vce的一部分μrvce反馈到了输入端并作为输入信号vbe的一部分对输入信号产生了影响。根据反馈的定义，μrvce部分构成了反馈。由于这个反馈是伴随三极管的制造而同时产生的，称为寄生反馈(或器件内部反馈)。在三极管H参数推导时，我们把μr叫反向电压传输比，量值在10-3～10-4之间，说明它所起的反馈作用很微弱，因此，在分析三极管放大电路时，我们对三极管的内部反馈(寄生反馈)的作用一直是忽略不计的[1]，即把图2中μrvce部分作短路处理。

图2 三极管共射极接法时低频小信号模型

其实,我们在分析反馈放大电路时，一般都是指人为反馈，所谓人为反馈是指为了改善放大电路的性能而人为、主动引入的反馈。反馈的分类如图3所示。

图4所示是一共射极放大电路。容易判断，Rb是反馈元件，构成的是电压并联负反馈，它的交流通路如图5所示。

图3 反馈的分类

图4 共射极放大电路

图5 交流通路

由于是并联负反馈，在输入端满足

ii=ib+if

if是反馈电阻Rb中的电流：

总之，图1中忽略了输出信号从输出端沿着基本放大电路到输入端的反向传输，只考虑了输入信号沿着基本放大电路到输出端的正向传输；同样，图1中忽略了输入信号从输入端沿着反馈网络的正向传输，只考虑了输出信号从输出端沿着反馈网络到输入端的反向传输。

另外，当直流电源电压的内阻过大时，多级放大电路中也可能产生寄生反馈[2]。如图6是两级阻容耦合放大电路。

图6 源自直流电源内阻的寄生反馈

设直流电源电压VCC的内阻为R，忽略两级的基极偏置电流后，电源端电压V近似为

V=VCC-(i1+i2)R

图7 带有退耦环节的放大电路

寄生反馈还可以源自电路中的分布电容或杂散电容、杂散电感；寄生反馈是有害的，严重时可使放大电路不能正常工作。在后续电子系统的设计中，如何设法避免或削弱它的影响是必须考虑的问题。

2 本级反馈和级间反馈的概念

实用的反馈放大电路一般都是多级放大电路，当然，其反馈通道也就可能不止一条，反馈对电路的影响范围也不同。根据反馈的范围不同，反馈可以分为本级反馈(也有称为局部反馈)和级间反馈。若反馈信号取自本级的输出，回送到本级的输入，即反馈只存在于该级的放大电路中，则称为本级反馈；若反馈信号取自多级放大电路的后级的输出，回送到多级放大电路的前级的输入，则称为级间反馈。

图8所示为两级阻容耦合放大电路。电阻Re1处于第一级放大电路的输入和输出回路中,它是第一级(即本级)的交、直流负反馈；Re2处于第二级放大电路的输入和输出回路中，它仅是第二级(即本级)的直流负反馈；Rf和Cf支路处于第一级和第二级放大电路的输入、输出回路中，因此Rf和Cf是两级放大电路的级间交流负反馈。

图8 两级阻容耦合放大电路

综上，本级反馈只为该级的反馈起作用，而级间反馈的范围比本级反馈范围大，级间反馈效果也会比本级反馈效果更为明显，所以级间反馈是本课程研究的重点。

(任英玉文)

图9 图8的反馈方框图

3 结语

综上所述，本文介绍的人为反馈和寄生反馈、本

级反馈和级间反馈的概念，能让学生全面地理解反馈及反馈放大电路，这也有利于学生对后续课程中工程问题的深入理解和研究。

[1] 张林, 陈大钦主编. 模拟电子技术基础(第三版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2014.

[2] 应巧琴，田志芬等编. 模拟电子技术基础 [M]. 北京: 高等教育出版社, 1991.

Discussion on the Teaching Method of Feedback Types in the Amplification Circuits

REN Ying-yu

(SchoolofElectricalandInformationEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)

Feedback is an essential and important component in the electronic system. The classification of feedback is content-rich and knowledge points involved in the teaching process is extensive. In this paper, combined with actual circuits, an analytical method is proposed regarding feedback types which are not frequently referred to yet exist in the feedback amplification circuits. This teaching method is proved to be effective in comprehensively understanding the concept of feedback.

negative feedback; feedback types; teaching method

2017-03-04;

2017-05- 12

天津大学2014年“课程质量提升计划”项目(TUQC)；天津大学本科教学综合改革项目(ZD14C026) 作者简介：任英玉(1965-)，女，硕士，副教授，主要从事模拟电子技术及数字电子技术教学与科研工作，E-mail: renyingyuee@tju.edu.cn

TN710

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1008-0686(2017)03-0044-04