放大電路中負反饋的判斷方法

2022-05-02 08:24:05 字數 2311 閱讀 5934

段東興 負反饋在電子電路中的應用非常廣泛,引入負反饋後,雖然放大倍數降低了,但是換來很多好處,在很多方面改善了放大電路的效能。例如,提高了放大倍數的穩定性;改善了波形失真;尤其是通過選用不同型別的負反饋,來改變放大電路的輸入電阻和輸出電阻,以適應實際的需要。

在電子技術的教學中,負反饋的判斷一直是乙個重點和難點內容。學生對於這一部分內容較難理解。經過長期的教學實踐,總結出以下的判斷方法。

該方法系統地給出了反饋的判別步驟,在教學中證明簡單易學,易於理解。

1. 反饋迴路的判斷

電路的放大部分就是電晶體或運算放大器的基本電路。而反饋是把放大電路輸出端訊號的一部分或全部引回到輸入端的電路,則反饋迴路就應該是從放大電路的輸出端引回到輸入端的一條迴路。這條迴路通常是由電阻和電容構成。

尋找這條迴路時,要特別注意不能直接經過電源端和接地端,這是初學者最容易犯的問題。例如圖1如果只考慮極間反饋則放大通路是由t1的基極到t1的集電極再經過t2的基極到t2的集電極;而反饋迴路是由t2的集電極經rf至t1的發射極。反饋訊號uf=ve1影響淨輸入電壓訊號ube1。

圖1 電壓串聯負反饋

2. 交直流的判斷

根據電容「隔直通交」的特點,我們可以判斷出反饋的交直流特性。如果反饋迴路中有電容接地,則為直流反饋,其作用為穩定靜態工作點;如果迴路中串連電容,則為交流反饋,改善放大電路的動態特性;如果反饋迴路中只有電阻或只有導線,則反饋為交直流共存。

圖1種的反饋即為交直流共存。

3. 正負反饋的判斷

正負反饋的判斷使用瞬時極性法。瞬時極性是一種假設的狀態,它假設在放大電路的輸入端引入一瞬時增加的訊號。這個訊號通過放大電路和反饋迴路回到輸入端。

反饋回來的訊號如果使引入的訊號增加則為正反饋,否則為負反饋。在這一步要搞清楚放大電路的組態,是共發射極、共集電極還是共基極放大。每一種組態放大電路的訊號輸入點和輸出點都不一樣,其瞬時極性也不一樣。

如圖2所示。相位差1800則瞬時極性相反,相位差00則瞬時極性相同。運算放大器電路也同樣存在反饋問題。

運算放大器的輸出端和同相輸入端的瞬時極性相同,和反相輸入端的瞬時極性相反。

圖2 不同組態放大電路的相位差

依據以上瞬時極性判別方法,從放大電路的輸入端開始用瞬時極性標識,沿放大電路、反饋迴路再回到輸入端。這時再依據負反饋總是減弱淨輸入訊號,正反饋總是增強淨輸入訊號的原則判斷出反饋的正負。

在電晶體放大電路中,若反饋訊號回到輸入極的瞬時極性與原處的瞬時極性相同則為正反饋,相反則為負反饋。其中注意共發射極放大電路的反饋有時回到公共極——發射極,此時反饋回到發射極的瞬時極性與基極的瞬時極性相同則為負反饋,相反則為正反饋。圖1中的瞬時極性判斷順序如下:

t1基極(+)→t1集電極(-)→t2基極(-)→t2集電極(+)→經rf至t1發射極(+),此時反饋回到發射極的瞬時極性與基極的瞬時極性相同所以電路為負反饋。在運算放大器反饋電路中,若反饋回來的瞬時極性與同一端的原瞬時極性相同則為正反饋,相反則為負反饋;若反饋回來的瞬時極性與另一端的原瞬時極性相同則為負反饋,相反則為正反饋。

4. 反饋型別的判斷

反饋型別是特指電路中交流負反饋的型別,所以只有判斷電路中存在交流負反饋才判斷反饋的型別。反饋是取出輸出訊號(電壓或電流)的全部或一部分送回到輸入端並以某種形式(電壓或電流)影響輸入訊號。所以反饋依據取自輸出訊號的形式的不同分為電壓反饋和電流反饋。

依據它影響輸入訊號的形式分為串聯反饋和併聯反饋。

圖3 電流併聯負反饋

(1) 串聯併聯的判斷

反饋的串並聯型別是指反饋訊號影響輸入訊號的方式即在輸入端的連線方式。串聯反饋是指淨輸入電壓和反饋電壓在輸入迴路中的連線形式為串聯,如圖1中的淨輸入電壓訊號ube1和反饋訊號uf=ue1;而併聯反饋是指的淨輸入電流和反饋電流在輸入迴路中併聯,如圖3中的淨輸入電流ib1和if的連線形式。綜合一下就是反饋訊號如果引回到輸入迴路的發射極即為串聯反饋,引回到基極即為併聯反饋。

而在運算放大器負反饋電路中,反饋引回到輸入另一端則為串聯反饋如圖4,圖中ud與uf串聯連線;如果引回到輸入另一端則為串聯反饋如圖5,圖中id與if併聯連線。

圖4 電壓串聯負反饋圖5 電流併聯負反饋

(2)電壓電流的判斷

電壓電流反饋是指反饋訊號取自輸出訊號(電壓或電流)的形式。電壓反饋以圖4為例,反饋電壓uf是經r1、r2組成的分壓器由輸出電壓uo取樣得來。反饋電壓是輸出電壓的一部分,故是電壓反饋。

在判斷電壓反饋時,可以採用一種簡便的方法,即根據電壓反饋的定義——反饋訊號與輸出電壓成比例,設想將放大電路的負載rl兩端短路,短路後如使uf=0(或if=0),就是電壓反饋。

電流反饋以圖5為例, 圖中反饋電流if為電阻r1和r2對輸出電流io的分流,所以是電流反饋。另一種簡便方法就是將負載rl開路(rl=∞),致使io=0,從而使if=0,即由輸出引起的反饋訊號消失了,從而確定為電流反饋。

放大電路反饋的判斷方法

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