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反馈分类:有效的反馈分类方法

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4.4直流反馈和交流反馈3.电压反馈和电流反馈根据反馈信号在放大电路输出端不同的采样方式,可分为电压反馈和电流反馈。

反馈分类:有效的反馈分类方法

1.正反馈负反馈

根据反馈的效果可以区分反馈的极性,使放大电路净输入信号增大的反馈称为正反馈;使放大电路净输入信号减小的反馈称为负反馈。 通常采用瞬时极性法判别放大电路中引入的是正反馈还是负反馈。 先假定输入信号为某一瞬时极性,然后根据中频段各级电路输入输出电压相位关系(对于分立元件,共发射极电路反相、共集电极和共基极电路同相; 对于集成运放,uo与up同相,uo与un反相),逐级推出其他相关各点的瞬时极性,最后判断反馈到输入端的信号是增强了还是减弱了净输入信号。 为了便于说明问题,在电路中用符号和分别表示瞬时极性的正和负,以表示该点电位上升还是下降。

例如,在图4.3 (a) 中,假设输入信号ui在某一瞬时极性为⊕,由于输入信号加在集成运放的反相输入端,故输出电压uo的瞬时极性为⊖,而反馈电压uf是经电阻分压uo后得到的,因此反馈电压uf的瞬时极性也为⊖,并且加在了集成运放的同相输入端。 集成运放的净输入电压即差模输入电压为u′i =uid =up -un =ui -uf,uf 的瞬时极性为⊖表示电位下降,则u′i增大,所以引入的反馈是正反馈。

图4.3 正反馈与负反馈

(a) 正反馈; (b) 负反馈

在图4.3 (b) 中,假设输入信号ui在某一瞬时极性为⊕,由于输入信号加在集成运放的同相输入端,故输出电压uo的瞬时极性为⊕,则uo经电阻分压后得到的反馈电压uf的瞬时极性也为⊕,表示电位上升,此时集成运放的净输入电压u′i =ui -uf减小,因此引入的反馈是负反馈。

2.直流反馈和交流反馈

根据反馈信号的交、直流性质,可分为直流反馈和交流反馈,如图4.4 所示。

如果反馈信号中只有直流分量,则称为直流反馈; 如果反馈信号中仅有交流分量,则称为交流反馈。 在很多情况下,反馈信号中同时存在直流信号和交流信号,则交、直流反馈并存。

图4.4 直流反馈和交流反馈

3.电压反馈和电流反馈

根据反馈信号在放大电路输出端不同的采样方式,可分为电压反馈和电流反馈。 若反馈信号取自输出电压,或者说与输出电压成正比,则称为电压反馈; 若反馈信号取自输出电流,或者说与输出电流成正比,则称为电流反馈。

判断是电压反馈还是电流反馈,可采用负载短路法。 假设将放大电路的负载RL 短路,此时输出电压为零,若反馈信号也为零,则说明反馈信号与输出电压成正比,因而属于电压反馈; 反之,如果反馈信号依然存在,则表示反馈信号不与输出电压成正比,属于电流反馈。

在图4.5 (a) 所示电路中,假设输出端负载RL短接,即uo =0,则反馈电阻Rf相当于接在集成运放的同相输入端和地之间,反馈通路消失,反馈信号不存在,故该反馈是电压反馈。(www.xing528.com)

在图4.5 (b) 所示电路中,如果将负载RL 短接,反馈信号uf 依然存在,则是电流反馈。

图4.5 电压反馈和电流反馈

(a) 电压并联负反馈; (b) 电流串联负反馈

4.串联反馈和并联反馈

根据放大电路输入端输入信号和反馈信号的比较方式,可分为串联反馈和并联反馈。 如果反馈信号与输入信号进行电压比较,即反馈信号与输入信号是串联连接,则称为串联反馈。 如果反馈信号与输入信号在输入端进行电流比较,即反馈信号与输入信号并联连接,则称为并联反馈。

判断是串联反馈还是并联反馈可采用输入回路的反馈节点对地短路法。 若反馈节点对地短路,输入信号作用仍存在,则说明反馈信号和输入信号相串联,故所引入的反馈是串联反馈。 若反馈节点接地,输入信号作用消失,则说明反馈信号和输入信号相并联,故所引入的反馈是并联反馈。

例如,在图4.5 (a) 中,假设将输入回路反馈节点a 接地,输入信号ui无法进入放大电路,而只是加在电阻R1上,故所引入的反馈为并联反馈; 在图4.5 (b) 中,如果将反馈节点a 接地,输入信号ui仍然能够加到放大电路中,即加在集成运放的同相输入端,由图可见,输入电压ui与反馈电压uf进行比较,其差值为集成运放的差模输入电压,故所引入的反馈为串联反馈。

通过上面的分析可以发现,若是串联反馈,反馈信号以电压的形式存在; 若是并联反馈,反馈信号以电流的形式存在。

例4.1 在图4.6 所示电路中是否引入了反馈? 若引入了反馈,试判断其反馈极性和反馈类型。

图4.6 例4.1 电路图

解: 该电路是两级放大电路,电阻R2和R4引入的是局部反馈,即对于第一级集成运放A1 由R2引入了电压并联负反馈,对于第二级集成运放A2 由R4引入的也是电压并联负反馈。另外,一条导线将输出回路和输入回路连接起来,因此整个电路也引入了反馈,故将此称为级间反馈。

通常主要讨论的是级间反馈。 根据瞬时极性法,假设输入信号ui的瞬时极性为⊕,经过集成运放A1 和A2 后,输出电压uo的瞬时极性为⊕,反馈电压uf的瞬时极性也为⊕,由此可判断出反馈电压增大,则净输入电压ui′=ui -uf减小,所以说该反馈是负反馈; 将输入端反馈节点a 接地,输入信号仍可从反相端输入,故是串联反馈; 在输出端将RL短接,由于输出电流的作用,反馈电压uf依然存在,所以是电流反馈,由此可得该电路所引入的反馈是电流串联负反馈。

总之,放大电路中的反馈形式多种多样,正反馈会使放大电路不稳定,而负反馈可以改善放大电路的许多性能。 直流负反馈主要用于稳定放大电路的静态工作点,而交流负反馈可改善放大电路的各项动态指标。

本章将重点分析各种形式的交流负反馈,将输入端和输出端的连接方式综合起来,负反馈放大电路可以有4 种基本类型,即电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。

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