反饋的概念及判斷

反饋的概念及判斷實(shí)際上在前面的章節(jié)中已經(jīng)遇到過(guò)反饋。例如，在三極管H參數(shù)小信號(hào)模型的輸入回路中，電壓hv就反映了三極管輸出電壓v對(duì)輸入電壓v的反作用，rececebe這就是一種反饋（此反饋?zhàn)饔煤苄?，可以忽略）。由于這種反饋產(chǎn)生在器件（三極管）內(nèi)部，故稱(chēng)為內(nèi)部反饋。又如，在基極分壓式射極偏置電路中，實(shí)質(zhì)上就是通過(guò)外接發(fā)射極電阻R引入的反饋來(lái)穩(wěn)定集電極靜態(tài)電流I的。這種通過(guò)外eC接電路元件人為引入的反饋稱(chēng)為外部反饋。本章所討論的反饋都指這種外部反饋。所以，更具體地說(shuō)，在電子電路中，所謂反饋，是指將電路輸出電量（電壓或電流）的一部分或全部通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)，用一定的方式送回到輸入回路，以影響輸入電量（電壓或電流）的過(guò)程。圖XX_01引入反饋的放大電路稱(chēng)為反饋放大電路，它由基本放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)、輸出取樣、輸入求和四部分組成一個(gè)閉合環(huán)路，稱(chēng)為反饋環(huán)路。只有一個(gè)反饋環(huán)路組成的放大電路，稱(chēng)為單環(huán)反饋放大電路，如圖XX_01所示。其中，x是輸入信號(hào)；x是IO輸出信號(hào)；x是反饋信號(hào)；x是凈輸入信號(hào)。這些電量可以是電壓，也可以是電FID流。從工程觀點(diǎn)出發(fā)，在分析反饋放大電路時(shí)，均可設(shè)反饋環(huán)路中信號(hào)是單向傳輸?shù)模鐖D中箭頭所示。即認(rèn)為信號(hào)從輸入到輸出的正向傳輸（即放大）只經(jīng)過(guò)基本放大電路，而不通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)。這是因?yàn)榉答伨W(wǎng)絡(luò)一般由無(wú)源元件組成，沒(méi)有放大作用，故其正向傳輸作用可以忽略。正向傳輸?shù)脑鲆鏋樾男模ァ６盘?hào)從輸出到輸入的反向傳輸只通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)，而不通過(guò)基本放大電路（這是因?yàn)閮?nèi)部反饋?zhàn)饔煤苄?，可以忽略）。反向傳輸系?shù)為必①，稱(chēng)為反饋系數(shù)。

由圖XX_01可以得知，判斷一個(gè)放大電路中是否存在反饋，只要看該電路的輸出回路與輸入回路之間是否存在反饋網(wǎng)絡(luò)（或反饋通路）。若沒(méi)有反饋網(wǎng)絡(luò)，則不能形成反饋，這種情況稱(chēng)為開(kāi)環(huán)。若有反饋網(wǎng)絡(luò)存在，則能形成反饋，稱(chēng)這種狀態(tài)為閉環(huán)。①當(dāng)輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、反饋信號(hào)為正弦信號(hào)時(shí)，增益及反饋系數(shù)表達(dá)式中的各量均用復(fù)數(shù)表示即,=恥氐F=耳％表示、'，即卩 ，在放大電路中艱苦含有直流分量，也含有交流分量，因而，必然有直流反饋與交流反饋之分。反饋信號(hào)中只含有直流分量的稱(chēng)為直流反饋。或者說(shuō)存在于放大電路的直流通路中的反饋網(wǎng)絡(luò)引入直流反饋。直流反饋影響電路的直流性能，如靜態(tài)工作點(diǎn)。反饋信號(hào)中只含有交流分量的和炙交流反饋?；蛘哒f(shuō)存在于交流通路中的反饋網(wǎng)絡(luò)引入交流反饋。交流反饋影響電路的交流性能。本章主要是研究交流負(fù)反饋。圖XX_01XX_01（b）、（C）分別是圖XX_01（a）XX_01（b）、（C）分別是圖XX_01（a）所示電路的直流通路和交流通路。在直流通路中，電阻R構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò),在直流通路中，電阻R構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò),e引入直流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)電流IC（其原理與過(guò)程與知識(shí)點(diǎn)0350201中介紹的相似）。在交流通路中，R和R構(gòu)成反饋網(wǎng)eL絡(luò)，引入交流反饋。由于電容C的隔直作用，負(fù)載電阻R上沒(méi)有直流電量，因b2L此，通過(guò)R只引入交流反饋，而R上既有直流電量又有交流電量，因而同時(shí)引Le入了直流反饋和交流反饋。

由反饋電路組成框圖可以得知，反饋信號(hào)送回到輸入回路與原輸入信號(hào)共同作用后，對(duì)凈輸入信號(hào)的影響有兩種結(jié)果：一種是使凈輸入信號(hào)比沒(méi)有引入反饋時(shí)減小了，稱(chēng)這種反饋為負(fù)反饋；另一種是使凈輸入信號(hào)比沒(méi)有引入反饋時(shí)增加了，稱(chēng)這種反饋為正反饋。在放大電路中一般引入負(fù)反饋。常用正、負(fù)反饋的判斷方法——瞬時(shí)變化極性法（簡(jiǎn)稱(chēng)瞬時(shí)極性法）。具體做法是：先假設(shè)輸入信號(hào)在某一瞬時(shí)的極性為正（即相對(duì)于共同端而言有增加的趨勢(shì)），用（+）號(hào)標(biāo)出，并設(shè)信號(hào)的頻率在中頻區(qū)，然后根據(jù)各種基本放大（如共射、共源、共基、共集、共漏電路，差分放大電路及運(yùn)算放大器等）的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)間的相位關(guān)系，從輸入到輸出一級(jí)一級(jí)地標(biāo)出放大電路中各有關(guān)點(diǎn)的電位的瞬時(shí)極性，或有關(guān)支路的電流的瞬時(shí)流向，以確定從輸出回路到輸入回路的反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性，最后判斷反饋信號(hào)是削弱還是增強(qiáng)了凈輸入信號(hào)，如果是削弱，則為負(fù)反饋，反之則為正反饋。在反饋放大電路中，反饋網(wǎng)絡(luò)把輸出電量（輸出電壓或輸出電流）的一部分或全部取出來(lái)送回到輸入回路，因此，在放大電路輸出端的取樣方式有兩種：一種是電壓取樣，這時(shí)反饋信號(hào)是輸出電壓的一部分或全部，即反饋信號(hào)與輸出電壓成正比（心=外。），稱(chēng)為電壓反饋,如圖XX_01（a）所示。另一種是電流取樣，這時(shí)反饋信號(hào)是輸出電流的一部分或全部，即反饋信號(hào)與輸出電流成正比「心=%)稱(chēng)為電流反饋，如圖XX_01(b)所示。判斷是電壓反饋還是電流反饋時(shí)，常用“輸出短路法”，即假設(shè)負(fù)載短路(R=0),L使輸出電壓v=0，看反饋信號(hào)是否還存在，若反饋信號(hào)不存在了，則說(shuō)明反饋信o號(hào)與輸出電壓成比例，是電壓反饋；若反饋信號(hào)還存在，則說(shuō)明反饋信號(hào)不是與輸出電壓成比例，而是和輸出電流成比例，是電流反饋。由于反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出端有電壓和電流兩種取樣方式，在放大電路輸入端有串聯(lián)和并聯(lián)兩種求和方式，因此可以構(gòu)成四種組態(tài)(或稱(chēng)類(lèi)型)的負(fù)反饋放大電路，即電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路。圖XX_01(a)是電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的組成框圖，圖XX_01(b)是它的一個(gè)實(shí)際電路。設(shè)輸入信號(hào)為正弦交流信號(hào)①。對(duì)交流反饋而言，圖XX_01(b)中的電阻R與R組成反饋網(wǎng)絡(luò)，R上的電壓卩i是反饋信號(hào)。用輸出短路法判斷其反f11饋取樣方式，即令兔=吸=叭則有^=°，反饋信號(hào)不存在，所以是電壓反饋。在放大電路的輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)于輸入回路中，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓形式求和，因而是串聯(lián)反饋。電壓負(fù)反饋的重要特點(diǎn)是具有穩(wěn)定輸出電壓的作用。例如，在圖XX_01(b)電路中，當(dāng)監(jiān)大小一定，由于負(fù)載電阻R減小而使盅的大小下降時(shí)，該電路L能自動(dòng)進(jìn)行以下調(diào)節(jié)過(guò)程：可見(jiàn)，通過(guò)電壓負(fù)反饋能使V不受R變化的影響，說(shuō)明電壓負(fù)反饋放大電oL路具有較好的恒壓輸出特性。

為增強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔?，圖XX_01中宜采用內(nèi)阻R小的信號(hào)源，即恒壓源或近似恒s壓源。綜合電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入恒壓與輸出恒壓的特性，可將其稱(chēng)為壓控電壓源。①?gòu)谋局R(shí)點(diǎn)開(kāi)始，設(shè)輸入信號(hào)為正弦波。討論交流反饋時(shí)，電路中相應(yīng)的電壓、電流等均用復(fù)數(shù)表示。電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的組成框圖如圖XX_01（a）電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的組成框圖如圖XX_01（a）所示，圖XX_01（b）是它的一個(gè)實(shí)際電路。對(duì)交流信號(hào)為（-）,電流幾、為（-）,電流幾、I迅的瞬時(shí)流向如圖中箭頭所示。于是，凈輸入電流而言，R為反饋元件。流過(guò)R的電流'為反饋信號(hào)。ff即反饋叫沁，因此"斤。用輸出短路法，令兔航化航），則=°,信號(hào)不存在，故為電壓反饋。在放大電路的輸入端反饋信號(hào)與輸入信號(hào)接于同一節(jié)點(diǎn)，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流形式求和，因此是并聯(lián)反饋。應(yīng)用瞬時(shí)極性法，設(shè)％在某一瞬時(shí)的極性為（+），則常也為（+）,經(jīng)反相放大后，輸出電壓瞪即反饋比沒(méi)有反饋時(shí)減小了，故為負(fù)反饋。綜合以上分析，圖XX_oi（b）是兔=i-=-_電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路，其反饋系數(shù)^必舛為互導(dǎo)反饋系數(shù)。該電路也具有穩(wěn)定輸出電壓的作用。例如，當(dāng)人大小一定，由于負(fù)載電阻坨減小而使畫(huà)的大小下降時(shí)，該電路能自動(dòng)進(jìn)行以下調(diào)節(jié)過(guò)程：

為增強(qiáng)負(fù)反饋的效果，電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路宜采用內(nèi)限很大的信號(hào)源，即電流源或近似電流源。綜合電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的輸入恒流與輸出恒壓的特性，可將其稱(chēng)為電流控圖XX_01圖XX_01(a)是電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的組成框圖，圖XX_01(b)是它的一個(gè)實(shí)際電路。在這個(gè)電圖XX_01圖XX_01(a)是電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的組成框圖，圖XX_01(b)是它的一個(gè)實(shí)際電路。在這個(gè)電路中，對(duì)交流信號(hào)而言，R是反饋元件。放大電路的輸出電流人流過(guò)R及R，在LfR上產(chǎn)生的電壓兀='丘是反饋信號(hào)。用輸出短路法設(shè)R=0、所以反饋信號(hào)^所以反饋信號(hào)^=0,即反饋信號(hào)與輸出電流成比例?？梢?jiàn)通過(guò)R引入f電流反饋。反饋信號(hào)嶺在輸入回路中與輸入電壓監(jiān)串聯(lián)求和，屬于串聯(lián)反饋。當(dāng)設(shè)監(jiān)、％的瞬時(shí)極性為(+)時(shí)，經(jīng)A同相放大后，盅及忘也為(+),使凈輸入電壓WZ)比沒(méi)有反饋時(shí)減小了，是負(fù)反饋。綜合上述分析可知,圖XX_01(b)是電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。反饋系數(shù)圖XX_01(b)是電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路。反饋系數(shù)為互阻反饋系數(shù)。電流負(fù)反饋的特點(diǎn)是維持輸出電流基本恒定，例如，當(dāng)V一定，由于負(fù)載電阻iR變動(dòng)(或b值下降)使輸出電流減小時(shí)，引入負(fù)反饋后，電路將進(jìn)行如下自動(dòng)L調(diào)整過(guò)程：由此說(shuō)明電流負(fù)反饋具有近似于恒流的輸出特性，即在V不變(R=0,V=V)isis的情況下，當(dāng)R變化時(shí)，I基本不變，放大電路的輸出電阻趨于窮大。因此，可Lo將電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路稱(chēng)為電壓控制的電流源，或電壓-電流變換器。

圖XX_01(a)圖XX_01(a)是電流并聯(lián)負(fù)反饋放圖，圖XX_01(b)是它的一個(gè)實(shí)際電路。在這個(gè)電路中電阻R和R構(gòu)成交f1圖XX_01流反饋網(wǎng)絡(luò)。設(shè)放大電路反相輸入端交流電位知的瞬時(shí)極性為(+)，則輸出端圖XX_01交流電位的極性應(yīng)為(-)，由此可