模拟电子技术中瞬时极性法如何判断正负反馈 - 全文

　　什么是模拟电子技术

　　包括电位及其分析方法、二极管及其基本电路、三极管及其放大电路、场效应管及其放大电路、集成运算放大器、信号运算与处理电路、负反馈放大电路、功率放大电路、正弦波振荡电路和小功率直流稳压电源10章内容。

　　反馈极性的判断方法——瞬时极性法

　　反馈在电技术中应用十分广泛。反馈有正，负之分。负反馈主要用于模拟放大电路中，负反馈既能稳定静态工作点，又能改善放大电路的各种性能。放大电路很少用正反馈。在一定条件下放在电路中的负反馈可转化为正反馈，形成自激振荡，使放大器不能正常工作，这是要避免的一面。正反馈还有有利的一面，就是在波形产生的电路中，人为地把电路接成反馈形式，产生所需的波形。在电子技术实践中，要正确组成反馈放大电路和振荡电路。必须清晰准确地判别正负反馈。如何有效判别正负反馈？本文介绍瞬时（变化）极性法。

　　为了迅速准确地判断反馈极性，应该注意以下几点：

　　（1）正确理解电路中各点瞬时极性的含义。所谓正极性，在输入正弦波时，可以指正弦波的正半周;在输入非正弦波时，示该点的电位增大或该支路的瞬时电流增大。反之，所谓负极性指交流信号的负半周或瞬时量减少。

　　（2 ）熟悉常用放大电路输入输出之间的相位关系。在共射组态中，信号由基极输入，集电极输出，输入与输出之间相位相反。在共基组态中，信号由发射极输入，集电极输出，输入与输出之间相位相同。在共集组态中，信号由基极输入，发射极输出，输入与输出之间相位相同。同理也不难确定差分放大电路和集成运算放大电路中的相位关系。

　　（3 ）理解放大器件中输入输出间的控制原理，以确定净输入量。如对于运算放大器，不难看出运放两个输入端之间的差模输入电压或输入电流可以控制运放的输出电压或电流;对于三管组成的放大电路来说，三极管的基极输入电流或发射结电压的大小控制输出电压或电流;对于差分放大电路来说，差模输入电压或基极输入电流控制输出电压或电流。因此，根据输入回路中输入信号与反馈信号的接法，可以判断净输入信号是增加还是减小，从而确定电路中的反馈极性是正反馈还是负反馈。

　　学习反馈电路，掌握反馈的基本概念和判别方法

　　（1）什么是反馈？反馈就是将放大电路的输出信号的一部分，通过一定电路形式送回到输入回路称为反馈。

　　（2）反馈元件如何判别？既与输出回路相连，又与输入回路相连的器件都是反馈元件；虽仅在输出回路或输入回路，但与反馈支路相连，并对反馈信号大小产生影响的元件也是反馈元件。

　　（3）如何构成反馈放大器？引入反馈的放大电路称为反馈放大电路，即反馈放大器。（见图1）

　　图中A是基本放大电路，F是反馈网络，两部分构成一个闭环。X’i和x’f分别是输入信号和反馈信号，x’d是净输入信号，三者汇交的节点称为混合环节。X’i、x’f、x’d可以是电压信号，也可以是电流信号，x’i与x’f在节点处可以相加也可以相减。如果是串联反馈x’i和x’f都用电压表示，两个电压在此串联相减。如果是并联反馈，x’i和x’f都用电流表示，两个电流在此并联相减。

　　（4）什么是正反馈，负反馈？如果反馈信号x’f与原来外加的输入信号x’i相位相同，使放大器净输入信号增强为正反馈，反之就称为负反馈。

　　那么，在具体电路中如何正确判断是正反馈还是负反馈呢？一般是利用电路中各点对“地”的交流电位的瞬时极性来判别。假设放大电路中的输入电压处于某一瞬时极性（正半周为正，用“十”表示，负半周为负，用“一”表示），沿放大电路通过反馈网络再回到输入回路。依次定出电路中各点电位的瞬时极性。如果反馈信号与原假定的输入信号瞬时（变化）极性相同，则表明为正反馈，否则为负反馈。这就是瞬时（变化）极性法简称瞬时极性法。

　　严格地说，反馈极性（正反馈还是负反馈）与信号的频率有关，我们通常所说的反馈极性是指中频而言。在此频率下，通常把射极旁路电容，隔直电容看作短路，把管子的极间电容看作开路，并且不产生相移。

　　运用瞬时极性法判定电路各点电位极性时，一定要非常熟练掌握三极管三种基本联接方式（组态）的判定及相应组态输出信号电压的相位关系。双极性型或单极型的晶体三极管有三种基本联接方式（组态），其中双极型是共射极，共集电极和共基极。见下图：

　　在共射极电路中，基极电位和集电极电位的瞬时极性相反，当有射极电阻并且没有旁路电容时，基极电位和发射极电位间瞬时极性相同。在共基极电路中，输出电压与输入电压相位相同。则有发射极电阻的射极电位的瞬时极性与集电极相同，当有基极电阻无旁路电容时，射极电位与基极相反。（见图3）同理在共集电极电路中，因为输出电压与输入电压同相，基极电位与射极电位相同，与集电极电位相反（见图4）。

　　用瞬间极性法判断反馈极性要注意运用同点连接判别法。同点连接法，若反馈支路的输出端与放大电路信号的输入端同点相连，且瞬时变化极性相同，则该反馈为正反馈，反之为负反馈。（见图7）

　　若反馈之路的输出端没有返回到放大电路输入端，而是返回到共同极端，且两者（x’f和x’i）相位相同，反馈信号起到削弱输入信号的作用，相当于向放大电路输入端（同点）反馈“一”极性反馈信号，是负反馈。（见图8）

　　瞬时极性法判断反馈极性时，为了迅速而正确判断反馈极性应该熟悉每一个放大器输入量与输出量的相位关系。以下举二例说明。

　　例1．指出下图的反馈元件，并说明其反馈极性

　　答：图中v1.v2均为共射极组态，Rf，cf是反馈元件。根据瞬极性法B1（+）-B2（-）-Rf（f）.vf与vi同极性，但是不是同点连接，VB2=vi-vf。净输入信号减小，所以该反馈为负反馈。Re1，Re2也是反馈元件，用瞬间极性判断，Re1为负反馈，Re2为直流负反馈。

　　例2．判断图示Rf的反馈极性

　　答：图10中由Cf ， Rf支路引反馈极性。先假设vi的瞬时极性为上正下负，然后根据各极组态或输入输出的位置可以判断输出量的瞬时极性。图示中可以看出，第一级是共集极组态，信号由基极入射极出两者同相；第二级是射极组态（有Re2），信号由射极入。集电极出，两者反相；第三级也是共射极组态（有Re3）输入输出信号又一次反相。所以总的来说，输出量与输入量同相，输出电压的瞬时极性也是上正下负。但是，反馈支路的输端不是同点连接而是返回到共同极点vi与vf串联相减，所以反馈极性为负。反之，如果放大电路各级组态和级数原来就使输出量和输入量的瞬时极性相反，则这样串联相减的结果使反馈极性为正。

　　总之，反馈极性归根到底取决于反馈量与输入量的相位关系以及两者在输入端的接法。这是因为：放大电路的输入电压和输出电压都有一端为地，所以为引入电压负反馈，如果是串联反馈（反馈支路的输出关没有返回到信号输入端的同点）放大电路的输出量与输入量必须同相，即反相级数必须为偶数；如果是并联反馈（反馈支路的输出端与输入信号的输出端同点连接），放大电路的输出量与输入量必须反相，即反相级数必须为奇数。

　　综上所述：反馈有正负之分，在正反馈中，反馈量增强原输入量，使相应的增益上升，但都有可能使放大电路工作稳定（产生自激），在负反馈中，反馈量削弱原输入量，使相应的增益下降，但却能稳定与反馈量成正比的输出量。判断反馈极性的方法：用瞬间极性法的前提是按中频段考虑的。

　　具体步骤是：

　　（1）先假定输入量的瞬时极性。

　　（2）根据放大电路各级的组态决定输出量与反馈量的瞬时极性。（3）根据输入量与反馈量在输入端的接法及瞬时极性关系判断反馈极性。