放大电路中反馈的基本概念与判定

1、反馈的基本概念与判定

（1）概述

在实际的放大电路中，为了改善电路某些方面的性能，几乎都要引入这样那样的反馈，在电路中，将输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响输入量的措施称为反馈，按照反馈放大电路各部分电路的主要功能可将其分为基本放大电路和反馈网络两部分，前者主要放大信号，后者主要传输反馈信号，基本放大电路的输入信号称为净输入量，是由输入量和反馈量决定的，反馈放大电路的方块图如下图所示：

（2）判定方式

正反馈与负反馈的判断：根据反馈的效果可以区分反馈的极性，使放大电路净输入量增大的反馈称为正反馈，使放大电路净输入量减小的反馈称为负反馈，由于反馈也会影响输出量，所以根据输出量的变化也可以区分反馈的极性，输出量增大的为正反馈，输出量减小的为负反馈。

判断信号反馈的极性可以采用瞬时极性法，具体做法是：规定电路输入信号在某一时刻对地的极性，并以此为依据，逐级判断电路中各相关节点电流的流向和电位的极性，从而得到输出信号的极性，根据输出信号的极性判断出反馈信号的极性，对于运算放大器，输出端与同相输入端极性相同，与反相输入端极性相反，对于三极管，集电极的极性与基极相反，发射极的极性与基极相同。

分析上述四张电路接法，可以首先假定输入端的极性为正，以此逐级标出输出端的极性，如上图所示：

对于图a：由于同相输入端与反相输入端的电压同极性，所以导致运算放大器的净输入信号uD减小，故电路引入了负反馈；

对于图b：由于同相输入端与反相输入端的电压不是相同极性，所以导致运算放大器的净输入信号uD增大，故电路引入了正反馈；

对于图c：根据电压的极性可知，由于反馈信号对输入的信号起到了衰减的作用，故电路引入了负反馈；

对于图d：由于反馈信号在T1的发射极电阻R3上产生了上正下负的反馈电压，减小了T1发射结的电压，减弱了输入信号，故电路引入了负反馈。

直流反馈与交流反馈的判断：若反馈量只含有直流量，则称为直流反馈，如果反馈量只含有交流量，则称为交流反馈，若反馈量同时具备交流信号和直流信号，则称为直流交流反馈。其中直流负反馈主要是为了稳定电路的静态工作点。

对于图a：当反馈信号仅有直流信号时，信号通过电阻R1和R2接到地上产生反馈电压，影响输入信号，当反馈信号仅有交流信号时，电阻R1会被并联的电容短路，所以此时的反馈信号不会影响输入信号，也就不存在反馈，故电路仅存在直流反馈。

对于图b：由于反馈通路中串联了一个电容，所以仅有交流信号才能通过，故电路仅存在交流反馈。

2、四种基本形式

（1）由运算放大器组成的四种负反馈

电压串联负反馈：大多数电路均采用电阻分压的方式将输出电压的一部分作为反馈电压，如图a所示。

电流串联负反馈：如图b所示，从输入端提取电流反馈到输入端。

电压并联负反馈：如图c所示，从输出端提取电压反馈到输入端。

电流并联负反馈：如图d所示，从输出端提取电流反馈到输入端。

（2）反馈形式的判断

电压反馈与电流反馈：令负反馈放大电路的输出电压为0，若反馈量也变为0，则反馈为电压反馈，若反馈量不为0，则为电流反馈。

串联反馈与并联反馈：若反馈信号为电压量，与输入电压求差而获得净输入电压，则为串联反馈；若反馈信号为电流量，与输入电流求差获得净输入电流，则为并联反馈。

例题分析：判断下图电路的反馈组态。

解：反馈极性的判断：采用瞬时极性法可知反相输入端的反馈极性为正，使得运放的净输入信号减小，故引入了负反馈；

信号形式判断：由于反馈回路中没有电容，故反馈通路既可以通过交流信号也可以通过直流信号，故反馈为直流交流反馈均有；

电压电流判断：令输出电压为0，反相输入端仍然存在电压信号，故反馈为电流反馈；

串联并联判断：若输出电压为0，此时电流仍然受到基极电流的控制，与电流的关系没有改变，故电路引入的是串联反馈。

综上所述，电路引入了电流串联负反馈。

3、负反馈对放大电路的影响

（1）稳定放大倍数

（2）改变输入电阻和输出电阻：串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻，电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。

（3）扩展通频带

（4）减小非线性失真

4、放大电路引入负反馈的原则

（1）为了稳定静态工作点应该引入直流反馈，为了改善电路的动态性能则应该引入交流反馈；

（2）当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，应引入串联负反馈；当信号源为恒流源或内阻很大的电压源时，应引入并联负反馈；

（3）当负载需要电压信号时，应引入电压负反馈；当负载需要电流信号时，应引入电流负反馈；

5、放大电路其他形式的反馈—正反馈

（1）电压—电流转换电路

在放大电路中引入电流串联负反馈，即可以实现电压—电流的转换，实际上，若信号源能够输出足够的电流，在电路中引入电流并联负反馈也可以实现电压到电流的转换，常用的电流源电路有豪兰德电流源电路，如下图所示。

（2）自举电路

当信号源为有内阻的电压源时，正反馈的结果使输入端的动态电位升高，这种通过引入正反馈使输入端动态电位升高的电路，称为自举电路，如下图所示。