反馈的分类和判断
1.有无反馈的判断
在放大电路中若存在将输出回路与输入回路相连接的通路,即反馈通路,并由此影响了放大电路的净输入信号,则表明电路引入了反馈;否则电路中就没有引入反馈。如图3-2所示。
根据反馈的效果可以区分反馈的性质,它可分为负反馈和正反馈,反馈信号能使原来的净输入信号减小即为负反馈,反之则为正反馈。如果反馈信号增强了净输入信号的作用,也就是说在求和环节为同相求和形式而使净输入信号比外加输入信号幅度更大,从而使放大电路的放大倍数得以提高,这样的反馈为正反馈;如果反馈信号在求和环节与输入信号为反相求和(即相减)方式而使净输入信号比外加输入信号幅度减少,也即削弱了外加输入信号的作用,从而使放大电路的放大倍数减低,这样的反馈为负反馈。
判断的方法是:瞬时极性法。先将反馈网络与放大电路的输入段断开,然后设定输入信号有一个正极性的变化,再看反馈回来的量是正极性的还是负极性的,若是负极性,则表示反馈量是削弱输入信号,因此是负反馈。反之则为正反馈。负反馈对放大器性能才有改善,正反馈使放大器的性能变坏,因此正、负反馈的判断方法要掌握好。
按反馈信号交直流性质分,它可分为直流反馈和交流反馈,如图4-3所示。如果反馈量是直流信号(只含有直流量)则称为直流反馈,因而电路中引入的是直流反馈;如果反馈量是交流信号(只含有交流量),则称为交流反馈。或者说,仅在交流通路中存反馈。直流反馈常用于稳定直流工作点,交流反馈主要用于放大电路性能的改善。
2. 电压反馈和电流反馈
按输出端取样对象分:它分为电压反馈和电流反馈。在电压反馈放大电路中,反馈信号是取自输出电压,并与之成比例;在电流反馈放大电路中,反馈信号取自输出电流 ,并与之成比例。因此,只要令负反馈放大电路的输出电压为零,若反馈信号随之消失,则说明在电路中引入了电压反馈;若反馈信号依然存在,则说明在电路中引入了电流反馈。
也可以用另一种方法,将负载RL开路,致使也可用另一种方法,将负载,从而使(if=0或uf=0)即由输出信号引起的反馈信号消失,从而确定为电流反馈;否则,反馈信号仍存在则为电压反馈。
3.串联反馈和并联反馈
按输入端的连接方式分它可分为串联反馈和并联反馈。串联负反馈与并联负反馈的区别在于基本放大电路的输入回路与反馈网络的连接方式不同。它们对信号源的内阻Rs的要求是不同的,串连反馈要求RS越小越好,而并联反馈则要求RS越大越好。
若反馈信号为电压量uf,它与输入电压ui 以串联的形式进行比较求差而获得的净输入电压ube=ui-uf,为串连负反馈。
若反馈信号为电流量,它与输入电流
以并联的形式进行比较求差而获得的净输入电流,为并联负反馈。
4.串联电压负反馈
在图3-4所示的放大电路中,从集成运放的输出端到反相输入端之间通过电阻引入了一个反馈,由图可知,反馈电压
等于输出电压
在电阻R1和 RF分压以后得到的值,即反馈电压与输出电压成正比,在放大电路的输入回路中,集成运放的净输入电压即差模输入电压
,等于其同相输入端与反相输入端的电压之差在理想情况下,集成运放的输入电流为零,故电阻R2 上没有压降,于是可得
即输入信号与反馈信号以电压的形式求和,而且,反馈电压将削弱外加输入电压的作用, 使放大倍数降低,总之,以上分析说明,图4-4电路中引入的反馈是电压串联负反馈。
串联电压负反馈是稳定输出电压Uo。当Ui为某一固定数值时,由于某些原因使Uo减小,则Uf也随之减小,这样就使净输入电压增大,因此输出电压也增大,故稳定了输出电压。因输出的是电压,反馈回来是以电压的形式加在输入端的,因此基本电路的放大倍数为:
反馈系数为:
闭环电压放大倍数为:
7.串联电流负反馈
串联电流负反馈,是用来稳定输出电流的。在图3-5所示的放大电路中,反馈电压为:
即反馈电压与输出电流成正比,而在放大电路的输入回路中,净输入电压为:
即外加输入信号与反馈信号以电压的形式求和,根据瞬时极性法,不难判断出此反馈电压将削弱输入电压的作用,使放大倍数降低,因此,这个反馈的组态是电流串联负反馈。
它的放大倍数关系如下:由于输出的是电流,反馈回来的信号是以电压的形式加在输入端的,所以它的互导放大倍数为:
8.并联电压负反馈
在图4-6所示的放大电路中,反馈信号从放大电路的输出电压
采样,属于电压反馈,而在输入回路中,净输入电流
等于外加输入电流
与反馈电流
之差,即
说明两者以电流形式求和,根据瞬时极性法,设输入电压的瞬时值升高,则输出电压将反相,即其瞬时值将降低。于是流过电阻RF的反馈电流将增大,但这个反馈电流将削弱输入电流的作用,使净输入电流减小,总之,此电路中的反馈是电压并联负反馈。
并联电压负反馈,输入用电流,输出用电压。因此它为互阻放大系数:
从定义我们可以看出,即
是输入电流控制的电压源,它稳定输出电压。
9.并联电流负反馈
在图3-7所示的放大电路中,反馈信号从放大电路输出端的电流采样在输入回路中,反馈信号与外加输入信号以电流的形式求和,净输入电流为:
。
根据瞬时极性法,设输入电压的瞬时值升高,则输出电压的瞬时值将降低。于是输出电流减小,使输出电流在电阻R3上的压降也降低,则流过RF的反馈电流将增大,但是此反馈电流将削弱输入电流的作用,使净输入电流减小,可见电路中引入的反馈是电流并联负反馈。
并联电流负反馈的输入、输出均用电流,因此是电流放大倍数:
由定义知,即
。它是输入电流控制的电流源。它能稳定输出电流。