电子技术基础项目化教程课件 项目五 集成运算放大电路的应用 5.2.2 反馈类型的判断方法

5.2相关知识5.2.2反馈类型的判断方法总目录下页1.反馈的基本概念

在实际中我们需要的放大器是多种多样的，前面所学的基本放大电路是不能满足我们的要求的。为此我们在放大电路中十分广泛的应用负反馈的方法来改善放大电路的性能。5.2.2

反馈类型的判断方法下页上页首页

（1）反馈的概念

将放大器输出信号（电压或电流）的一部分（或全部），经过一定的电路（称为反馈网络）送回到输入回路，与原来的输入信号（电压或电流）共同控制放大器，这样的作用过程称为反馈，具有反馈的放大器称为反馈放大器。对放大电路而言，由多个电阻、电容等反馈元件构成的电路，称之为反馈网络。

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（2）反馈放大电路的一般表达方式

反馈放大电路方框图如图5-8所示。

表示开环放大器（也叫基本放大器），

表示反馈网络。

表示输入信号（电压或电流），

表示输出信号，

表示反馈信号，

表示净输入信号。通常，把输出信号的一部分取出的过程称作“取样”；把

与

叠加的过程叫做“比较”。下页上页首页图5-8反馈放大电路方框图

引入反馈后，按照信号的传输方向，基本放大器和反馈网络构成一个闭合环路，所以把引入了负反馈的放大器叫闭环放大器，而未引入反馈的放大器叫开环放大器。

净输入信号为：

开环放大倍数(或开环增益)为：=

/

反馈系数为：=

/

放大器闭环后的闭环增益为：

=

/

由以上可知：

上式是反馈放大器的基本关系式，它是分析反馈问题的基础。其中

叫反馈深度，用其表征反馈的强弱。

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（1）若

＞1，则

＜

，加入反馈后A减小，为负反馈。

（2）若

＜1，则

＞

，加入反馈后A增加，为正反馈，放大电路性能不稳定，很少用。（3）若

，则

，ui=0，仍有输出信号，这种现象称为自激振荡。下页上页首页2.反馈的类型及其判定方法

（1）正反馈和负反馈

当电路中引入反馈后，反馈信号能削弱输入信号的作用，称为负反馈。负反馈能使输出信号维持稳定。相反，反馈信号加强了输入信号的作用，称为正反馈。正反馈将破坏电路的稳定性。下页上页首页

判断一个反馈是正反馈还是负反馈通常使用“瞬时极性法”：先假设断开反馈网络，在输入端加一正极性信号，使信号沿着信号传输路径向下传输（从输入到输出），再从输出反向传输（反馈）到输入端，在输入端与原输入信号相比较，看净输入信号是增加还是减小，反馈信号使净输入信号增加是正反馈，反馈信号使净输入信号减小是负反馈。

只存在于某一级放大器中的反馈，称为本级反馈。存在于两级以上的放大器之间的反馈，称为级间反馈。下页上页首页例5-1如图5-9所示，分析电路结构，判断反馈极性。下页上页首页

判断之前必须先找出反馈网络。反馈网络：本电路有两个反馈网络，一个是R2

，另一个是R3

和R4

的串联，两个反馈皆为级间反馈，必须分开分别判断。

R2

的反馈：设先断开反馈网络，并设从A1同相端（信号输入端）加一正极性信号“+”（如图），则由集成运算放大器的特点可知，输入信号经A1后，仍为“+”，经R5

直接耦合至A2反相端，极性不变。然后从A2输出时变为负极性输出信号“－”。再经反馈网络R2

，取回的电压信号并无相位变化，仍为负极性信号，所以反馈信号与输入信号极性相反，净输入信号减小。因此，此反馈网络引入的是负反馈。同理，判断R3

和R4

构成的串联反馈为正反馈。下页上页首页例5-2判断图5-10反馈极性。下页上页首页

对单管放大电路，分析判断的依据是ube（净输入信号）的变化。

为了消除反馈效果，放大器又能正常工作，可以假设短路Re

，消除放大器中的反馈。则ube=ub,所以不影响输入电压ube。接入Re后，ube=ub-ue，反馈的效果是反馈信号消弱了输入信号（ube），所以是负反馈。由Re构成的反馈为本级反馈。

（2）交流反馈和直流反馈

在放大电路的交流通路中存在的反馈称为交流反馈，直流通路中存在的反馈称为直流反馈，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。判断方法是电容观察法。即若反馈通路有隔直电容则为交流反馈；若反馈通路有旁路电容则为直流反馈；若反馈通路无电容，则为交直流反馈。下页上页首页

（3）电压反馈和电流反馈

按反馈信号的取样方式分类：从放大器的输出端看，反馈网络要从放大器的输出信号中取回反馈信号，通常有两种取样方式。按取样方式的不同，反馈分为电压反馈和电流反馈。

①电压反馈

反馈信号取自输出电压或者输出电压的一部分（与输出电压成比例），此种反馈称为电压反馈，如图5-11所示。

下页上页首页图5-11电压反馈

②电流反馈

反馈信号取自输出电流或者输出电流的一部分（与输出电流成比例），此种反馈称为电流反馈，如图5-12所示。下页上页首页图5-12电流反馈

判断方法简称假想负载短路法，即令Uo＝0，将放大电路输出端交流短路，若反馈信号Xf消失，则为电压反馈（Xf＝FUo）；若反馈信号Xf仍然存在，则为电流反馈（Xf＝FIo）。画出方框图，也可直接根据A、F网络在输出端连接形式来判定：并联为电压反馈，串联为电流反馈。

一般说来，反馈信号取自电压输出端（RL两端）的为电压反馈，反馈信号取自非电压输出端的为电流反馈。下页上页首页

（4）串联反馈和并联反馈

从放大器的输入端看，反馈网络产生的反馈信号与输入信号混合产生净输入信号，按反馈信号与输入信号的混合方式分类，反馈可分为并联反馈和串联反馈。

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①并联反馈

反馈网络、放大器和信号源为并联关系，输入信号电流被分流。反馈网络直接影响净输入电流，此种反馈称为并联反馈，如图5-13所示。

下页上页首页图5-13并联反馈

②串联反馈

反馈网络、放大器和信号源均为串联关系，输入信号电压被分压。反馈网络直接影响净输入电压，此种反馈称为串联反馈，如图5-14所示。下页上页首页

图5-14串联反馈

判断方法简称假想输入信号短路法。是令ui=0，即假想将放大电路输入端交流短路，若反馈信号作用不到放大电路输入端，这种反馈为并联反馈；若反馈信号仍能作用到放大电路输入端，则为串联反馈。当然也可直接根据基本放大电路与反馈网络的连接方式确定。一般说来，对于分立元件构成的反馈，反馈信号加到共射电路基极的反馈为并联反馈；反馈信号加到共射电路发射极的反馈为串联反馈。下页上页首页

①电压串联负反馈

在图5-15a)中，uo

经Rf与R1分压反馈到输入回路，故有反馈；反馈使净输入电压uid

减小，为负反馈；RL=0，无反馈，故为电压反馈；uid=ui

uf

故为串联反馈。下页上页首页图5-15电压串联负反馈电压串联负反馈特点：1）输出端，反馈信号直接取自输出电压；

2）输入端，反馈网络不直接接信号输入端。下页上页首页

②电压并联负反馈

在图5-16(a)中，Rf

为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈；反馈使净输入电流iid

减小，为负反馈；RL=0，无反馈，故为电压反馈；iid=ii

if

，故为并联反馈。下页上页首页图5-16电压并联负反馈

电压并联负反馈特点：

1）输出端，反馈信号直接取自输出电压；

2）输入端，反馈网络直接接信号输入端，与输入信号混合。下页上页首页

③电流串联负反馈

在图5-17(a)中，Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈；反馈使净输入电压uid

减小，为负反馈；RL=0，反馈存在，故为电流反馈；uid=ui–uf

故为串联反馈。下页上页首页图5-17电流串联负反馈

电流串联负反馈特点：

1）输出端，反馈网络不直接接输出端,反馈信号取自输出电流；

2）输入端，反馈网络不直接接信号输入端。下页上页首页

④电流并联负反馈

在图5-18(a)中，Rf介于输入回路和输出回路，故有反馈；反馈使净输入电流iid

减小，为负反馈；RL=0，反馈存在，故为电流反馈；iid=ii–if

，故为并联反馈。同样（b）中为分立元件构成的电流并联负反馈。下页上页首页图5-18电流并联负反馈

电流并联负反馈特点：

1）输出端，反馈网络不直接接输出端，

2）输入端，反馈网络直接接信号输入端。下页上页首页

（6）反馈组态的判断

判断反馈组态应从输出端的取样方式和输入端的连接方式分别判断反馈类型，综合即为反馈组态。

通常可使用

“短路法

”判断：

①从输出端看，假设短路负载RL

，使u

o=0，仍有反馈信号的是电流反馈；反馈信号消失的是电压反馈。因电流反馈取样于输出电流而非输出电压，短路负载RL

虽然使输出电压为0但输出电流不为0。

②从输入端看，短路信号源，使ui=0，若反馈信号也被短路而消失的为并联反馈，仍有反馈信号的为串联反馈。

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例5-3判断下列各负反馈放大电路反馈组态下页上页首页

解：由以上分析可知：

a）图中，反馈元件为R4，从输出端看，负载短路后反馈消失则为电压反馈；输入信号短路后，反馈信号仍能作用到放大电路输入端的是串联反馈；共集电极放大电路输入输出同相，净输入量ube减小，所以为负反馈；因此此反馈为电压串联负反馈；

b）图中，有两个本级反馈，分别为A1和A2两极集成运算放大器的。反馈元件分别为R2和R4；根据假想负载短路法可知两者构成的皆为电压反馈；输入端反馈节点短路后，反馈信号消失则为并联反馈；对于单个集成运放组成的负反馈，从输出引到反相输入端的为负反馈，引到同相输入端的为正反馈，此两种反馈皆为负反馈；本级反馈都为电压并联负反馈。

由R6、R7

组成的反馈为级间反馈。根据假想负载短路法，负载短路后反馈信号依然存在的为电流反馈；输入信号短路后，反馈信号仍能作用到放大电路输入端的是串联反馈；如图所标输入输出极性关系，反馈