负反馈组态（精选3篇）
负反馈组态 篇1
反馈不仅是改善放大电路性能的重要手段, 而且也是电子技术中的一个基本概念。根据反馈网络与基本放大电路在输出与输入端的链接方式不同, 负反馈放大电路具有四种不同的组态:电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。
实际电路中的反馈由于反馈的信号成分和信号极性的不同、反馈网络和基本放大电路的连结方式的不同而产生不同的反馈效果, 从而在实际电路中发挥相应的作用。如果要判断负反馈放大电路的组态, 首先要找出反馈回路, 然后判断反馈极性, 如果是负反馈放大电路则判断电路的组态。
一、反馈回路的判断
晶体管和运算放大器中最基本的就是电路的放大部分, 反馈就是将输出信号的一部分或全部以电流或电压的形式引回到输入端的电路, 而反馈回路则是从输出端引回到输入端的那条电路。如图1中的R1和R2这条电路, 就是一个反馈回路。
二、反馈极性的判断
判断一个反馈是正反馈还是负反馈一般我们使用“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, 此信号经放大器和反馈网络后返回到输入端, 若仍为正极性信号, 则为正反馈, 反之为负反馈。如图1所示, 假设ui输入为“+”, 经过集成运放的同相输入端后, 信号极性不变, 还是为“+”, 此时输出信号和输入信号的极性相同。输出信号通过反馈回路以电压的形式引回到输入端, 但反馈回路R1上引回到输入端得电压uF的极性和净输入电压uD的极性正好相反, 因此图1所示电路为负反馈放大电路。
三、电压负反馈和电流负反馈的判别
电压负反馈和电流负反馈一般有三种方法, 都是根据电路输出端的特点来判别的。
方法1:从电路的输出端看。先找出反馈回路, 看反馈信号是来自于输出电压还是输出电流。如果反馈信号来自于输出电压, 则电路为电压负反馈;如果反馈信号来自于输出电流, 则电路为电流负反馈。
例:如图1所示, 输出信号来自于uo。如图2所示, 输出信号来自于io。所以图1为电压负反馈, 图2为电流负反馈。
方法2:让输出信号交流接地。如果反馈信号消失, 则反馈为电压负反馈;如果反馈仍然存在, 则为电流负反馈。
例:如图1所示, 如果将uo交流接地, 此时uo为零, 则R1上的电压uF为零。反馈量消失, 所以图1为电压负反馈电路。如图2所示, 如果将输出电压uo交流接地, 此时uo为零, 但是此时iF仍然存在, 因此图2电路为电流负反馈电路。
方法3:若输出有交流接地点, 从输出端所引得反馈为电压负反馈, 从非输出端所引得反馈为电流负反馈;若输出无交流接地点, 所引反馈一般为电流负反馈。
例:图1所示电路中输出uo有交流接地点, 图1中反馈是从输出端引出的, 所以图1电路为电压反馈;图2所示电路中输出uo无交流接地点, 所以为电流负反馈。
四、串联负反馈和并联负反馈的判别
这里我们介绍两种判别电压负反馈和电流负反馈的方法, 都是根据电路输入端的特点来判别的。
方法1:如果反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式相叠加, 则反馈为串联负反馈;如果反馈信号与输入端以电流的形式相叠加, 则反馈为并联反馈。
例:如图1所示, 反馈量为uF, 净输入量uD和反馈量uF是以电压的形式叠加的, 所以图1电路为串联负反馈;如图2所示, 反馈量为iF, 反馈量iF和净输入量iD之间是以电流的形式叠加的, 所以图2所示电路为并联负反馈。
方法2:从电路的输入看, 若反馈回路是与输入端 (非接地端) 相连接则为并联负反馈;若反馈回路是与非输入端 (接地端) 相连则为串联负反馈。
例:如图1所示, 反馈量为uF与非输入端相连, 则图1所示电路为串联负反馈;如图2所示反馈量i F与输入端相连, 所以图2所示电路为并联负反馈。
本文从两种角度介绍了如何判断负反馈组态的方法。几种方法互相验证, 可达到融会贯通, 举一反三的目的。在熟悉了负反馈组态的判断后, 就可根据实际需要在设计电路中引入适当的负反馈, 以满足系统要求。现将负反馈放大电路判别的步骤总结如下:
先找出反馈网络 (一般是电阻、电容) ;然后判别是交流反馈还是直流反馈;再判别是否负反馈, 如果是负反馈则根据上文介绍的方法判断是何种类型的负反馈。
摘要：反馈技术可以大大改善放大电路的工作性能, 提高放大电路的稳定性。而在放大电路中普遍采用的是负反馈。所以正确判断负反馈放大电路的组态非常重要。而由于负反馈的概念抽象、复杂, 许多学生感到难以理解和掌握。传统的分析判断方法, 学习起来非常辛苦, 也不容易被学生掌握。我们通过几年的教学实践, 发现一种简单易行的方法, 现通过本文介绍给大家。
关键词：负反馈,电子技术,组态判别
参考文献
[1]童诗白、华成英.模拟电子技术基础.第三版.北京.高等教育出版社.1980
[2]曾令琴.模拟电子技术.北京.人民邮电出版社.2008
[3]文亚凤.放大电路负反馈组态的多种判断方法.中国现代教育装备.2010年
负反馈组态 篇2
不同组态的负反馈,可以有效地提高放大电路的稳定性,改善非线形失真,展宽频带和改变输入、输出电阻等,提高了放大电路的质量,因此,负反馈网络在电子电路中得到了广泛的应用。由于反馈电路的形态多变,难以识别,因此,掌握好判别负反馈电路的技巧和处理方法,就显得尤其重要。
判断给定电路的组态类型方法是:首先找出正向放大器和反馈网络,能清楚地分辨出输入变量,输出变量和反馈变量,区分完这些变量后再根据以下方法判断反馈组态,这一步也是判断是否正确的关键。
一、基本概念判断法(短路法)
1. 电压负反馈和电流负反馈取决于反馈网络的输入信号是取样于放大电路的输出电压,还是输出电流
所以,由放大电路的输出回路可判断反馈是电压反馈还是电流反馈,两者是互斥的,只能取其一。
由此定义判断电压、电流负反馈方法:负载短路法。假设负载RL短路,使输出电压uo为零。如果反馈信号也为零,则表示反馈信号与输出电压成比例,因而属电压反馈(如图1所示)。反之,若反馈信号不为零,则表示反馈信号不与输出电压成比例,因而属于电流反馈(如图2所示)。
2. 串联反馈和并联反馈取决于反馈网络输出通路与放大电路输入端的连接方式
若反馈信号与外加输入信号以电压的形式求和,也就是说反馈信号与外加输入信号两者互相串联,则称为串联反馈;若反馈信号与外加输入信号以电流的形式求和,或者说两种信号在输入回路中并联,则称为并联反馈。
由此定义判断串联、并联负反馈方法:激励源内阻短路法。假设激励源内阻短路,即将放大电路输入端假想交流短路,令Ui=0,若反馈信号作用不到放大电路输入端(如图2所示),则说明反馈网络与激励源并联;若反馈信号仍能作用到放大电路输入端(如图1所示),则说明反馈网络与激励源串联。
串联负反馈,uI D=uI-uF,要想反馈效果明显,就要求uF变化能有效引起uID的变化。则uI最好为恒压源,即信号源内阻R S越小越好(如图3所示)。并联负反馈,iID=iI–iF,要想反馈效果明显,就要求i F变化能有效引起iID的变化。则iI最好为恒流源,即信号源内阻RS越大越好(如图4所示)。
二、方框图结构判断法
从反馈放大器的方框图上看出:反馈网络要从输出信号中取出一部分或全部作为反馈信号,回送到输入回路中去,因此,根据反馈信号在输出端是与输出电压或输出电流成比例,可将反馈区分为电压反馈型或电流反馈型。从输入端看,根据反馈网络与输入激励源是串联或并联,又可将反馈区分为串联反馈型或并联反馈型。
1. 从输出端看反馈网络输入与负载电阻之间的连接方式
从基本放大器的输出端看,若二者并联在一起,则反馈信号与输出电压成比例,因此为电压反馈(如图5所示);若二者串联在一起,则反馈信号与输出电流成比例,因此为电流反馈(如图6所示)。
2. 在输入端看反馈网络输出与激励信号源之间的连接方式
从基本放大器的输入端看,若反馈网络输出与激励源是串联在一起的则为串联反馈(如图5所示);若两者是相互并联的,则为并联反馈(如图5所示)。
三、信号走向判断法
第一,在输入端从信号源开始,沿着某条路径向放大器前进,如果必须穿过正向放大器才能到达反馈网络,则它们是串联的(如图1、5)所示。在这种情况下,选择uI和uF作为输入和反馈变量是正确的,是串联反馈。另一方面,如果沿着路径前进时,既可进入反馈网络也可进入正向放大器,则它们是并联的(如图2、6)所示,这时就应该选择iI和iF作为变量,是并联反馈。
第二,在输出端重复同样的过程:从负载出发,沿着放大器前进,如果必须穿过正向放大器才能到达反馈网络,则它们是串联的(如图6、2)所示;当它们是串联的,必须把io当作输出变量,是电流反馈。这样选择的原因是输出电压不能跨过反馈网络,而输出电流io能流过反馈网络,因此,uo不能作为反馈网络的输出变量,而io可以。
如果路径可以任选其一,则是并联的(如图5、1)所示。同样地,如果输出是并联的,只能选uo作为输出变量,是电压反馈。原因是io不能流过反馈网络。
四、简单异同点连接判断法
根据反馈信号在输出端的取样位置,在输入端的连接方式来判断——同点连接法。若反馈元件(或支路)与放大电路的输出端同点连接,则该反馈是电压反馈,否则是电流反馈;若反馈元件(或支路)与放大电路输入端同点连接(例如:都在集成运算放大器的同相输入端),则该反馈是并联反馈,否则是串联反馈(例如:输入信号接在基极,而反馈信号接在发射极)。
常见的共射极放大电路,一般地讲,若反馈信号从集电极流出,则电路为电压反馈(如(图1所示);若反馈信号从发射极流出,则电路为电流反馈(如图2所示)。可以归纳为“集出为压,射出为流”。对于集成运放电路,通常遵循的规律是:反馈电路和输出负载同时并接在集成运放的输出端,为电压反馈(如图3所示);反馈电路不是接在输出端,反馈信号是通过接在负载回路的电阻取得,为电流反馈(如图4所示)。
对于共射极电路,反馈信号引入到发射极的是串联反馈(如图1所示);反馈信号引入到基极的是并联反馈(如图2所示);可以归纳为“入基为并,入射为串”。集成运放电路串、并联反馈判断方法是:原输入信号与反馈信号加在运放的两个不同输入端,为串联反馈,如图3所示;原输入信号与反馈信号加在运放的同一输入端上,为并联反馈(如图4所示)。
五、结束语
本文从四种不同角度介绍了如何判断负反馈组态的方法。四种方法互相验证,可达到融会贯通,举一反三目的。在熟悉了负反馈组态的判断后,就可根据实际需要在设计电路中引入适当的负反馈,以满足系统要求。
摘要：负反馈在电子电路中的应用非常广泛,正确判断负反馈组态非常重要。本文从四种不同角度介绍了判断负反馈组态的方法。四个方法互相验证,可达到融会贯通,举一反三目的。
关键词：负反馈组态,电子电路,判断方法
参考文献
[1]Stephen L.Herman.Electronics For Electricians.4th ed[M].北京:机械工业出版社,2004
[2]Donald A.Neamen.Electronic Circuits Analysis and Design.2nd ed.McGraw-Hill Companies,Inc.2001
[3]华成英.童诗白.模拟电子技术基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006
负反馈组态 篇3
关键词：电路,反馈,判断方法
0引言
电路中的反馈应用相当广泛, 放大电路中利用负反馈来改善电路的性能, 振荡电路中正反馈是振荡的必要条件。掌握反馈组态的判断方法既是分析电路功能的基础, 也是提高电路识图能力的需要。电路反馈的判断方法一直是模拟电路的难点之一, 因为反馈电路的组态较多, 结合分立元件、集成运放的各种电路, 变化形式复杂, 需要有很扎实的电路基础知识并要综合应用这些知识进行分析判断。如果不能深刻理解各种电路的特点以及其输入与输出之间的相位关系, 就不容易正确判断正、负反馈;如果不能分辨出电路中的电容是串联在反馈线路中的隔直电容还是与反馈信号并联的旁路电容, 就较难区分反馈的是直流信号、交流信号, 亦或是交直流信号并存;如果不能从反馈信号的取样端看出反馈量取自于输出电压还是输出电流, 就很难确认是电流反馈还是电压反馈;如果不能在反馈信号的叠加端看出反馈信号与输入信号是电流叠加还是电压叠加, 就分不清是并联反馈还是串联反馈。对于职业技术学院的学生, 电子技术的应用能力是学习提高的主要内容, 基本概念必须清晰, 而没有必要对电子理论进行深入而细致的研究, 因此要求教师从学生的知识基础和认知规律出发, 探讨适合学生学习和理解的教学思路, 强调重点, 梳理脉络, 并在总结和归纳方面下工夫, 使学生对重点知识理解快, 印象深, 概念明确, 会应用这些知识来分析问题和解决问题。具体到电路反馈的判断方法, 就是通过各种电路反馈组态的分析和讨论, 提炼出简单而实用的判断步骤, 应用其能够达到快速而准确判断的效果, 从而了解电路的功能和作用。
1关于有无反馈、正负反馈、直流反馈和交流反馈的探讨
分析的思路如下:
课堂教学中, 教师描述概念的准确、简练和生动, 会给学生一个明确而深刻的第一印象;教材上的基本概念用书面语言准确叙述, 且面面俱到, 不易一下子抓住重点, 学生容易泛泛而过, 没有印象。所以提炼概念是教学的基本功, 还要把基本概念串起来, 组成内在联系的知识链, 积累起来形成知识网。比如对于什么是反馈, 可用六个字概括:输出送回输入;有无反馈:看输出端有无连线送回到输入端。一种特殊情况是三极管的发射极电阻具有反馈作用, 虽然没有明显的反馈连线, 但它是输入和输出回路的共用部分, 它把输出信号的变化送回到输入端, 影响着输入信号的变化, 因而具有反馈作用。
正负反馈的判断需要用到瞬时极性法。掌握这个方法的前提是熟悉共发射极、共集电极、共基极电路的特点, 并了解它们的输入与输出相位关系, 例如共射电路的特点是基极输入, 集电极输出, 反相;共集电路是基极输入, 发射极输出, 同相;共基电路的特点是基极通过一个电容交流接地, 发射极输入, 集电极输出, 同相。对于集成运放, 就要掌握同相端输入的信号与输出同相;反相端输入的信号与输出反相。对瞬时极性法的具体应用应先有一个整体观念, 通过先把握知识整体来理解重点部分, 会锻炼和增强学生识别重点的能力, 而能够清楚地区分知识的重要部分与琐碎部分, 是进行有效学习的必要保证。瞬时极性法的实质是假设信号通过放大环节和反馈网络的闭环系统绕一圈, 回来后与原信号的相位做比较, 看看是增强还是削弱原信号。也就是在输入端假设输入信号的极性, 通过放大器得到输出信号的极性, 再经过反馈网络判断回到放大器输入端的反馈信号的极性, 比较其与原假设信号极性的同异。此法判断的难点在于反馈信号送回输入端, 可能回到信号输入端 (如三极管的基极或集成运放ui为正的那端) , 也可能回到信号输入的另一端 (如三极管的发射极或集成运放ui为负的那端) , 如果回到信号输入端, 则反馈信号与原来假设的信号极性相同为正反馈, 相反为负反馈;若反馈回到信号输入的另一端, 则与原设极性相同时为负反馈 (因净输入信号是输入信号与反馈信号之差, 反馈若增加净输入信号反而减少) ;反之为正反馈。
交流反馈与直流反馈判断的关键点是理解电容元件的容抗与信号的频率成反比关系, 电容具有隔直流通交流的作用。电容串接在反馈回路之中时, 隔断了直流信号的反馈, 只反馈交流信号;当反馈的交流信号可以通过旁路的电容C入地时 (如图1) , 在中频研究范围内, 如果旁路电容C足够大, 可以认为电容两端的交流信号基本上等于零, 反馈电压中只有直流成分。交流负反馈改变电路的交流性能, 直流负反馈稳定静态工作点。
2电压反馈和电流反馈、串联反馈和并联反馈的探讨
判断是电压反馈还是电流反馈取决于反馈信号从输出端的取样情况。反馈信号取自于输出电压, 是电压反馈;反馈信号取自于输出电流, 是电流反馈。按照一般教材所说的方法, 将电路的输出端短路, 若反馈信号存在, 是电流反馈;若反馈信号不存在, 是电压反馈。但具体实施时学生普遍反映比较抽象, 不好掌握。采用利用反馈取样起点的位置所在来判断的方法比较实用, 即若反馈连线的取样起点位于放大管或者集成运放的输出端还未与负载连接之处, (按输出信号的流向) 称为取自负载的前端, 反馈量与输出电压成正比, 是电压反馈;若反馈连线的取样起点位于放大管或者集成运放已与负载连接之后的地方, 称为取自负载的后端, 反馈量与输出电流成正比, 是电流反馈。如图2中的左图, 反馈取自于负载的前端, 是电压反馈;图2中的右图, 反馈取自于负载的后端, 是电流反馈。这种方法从纯粹的电路结构入手, 而不牵涉判断反馈信号是否存在的问题, 学生非常容易理解。学习了这种方法后, 再按照教材中的方法, 把输出端短路, 看反馈信号是否存在, 将两种方法作对比, 可以使学生对反馈的取样问题有一个更深层次的理解。
判断是串联反馈还是并联反馈取决于反馈信号在输入端的叠加情况。反馈信号若与输入信号串联, 即反馈电压信号与输入信号电压叠加, 是串联反馈;反馈信号与输入信号并联, 即反馈信号电流与输入信号电流叠加, 是并联反馈。纯粹从反馈信号与输入信号是串联还是并联的方面来分析, 会涉及到电路串联、并联时总电压、电流与分电压、电流之间的关系, 容易弄混, 对于电路分析知识不够扎实的学生有判断方法很复杂的感觉, 如何简单而明了地判断呢?采取的办法仍是将电路原理的分析转变为电路结构的判断, 即看反馈连线的终点在输入端的叠加, 是加在信号输入的一端 (如三极管的基极或集成运放ui为正的那端) , 还是加在信号输入的另一端 (如三极管的发射极或集成运放ui为负的那端) 若反馈信号回到信号输入的那端, 如图3中的右图, 是电流量进行叠加, 属于并联反馈;若反馈信号回到信号输入的另一端, 如图3中的左图, 是电压量进行叠加, 属于串联反馈。利用这种方法只要明确反馈连线回到输入端的终点在三极管的哪个级或在集成运放的哪个端, 就能准确地判断出是串联反馈还是并联反馈。
通过举例分析, 从各种形态的反馈电路中总结出本质的东西:反馈在输出端的取样方式和回到输入端的叠加方式, 也就是反馈连线的起点和终点的位置决定了反馈的组态。取样的反馈信号在负载的前端还是后端决定了是电压反馈还是电流反馈;叠加的反馈信号回到信号输入端还是信号输入的另一端, 决定了是并联反馈还是串联反馈。
3振荡电路中正反馈判断时难点问题的探讨
振荡电路是产生信号的电路, 正确引入正反馈是振荡电路的核心。振荡电路的正反馈判断会涉及到变压器、选频网络的相位等问题, 也是学生反映的学习难点。振荡电路没有外加输入信号, 因此, 在应用瞬时极性法前先要判断电路的输入和输出端。对于分立元件的电路, 要首先确定是哪种电路组态, 其中共集电路的电压放大倍数A≤1, 而反馈取自于输出信号的全部或者部分, 即反馈系数F≤1, 故共集电路不能满足振荡的幅值平衡条件AF=1, 所以共集电路不能单独作为振荡电路。确定了电路组态, 假设断开输入端, 应用瞬时极性法判断电路是否具有正反馈。
LC振荡电路中变压器反馈式和电容、电感三点式电路的正反馈判断, 遇到的难点是当反馈取样于电感线圈的中心抽头或者两个串联电容的中间端点时, 如何确定反馈引回信号的极性?因为中间端点可以有相对于两端的两种极性, 取哪一种的关键是看它相对于地点的电位, 如图4中的电路, 是共基电路, 发射极输入, 集电极输出, 同相, 由变压器的初级耦合到变压器的次级, 中心抽头相对于下端是正, 相对于上端是负, 由于下端接地, 反馈的电压正是中心抽头到地的电压, 故相对于地而言取正极性送回到输入端为正反馈。
电路反馈的判断需要一环扣一环地进行推理和分析。常见的问题是由于反馈中基本概念较多并且涉及电路广泛, 若不及时总结和归纳, 学生学过以后容易问题成堆或者提不出问题, 感觉知识凌乱, 不能形成清晰的知识链。因此教师需要下功夫备课, 仔细考虑从哪儿开讲, 如何转折, 如何小结, 理出一条清晰的脉络, 同时要通过生动的语言、形象的比喻、有效的提问等紧紧抓住学生的心理, 使其跟随教师的思路积极思考, 形成明确的概念, 体会解决问题的方法怎样就能够归纳为循序渐进的具体步骤, 提高分析、综合和解决问题的能力。学习电路反馈判断方法的过程, 也是引导学生参与有效学习的过程, 通过概念的明确和知识的贯通, 促进学生对电子技术持续而深入的探讨, 是我们学习的目的。
参考文献
[1]薛文, 王丕兰.电子技术基础 (模拟部分) [M].北京:高等教育出版社, 2001.
[2]张树江, 王成安.模拟电子技术[M].大连理工大学出版社, 2007.