对反馈放大电路类型判定方法的研究
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摘 要：反馈放大电路由基本放大电路和反馈网络组成，反馈桥梁是反馈网络的一部分或全部。反馈放大电路类型的判定方法是：反馈桥梁的一端连接在输出电压的“上端”(或“下端”)就形成电压(或电流)反馈，反馈桥梁的另一端连接输入信号的“前端”(或“后端”)就形成并联(或串联)反馈，再利用瞬时极性法确定使净输入量减小(或增大)的反馈为负反馈(或正反馈)。此方法能快速地判定出反馈放大电路的类型。
关键词：反馈桥梁； 反馈类型； 判断方法； 电流电压反馈； 串联并联反馈； 正负反馈
中图分类号：TN72134 文献标识码：A 文章编号：1004373X(2012)09017303
反馈放大电路是电子电路技术的重要内容。在放大电路中引入不同类型的反馈，可以实现改善电路性能或建立振荡的功能，其中正确选择反馈类型是关键。本人与课程组成员一起，总结出了一种判定反馈放大电路类型的方法，它是根据电路的结构从较宏观的角度来判定反馈放大电路类型的。我们在教学中使用该方法多年，对反馈放大电路类型的判定简单、准确。
1 反馈放大电路的基本概念
在电子电路中，所谓反馈，就是将放大电路的输出量(电压或电流)的一部分或全部，通过某种电路(称为反馈网络)送回到输入回路，与外部所加输入信号共同形成放大电路的输入信号(电压或电流)，以影响输出量(电压或电流)的过程。反馈体现了输出信号对输入信号的反作用［1］。
反馈有正、负之分。正反馈能提高增益，但会使放大电路的工作稳定度、失真度、频率特性等性能变坏；负反馈虽然降低了放大电路的增益，但却使放大电路许多方面的性能得到改善，利用负反馈技术还可以构成各种运算电路。所以在实际放大电路中均引人负反馈，而正反馈主要用在振荡电路中［2］。
反馈还有直流反馈和交流反馈之分，直流负反馈改善放大电路的直流性能，常用以稳定静态工作点；交流负反馈改善放大电路的动态性能。在很多电路中，常常是交、直流反馈兼而有之［1］。
2 反馈放大电路结构模型
为判定反馈放大电路的类型，建立了如图1所示的反馈电路结构模型。
模型说明：反馈放大电路由基本放大电路和反馈网络组成，基本放大电路的两个输入端分别定义为“输入信号的前端”(简称为“前端”)和“输入信号的后端”(简称为“后端”)；“前端”与“后端”的电位差就是送到基本放大电路的净输入电压uid；放大电路的输出端分为“输出电压的上端”(简称为“上端”)和“输出电压的下端”(简称为“下端”)［3］；图中的小长方形表示反馈桥梁，它是反馈网络的一部分或全部。反馈桥梁也有两个端子，它的右端若与输出电压的“上端”相连接，就构成了电压反馈，若与输出电压的“下端”相连接就构成了电流反馈(注意：形成电流反馈时，下端不能直接接地，应该接一个电阻，否则就无反馈了)；图中反馈桥梁的左端与输入回路连接，连接方式有串联和并联两种，如果与输入信号的“后端”相连接，反馈信号则以电压的形式与净输入电压uid相加减，构成串联反馈，若与输入信号的“前端”相连接，反馈信号则以电流的形式与输入电流ii分流(相加减)后，以净输入电流iid送入基本放大电路，就构成了并联反馈。因此反馈的基本类型有四种，即电压串联反馈、电压并联反馈、电流串联反馈和电流并联反馈。
(1) 找反馈桥梁，确定反馈网络。反馈桥梁是直接连接输出和输入的最短路径，它跟输出和输入的其他公共部分一起统称为反馈网络。反馈桥梁可以从输入端开始采取“顺藤摸瓜”的办法向输出端寻找。
(2) 判断反馈的基本形式。反馈桥梁在输出端连接输出电压的“上端”(或“下端”)，就形成电压反馈(或电流反馈)；反馈桥梁在输入端连接输入信号的“前端”(或“后端”)就为并联反馈(或串联反馈)。
(3) 判定反馈极性。用瞬时极性法判定是正反馈还是负反馈。具体方法是：先假设输入电压信号ui在某一瞬时的极性为正(相对于参考地而言)，并用标记，然后顺着信号的传输方向，逐步推出输出信号和反馈信号的瞬时极性(并用或标记),最后判定反馈信号是增强还是削弱了净输入信号，如果是削弱，则为负反馈，如果是增强，则是正反馈。
(4) 判定交、直流反馈。信号取样后经过反馈网络送往输入端只有直流的是直流反馈，只有交流的为交流反馈。交、直流反馈的判断较容易，下面举例说明判断反馈的类型时，交、直流反馈不作讨论。
4 应用举例
在以下的讨论中，为简便起见，对于多级放大电路，只讨论级间反馈。
要求判定图2的反馈类型［2］。此反馈放大电路中基本放大电路的核心元件是集成运放，该电路集成运放的反相端和同相端分别是输入信号的“前端”和“后端”，负载RL的两端分别是输出电压的“上端”和“下端”。根据步骤(1)，反馈桥梁是R2所在支路, 反馈网络由R2,R3所在支路构成。由步骤(2)，反馈桥梁的一端与输出电压的“下端”相连形成电流反馈，另一端连接输入信号的“前端”与输入信号ii分流形成并联反馈，反馈的基本类型是电流并联反馈；由步骤(3)，设ui的瞬时极性为，此刻反馈桥梁的在输入端的极性为，在输出端的极性为，反馈电流if是从信号前端的节点流出，使净输入量iid减小，故为负反馈。因此反馈类型是电流并联负反馈。
反馈网络为Rf和R4所在支路，反馈桥梁Rf所在支路在输出端连接输出电压的“上端”形成电压反馈，在输入端连接输入信号的“前端”，与输入信号分流形成并联反馈，故反馈的基本类型是电压并联反馈；利用瞬时极性法，设输入信号“前端”(即集成运放的同相输入端P点)为，则集成运放的输出为，复合管的射极即输出电压的“上端”D点也为，虽然反馈桥梁的两端P、D都为正，但在输入端P点的电位有一个微小的升高，经过放大之后，在输出端D点的电位则会有一个很大的提升，这样反馈桥梁在输出端的电位就高于输入端的电位，于是反馈电流if就流入节点P，使净输入量iid增大，形成正反馈。总的反馈类型是电压并联正反馈。