反饋放大電路實例分析

時間:2021-12-28 18:25 來源:未知

反饋放大電路的基本結構如下圖：

圖中基本放大電路的增益為A=Xo/Xid；反饋係數為F=Xf/Xo。

1）反饋的分類：

直流反饋與交流反饋：在放大電路中既有直流分量，也有交流分量；在直流通路中起作用時稱為直流反饋，同理，作用於交流通路的反饋稱為交流反饋。

正反饋與負反饋：反饋信號起作用後使得淨輸入量減小了，稱為負反饋；反之，反饋作用後淨輸入量增大了，稱為正反饋。

串聯反饋與並聯反饋：在反饋加入輸入端時，如果反饋信號與基本放大電路的輸入是串聯形式（即通過改變電壓起作用）稱為串聯反饋；如果反饋信號與基本放大電路的輸入是並聯形式（即通過分流起作用）則稱為並聯反饋。

電壓反饋與電流反饋：在輸出端，如果取輸出電壓的一部分作為反饋量送回到輸入端，這種形式稱為電壓反饋；如果取輸出電流的一部分作為反饋量送回到輸入端，則稱為 電流反饋。

注意區分：串、並聯反饋是看反饋量加到輸入端是串聯還是並聯；而電壓、電流反饋是看從輸出端取的是電壓還是電流作為反饋量。

2）實例分析

交/直流反饋或是正/負反饋是比較好區分的，這裏我們隻舉幾個例子看看如何區分串並聯、電壓電流反饋。

a）電壓串聯負反饋

以下圖為例：這是比較常見的同相比例放大電路。

首先，看反饋量從哪裏取的，反饋量是從Vo上取的電壓，通過Rf和R1分壓後加到輸入端的，所以是電壓反饋；

其次，看反饋量是如何加到輸入端的，放大器的輸入Vid和反饋電壓Vf串聯後，是整個電路的輸入Vi，所以這是串聯反饋；

同時，Vo如果有增大趨勢時，會使得Vf增大而抑製Vo增大，這是個負反饋電路；

因此，這個電路是電壓串聯負反饋電路。

再看一個比較常見的反向比例放大電路：

首先，看反饋量從哪裏取的，反饋量是從Vo上取的電壓，通過Rf加到輸入端的，所以是電壓反饋；

其次，看反饋量是如何加到輸入端的，反饋量是並聯在放大器的輸入上的（通過並聯分走了輸入的部分電流），所以是並聯反饋；

同時，Vo如果有增大趨勢時，會使得Vn增大而抑製Vo增大，這是個負反饋電路；

因此，這個電路是電壓並聯負反饋電路。

c）電流串聯負反饋電路

再看一個壓控電流源電路，這個電路可以通過輸入電壓控製負載RL上的電流。

首先，看反饋量從哪裏取的，反饋量是從輸出通路的上取的電流io，（雖然是通過反饋網絡Rf變成電壓量之後加到輸入端的，但反饋量仍然是取自電流），所以是電流反饋；

其次，看反饋量是如何加到輸入端的，放大器的輸入Vid和反饋電壓Vf串聯後，是整個電路的輸入Vi，所以這是串聯反饋；

同時，Vo如果有增大趨勢時，會使得Vf增大而抑製Vo增大，這是個負反饋電路；

因此，這個電路是電流串聯負反饋電路。

c）電流並聯負反饋電路

再看如下電路：

首先，看反饋量從哪裏取的，反饋量是從輸出通路的上取的if（if是輸出電流io的一部分），所以是電流反饋；

其次，看反饋量是如何加到輸入端的，反饋量是並聯在放大器的輸入上的（通過並聯分走了輸入的部分電流），所以是並聯反饋；

同時，Vo如果有增大趨勢時，會使得Vn增大而抑製Vo增大，這是個負反饋電路；

因此，這個電路是電壓並聯負反饋電路。

2）負反饋電路的計算

我們再回到本文起始的框圖：

Xid=Xi-Xf，基本放大電路的增益（開環增益）A=Xo/Xid；

反饋網絡的反饋係數F=Xf/Xo；

則由上述幾式可以求出，負反饋放大電路的增益（閉環增益）Af：

Af = Xo/Xi = Xo/(Xid+Xf) = Xo/(Xo/A+F*Xo) = A/(1+AF)

由此可以看出，電路的閉環放大倍數Af與(1+AF)有關，通常把（1+AF）稱為反饋深度，而AF稱為環路增益。

|(1+AF)|>1時，整個電路的增益A/(1+AF)比沒有反饋時減小，此時為負反饋；|(1+AF)|<1時，比沒有反饋時增益增大，此時為正反饋，|(1+AF)|=0時，Af為無窮大，電路會自激振蕩。

當|(1+AF)|>>1時，稱為深度負反饋，此時有Af≈1/F，說明在深度負反饋時，閉環增益隻取決於反饋係數，而與開環增益無關。

形成深度負反饋的條件一般是開環增益A特別大，比電路中的反饋係數等大出好幾個數量級；因此，一般使用運放可以很方便地設計出深度負反饋電路。

對於不同反饋類型的電路，公式中的各參數的含義和量綱是不同的，歸納如下表：

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