负反馈电路的应用

韩晓英

（忻州职业技术学院，山西 忻州 034000）

负反馈电路的应用

韩晓英

（忻州职业技术学院，山西 忻州 034000）

通过对各类负反馈电路的分析，总结了各种负反馈的判断和作用，同时，提出了对负反馈电路的新方法，使反馈放大电路的应用更具有实用性，也更加明确了负反馈电路的作用和意义。

反馈；负反馈

0 引言

在模拟电子技术中，负反馈占有相当重要的地位。而对负反馈的判断和作用传统的方法是根据反馈的定义和短路法进行判断，但传统的方法应用起来容易混淆。

1 反馈和负反馈的概念

1.1 反馈的定义

反馈就是把放大器输出信号（电压或电流）的一部分或全部用一定的方式送回到输入端并与输入信号（电压或电流）相叠加，从而改变放大器性能的一种方法。这种电压和电流从放大器的输出端回送到输入端的过程叫做反馈。

1.2 负反馈以及负反馈的类型

如果反馈信号削弱了原有输入信号，使放大器的放大倍数减小，称为负反馈。在实际应用中，负反馈的电路形式多种多样，其特点各异。在输出端，根据负反馈信号正比于输出电压或电流，可分为电压负反馈和电流负反馈。同样在输入端，根据反馈电路与放大器输入电路的连接方式，又可分为串联负反馈和并联负反馈。综合考虑反馈电路与输入及输出回路的连接方式，负反馈的类型可归纳为：电流串联负反馈、电压串联负反馈、电流并联负反馈和电压并联负反馈。

2 反馈极性的判断

判断电路引入的反馈是正反馈还是负反馈，采用瞬时极性法。这种方法是：假定将反馈信号与放大器输入端的连接断开，然后假想在放大器输入端加入一瞬时极性电压，然后经过基本放大器的反馈网络导出反馈电压的瞬时极性或反馈电流的瞬时方向，并判断反馈信号加到输入端之后，放大器的净输入信号是增加还是削弱，若使净输入信号增强为正反馈，反之，则为负反馈。

例1：试用瞬时极性法判断图1所示电路的反馈极性。

解：在图1a所示电路中，先断开反馈支路，给反相输入端加“”瞬时信号，集成运放放大后输出端为“”信号，经反馈电阻Rf引回到反相输入端为“⊖”，与原反相输入端加的“⊕”信号相反，使净输入信号削弱，为负反馈。

在图1 b所示电路中，假若给同相输入端加“⊕”信号，运放输出端为“⊕”信号，经反馈引回同相输入端为“⊕”，与原同相输入端加的“⊕”信号相同，使净输入信号加强，为正反馈。

在图1 c所示电路中，假若给VT1基极加“⊕”信号，则其集电极是“⊖”，VT2基极是“⊖”，经过极间反馈元件Rf、Cf，回到VT1的基极信号也是“⊖”，与原输入信号相反。使净输入信号削弱，是负反馈。

图1 用瞬时极性法判别反馈极性

3 负反馈类型的判断

一般的判断是根据定义和短路法进行判断，经过多年的教学经验得出判断的一般规律。

3.1 电压反馈和电流反馈

按照反馈网络中取样对象是输出电压还是输出电流的不同，可分为电压反馈和电流反馈。其中电压反馈的反馈信号取样于输出电压，用以稳定输出电压；电流反馈的反馈信号取样于输出电流，用以稳定输出电流。

在分立元件电路中，若输出信号和反馈信号由同一端引出时是电压反馈，否则为电流反馈。如图1所示，电阻Re为反馈支路，它连在发射极，若输出由集电极取出，即u01，则为电流反馈，若输出由发射极取出，即u02，则为电压反馈。

图2 分立元件电路中电压反馈和电流反馈

在集成运放组成的电路中，若输出uo是输出端对地的电压，为电压反馈；若输出uo是经分压后的一部分，则为电流反馈。如图2所示，若输出为u01，是电流反馈；若输出为u02，是电压反馈。

图3 集成运放电路中的电压反馈和电流反馈

3.2 串联反馈和并联反馈

按反馈信号与输入信号在放大电路的输入回路中的连接方式不同，可分为串联反馈和并联反馈。当输入信号和反馈信号分别接在输入的两端上为串联反馈；若接在同一端上为并联反馈。如图1中，Re为串联反馈。

4 负反馈对放大电路性能的改善

负反馈对放大器性能的影响是多方面的，例如，能稳定输出电压、输出电流和改变输入电阻、输出电阻。对于交流负反馈，不论是什么类型，都能稳定放大倍数、减小非线性失真、抑制放大器内部的噪声等。不同类型的负反馈，对放大器性能的影响是不相同的。

4.1 提高放大倍数的稳定性

环境温度的变化、器件的老化和更换以及负载的变化等多种原因，都能使电路元件参数和放大器件的特性参数发生变化，因而导致放大倍数的改变；引入负反馈后，当输入信号一定时，电压负反馈使输出电压基本维持恒定，而电流负反馈能使输出电流基本维持恒定，总的来说，就是维持放大倍数稳定。

式中：A——开环放大倍数；

F——反馈系数。

4.2 减小非线性失真及抑制干扰和噪声

放大电路中的半导体元件都是非线性元件，虽然在小信号时可以视为线性元件，但是在大信号时，元件固有的非线性将使输出信号的波形失真，即非线性失真；外界因素（如电源纹波、其他杂散电磁场等）使输出端出现不规则的干扰信号；还有放大电路中元器件（如三极管、电阻等）的内部载流子不规则的热运动，也会使放大电路输出端出现不规则的噪声输出，所有这些都可以看成是在放大电路输出量中产生了新的谐波分量。引入负反馈后，可使非线性失真减少，抑制干扰和噪声。需要指出的是，负反馈只能在一定程度上减少放大电路产生的非线性失真，但对输入信号本身的失真是无能为力的。

4.3 扩展频带宽带

既然负反馈对输入以外的任何原因引起的的输出波动都有抑制能力，那么，由于放大电路内部的电容对不同频率信号的电抗效应不同而引起的输出变动，同样可以通过负反馈的自动调节，使其变动减小，即使频率失真变小，从而扩展了放大电路的频带宽度。但需要注意的是，负反馈愈深，频带宽度愈宽，中频区放大倍数也下降愈多。

4.4 对输入电阻和输出电阻的影响

负反馈对放大电路输入、输出电阻的影响与放大电路的反馈类型有关。根据之前分析可知，输入电阻取决于反馈和输入的连接方式，其中串联负反馈使输入电阻增大，并联负反馈使输入电阻减小。输出电阻取决于取样对象，其中电压负反馈可以使输出电压稳定，也就是说电流负反馈可以使输出电阻增大。

4.5 根据放大电路性能改善的不同要求引入适

当形式的反馈

a）为了稳定放大电路的静态工作点，应引入直流负反馈。

b）为了改善放大电路的各种动态性能，应引入交流负反馈。

c）当负载变化时，为了稳定输出电压、降低输出电阻，应引入电压负反馈；为了稳定输出电流、增大输出电阻，应引入电流负反馈。

d）为了提高放大电路的输入电阻，应引入串联负反馈；为了降低放大电路的输入电阻，应引入并联负反馈。

Study on the App lication of Negative Feedback Circuit

HAN Xiao-ying
（Xinzhou Vocational&Technical College，Xinzhou，Shanxi 034000，China）

Based on the analysis on various negative feedback circuits，it summarizes the judgement and function of the feedback，and puts forward a new method for analyzing negative feedback circuits，which renders the feedback amplifying circuits more applicable and further clears the function and significance of negative feedback circuits.

feedback；negative feedback

TN721+.2

B

1671-0320-（2011）03-0041-03

2011-03-20，

2011-04-13

韩晓英（1974-），女，山西定襄人，2003年毕业于太原理工大学电气工程及自动化专业，助理讲师，从事电气工程自动化教学工作。