王新智
(集宁师范学院物理系 内蒙古乌兰察布 012000)
反馈放大电路反馈类型判别教学改革新探
王新智
(集宁师范学院物理系 内蒙古乌兰察布 012000)
反馈在电子电路中起着很重要的作用,负反馈是放大电路稳定、可靠运行的保障,也是改善性能和技术指标的重要手段。同时正反馈是产生振荡信号的重要条件。熟练准确判断反馈的类型,深入理解反馈技术概念,是电子技术教学中的重点,同时一直是电子技术教学中的难点,在各种教科书中对反馈类型判断方法中,都有着一些常见的办法,笔者在长期的教学实践中总结出一些系统、准确、完整判断反馈类型的教学方法。
反馈网络;研究信号;反馈类型
反馈在电子电路中起着很重要的作用,熟练准确判断反馈的类型,深入理解反馈技术概念,是电子技术教学中的重点,同时一直是电子技术教学中的难点,笔者在长期的教学实践中总结出一些系统、准确、完整判断反馈类型的教学方法。
在介绍方法之前,我们先回顾一下反馈电路中的一些基本概念。
1.反馈网络的概念是将输出信号的一部分或全部信号,以电路的形式反馈到输入端,这种电路就叫放大电路的反馈网络。
2.反馈放大电路的反馈类型按照极性可以分为正反馈和负反馈,按照反馈和输入端的连接方式可分为串联反馈和并联反馈,按照反馈和输出端的连接方式可分为电压反馈和电流反馈,按照反馈的信号可分为直流反馈、交流反馈、和交直流反馈。
3.反馈放大电路中的信号有四种,即输入信号、净输入信号、反馈信号、输出信号。既然是电子信号,可以研究其电压、电流、功率值。下面介绍笔者的判别方法。
当遇到判断反馈放大电路问题时,我们可以按照下面的过程进行完整判断;
步骤1:大致确定反馈网络。按照反馈网络的概念,反馈网络应该是跨接在输入端和输出端的电路形式,所以先大致找到跨接在输出端和输入端的元件。例如例1图中的R1和Rf。
步骤2:根据第一步判断的反馈元件与输出端的连接方式判断出反馈是电压反馈还是电流反馈。
判别方法:第一种:看反馈网络与放大电路的输出端的输出信号的参考电压正端是否相连,如果相连则为电压反馈,反之则为电流反馈。第二种:交流短路法,让输出端短路,如果反馈信号消失是电压反馈,如果反馈信号不消失是电流反馈。第三种:看反馈网络的输出端与放大电路是并联连接是电压反馈,如果是串联连接则是电流反馈。
步骤3:根据第一步判断的反馈元件与输入端的连接方式判断出反馈是串联反馈还是并联反馈。
判别方法:第一种:看反馈网络与放大电路的输入信号的参考电压正端是否相连,如果相连为并联反馈,反之为串联反馈。第二种看反馈网络的输入端与放大电路是并联连接则是并联反馈,如果是串联连接则是串联反馈。
步骤4:根据2、3两步骤判断的结果确定反馈放大电路中的输入信号、输出信号、反馈信号、净输入信号是研究电压信号还是电流信号。
判别方法:如果是电压反馈则输出信号研究其电压,如果是电流反馈则研究其电流;如果是串联反馈则输入信号、净输入信号、反馈信号研究的是其电压,如果是并联反馈研究电流。
步骤5:根据瞬间极性法判别出反馈的极性,即是正反馈还是负反馈。
判别方法:先假设输入信号的电压Ui瞬时极性为“+”,如果是串联反馈,则确定出净输入电压Uid的极性为“+”,从前往后推出Uo(电压反馈)或Io(电流反馈)的极性,从而确定Uf的极性,从而确定反馈信号Uf的引入使得净输入电压Uid增大为正反馈,反之为负反馈。如果是并联反馈,则确定出输入电流Ii、净输入电流Iid的流向,再从前往后推出Uo(电压反馈)或Io(电流反馈)的极性,从而确定If的流向,从而确定反馈信号If的引入使得净输入电流Iid增大为正反馈,反之为负反馈。
步骤6:求出反馈系数,确定反馈网络。
判别方法:见例题1、2
步骤7:画出放大电路的直流通路和交流通路。
判别方法:通过反馈网络是否仍然存在于直流通路、交流通路中确定反馈网络中流动的是直流信号、还是交流信号还是两种信号都存在,从而确定其是直流反馈、交流反馈、还是交直流反馈。下面我们通过下面的两道例题详细体会一下判断反馈类型的方法。
例1:分析下图所示反馈放大电路
分析过程如下:
(1)反馈网络为Rf、R1
(2)从输出端看Rf与Uo的正端相连,所以为电压反馈;从输入端看,无论是Rf还是R1都不与Ui的正端相连,所以为串联反馈。
(3)所以输入信号、净输入信号、反馈信号研究其电压值,输出信号研究电压值。即研究Ui、Uid、Uf、Uo之间的关系。
(4)利用瞬时极性法,假设Ui的瞬时极性为正、即Uid的极性也为正,因为Ui是加在集成运放的同相端所以此时Uo的极性为正,此时反馈信号研究电压Uf的极性为上正下负,则有Uid=Ui-Uf,即反馈信号的引入使得净输入信号减小。所以该反馈为负反馈。
(5)反馈系数F=Xf/Xo,在这里为Fu=Uf/Uo=R1/(R1+Rf),从反馈系数中看到式中有Rf和R1,可确定反馈网络为Rf和R1。
(6)根据交流通道和直流通道可知反馈网络在直流通路和交流通路中都存在,所以该反馈是交直流反馈。
综上可知:该反馈为电压串联交直流负反馈,反馈网络为Rf和R1。
例2:分析下图所示反馈放大电路
分析过程如下:
(1)反馈网络大致为Rf、R1
(2)从输出端看Rf和R1都未与Uo的正端相连,所以为电流反馈;从输入端看, Rf与Ui的正端相连,所以为并联反馈。
(3)所以输入信号、净输入信号、反馈信号研究其电流值,输出信号研究电流值。即研究Ii、Iid、If、Io之间的关系。
(4)利用瞬时极性法,假设Ui的瞬时极性为正、即Uid的极性也为正,则Ii与Iid的电流流向为向右,因为Ui是加在集成运放的反相端,所以此时Uo的极性为负,此时反馈信号研究电压If的左端电压为正、右端电压为负,所以电流方向也向右,则有Iid=Ii-If,即反馈信号的引入使得净输入信号减小。所以该反馈为负反馈。
(5)反馈系数F=Xf/Xo,在这里为Fi=If/Io=R1/(R1+Rf),从反馈系数中看到式中有Rf和R1,可确定反馈网络为Rf和R1。
(6)根据交流通道和直流通道可知反馈网络在两种通路中都存在,所以该反馈是交直流反馈。
综上可知:该反馈为电流并联交直流负反馈,反馈网络为Rf和R1。
反馈还有其他的组态,但判断方法同上面的一致。笔者不再赘述。
反馈的组态判断,一直是教学的难点、也是学生学习的难点,利用上述办法可以更系统、更易被学生理解的进行反馈放大电路的组态的判断。
[1]胡宴如,耿苏燕.模拟电子技术基础[М].高等教育出版,2010.
[2]童诗白.模拟电子技术基础[М].高等教育出版,2008.
[3]段玉春.电子与电子线路技术[М].内蒙古人民出版社,2009.
Discriminant new teaching methods of negative feedback amplifying circuit feedback type
Wang Xin-zhi
(Department of Physics of Jining Teachers College, Wulanchabu Inner Mogolia, 012000, China)
Negative feedback plays is a very important role in the electronic circuit, amplifier circuit stable, reliable operation of the protection, but also an important means to improve the performance and technical indicators. Skilled accurately determine the type of feedback, in-depth understanding of the concept of feedback technology, electronic technology teaching focus has been the difficulty in electronic technology teaching in a variety of textbooks on the feedback type judgment method, have a common approach, summed up the author in the long-term teaching practice system, accurate, and complete teaching methods determine the type of feedback.
feedback network;study the signal;the type of feedback
TN91
A
1000-9795(2014)03-0181-02
[责任编辑:刘丽杰]
2014-01-11
王新智(1979-),女,汉族,吉林洮南人,讲师,从事电子技术方向的研究。