反馈的概念及判断

反馈的概念及判断
实际上在前面的章节中已经遇到过反馈。

例如，在三极管H 参数小信号模型的输入回路中，电压h re v ce 就反映了三极管输出电压v ce 对输入电压v be 的反作用，这就是一种反馈（此反馈作用很小，可以忽略）。

由于这种反馈产生在器件（三极管）内部，故称为内部反馈。

又如，在基极分压式射极偏置电路中，实质上就是通过外接发射极电阻R e 引入的反馈来稳定集电极静态电流I C 的。

这种通过外接电路元件人为引入的反馈称为外部反馈。

本章所讨论的反馈都指这种外部反馈。

所以，更具体地说，在电子电路中，所谓反馈，是指将电路输出电量（电压或电流）的一部分或全部通过反馈网络，用一定的方式送回到输入回路，以影响输入电量（电压或电流）
的过程。

引入反馈的放大电
路称为反馈放大电路，它
由基本放大电路、反馈网
络、输出取样、输入求和
四部分组成一个闭合环
路，称为反馈环路。

只有
一个反馈环路组成的放大电路，称为单环反馈放大电路，如图XX_01所示。

其中，x I 是输入信号；x O 是输出信号；x F 是反馈信号；x ID 是净输入信号。

这些电量可以是电压，也可以是电流。

从工程观点出发，在分析反馈放大电路时，均可设反馈环路中信号是单向传输的，如图中箭头所示。

即认为信号从输入到输出的正向传输（即放大）只经过基本放大电路，而不通过反馈网络。

这是因为反馈网络一般由无源元件组成，没有放大作用，故其正向传输作用可以忽略。

正向传输的增益为。

而信号从输出到输入的反向传输只通过反馈网络，而不通过基本放大电路（这是因为内部反馈作用很小，可以忽略）。

反向传输系数为①，称为反馈系数。

图
XX_01
由图XX_01可以得知，判断一个放大电路中是否存在反馈，只要看该电路的输出回路与输入回路之间是否存在反馈网络（或反馈通路）。

若没有反馈网络，则不能形成反馈，这种情况称为开环。

若有反馈网络存在，则能形成反馈，称这种状态为闭环。

表示，即， 。

在放大电路中艰苦含有直流分量，也含有交流分量，因而，必然有直流反馈与交流反馈之分。

反馈信号中只含有直流分量的称为直流反馈。

或者说存在于放大电路的直流通路中的反馈网络引入直流反馈。

直流反馈影响电路的直流性能，如静态工作点。

反馈信号中只含有交流分量的和炙交流反馈。

或者说存在于交流通路中的反馈网络引入交流反馈。

交流反馈影响电路的交流性能。

本章主要是研究交流负反
馈。

图
XX_01（b ）、
（c ）分别是
图XX_01（a ）
所示电路的
直流通路和
交流通路。

在直流通路中，电阻R e 构成反馈网络，引入直流负反馈，稳定静态电流I C （其原理与过程与知识点0350201中介绍的相似）。

在交流通路中，R e 和R L 构成反馈网络，引入交流反馈。

由于电容C b2的隔直作用，负载电阻R L
上没有直流电量，因
此，通过R L 只引入交流反馈，而R e 上既有直流电量又有交流电量，因而同时引入了直流反馈和交流反馈。

图XX_01
由反馈电路组成框
图可以得知，反馈信号送
回到输入回路与原输入
信号共同作用后，对净输
入信号的影响有两种结
果：一种是使净输入信号
比没有引入反馈时减小了，称这种反馈为负反馈；另一种是使净输入信号比没有引入反馈时增加了，称这种反馈为正反馈。

在放大电路中一般引入负反馈。

常用正、负反馈的判断方法——瞬时变化极性法（简称瞬时极性法）。

具体做法是：先假设输入信号在某一瞬时的极性为正（即相对于共同端而言有增加的趋势），用（+）号标出，并设信号的频率在中频区，然后根据各种基本放大（如共射、共源、共基、共集、共漏电路，差分放大电路及运算放大器等）的输出信号与输入信号间的相位关系，从输入到输出一级一级地标出放大电路中各有关点的电位的瞬时极性，或有关支路的电流的瞬时流向，以确定从输出回路到输入回路的反馈信号的瞬时极性，最后判断反馈信号是削弱还是增强了净输入信号，如果是削弱，则
为负反馈，反
之则为正反
馈。

在反馈放
大电路中，反
馈网络把输出
电量（输出电压或输出电流）的一部分或全部取出来送回到输入回路，因此，在放大电路输出端的取样方式有两种：一种是电压取样，这时反馈信号是输出电压的一部分或全部，即反馈信号与输出电压成正比（），称为电压反馈，如图XX_01(a)
所示。

另一种是电流取样，这时反馈信号是输出电流的一部分或
全部，即反馈信号与输出电流成正比（），称为电流反馈，如图XX_01(b)所示。

判断是电压反馈还是电流反馈时，常用“输出短路法”，即假设负载短路（R L=0），使输出电压v o=0，看反馈信号是否还存在，若反馈信号不存在了，则说明反馈信号与输出电压成比例，是电压反馈；若反馈信号还存在，则说明反馈信号不是与输出电压成比例，而是和输出电流成比例，是电流反馈。

由于反馈网络在放大电路输出端有电压和电流两种取样方式，在放大电路输入端有串联和并联两种求和方式，因此可以构成四种组态（或称类型）的负反馈放大电路，即电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈放大电路。

图XX_01(a)是电压串联负反馈放大电路的组成框图，图XX_01(b)是它的一个实际电路。

设输入信号为正弦交流信号①。

对交流反馈而言，图XX_01(b)中的
电阻R f与R1组成反馈网络，R1上的电压是反馈信号。

用输出短路法判断其反
馈取样方式，即令，则有，反馈信号不存在，所以是电压反馈。

在放大电路的输入端，反馈网络中联于输入回路中，反馈信号与输入信号以电压形式求和，因而是串联反馈。

电压负反馈的重要特点是具有稳定输出电压的作用。

例如，在图XX_01（b）
电路中，当大小一定，由于负载电阻R L减小而使的大小下降时，该电路能自动进行以下调节过程：
可见，通过电压负反馈能使V o不受R L变化的影响，说明电压负反馈放大电路具有较好的恒压输出特性。

为增强负反馈作用，图XX_01中宜采用内阻R s小的信号源，即恒压源或近似恒压源。

综合电压串联负反馈放大电路输入恒压与输出恒压的特性，可将其称为压控电压源。

① 从本知识点开始，设输入信号为正弦波。

讨论交流反馈时，电路中相应的电压、电流等均用复数表示。

电压并联负反馈放大
电路的组成框图如图
XX_01(a)所示，图
XX_01(b)是它的一个
实际电路。

对交流信号
而言，R f为反馈元件。

流过R f的电流
为反馈信号。

，一般有
，因此。

用输出短路法，令
，则
，即反馈
信号不存在，故为电压反馈。

在放大电路的输入端反馈信号与输入信号接于同一节点，反馈信号与输入信号以电流形式求和，因此是并联反馈。

应用瞬时极性法，
设在某一瞬时的极性为（+），则
也为（+），经反相放大后，输出电压
为（–），电流
、
、
的瞬时流向如图中箭头所示。

于是，净输入电流
比没有反馈时减小了，故为负反馈。

综合以上分析，图XX_01(b)是
电压并联负反馈放大电路，其反馈系数
为互导反馈系数。

该电路
也具有稳定输出电压的作用。

例如，当
大小一定，由于负载电阻
减小而
使
的大小下降时，该电路能自动进行以下调节过程：
为增强负反馈的效果，电压并联负反馈放大电路宜采用内限很大的信号源，即电流源或近似电流源。

综合电压并联负反馈放大电路的输入恒流与输出恒压的特性，可将其称为电流控
制的电压源，或电流-电压
变换器。

图XX_01(a)是电流串
联负反馈放大电路的组成
框图，图XX_01(b)是它的
一个实际电路。

在这个电路中，对交流信号而言，R f 是反馈元件。

放大电路的输出电流流过R L 及R f ，在
R f 上产生的电压
是反馈信号。

用输出短路法设R L =0、
时，因
，所以反馈信号
，即反馈信号与输出电流成比例。

可见通过R f 引入电流反馈。

反馈信号
在输入回路中与输入电压
串联求和，属于串联反馈。

当设
、
的瞬时极性为（+）时，经A 同相放大后，
及
也为（+），使净输入电压
比没有反馈时减小了，是负反馈。

综合上述分析可知，图XX_01(b)是电流串联负反馈放大电路。

反馈系数
为互阻反馈系数。

电流负反馈的特点是维持输出电流基本恒定，例如，当V i 一定，由于负载电阻R L 变动（或b 值下降）使输出电流减小时，引入负反馈后，电路将进行如下自动调整过程：
由此说明电流负反馈具有近似于恒流的输出特性，即在V i 不变（R s =0，V i =V s ）的情况下，当R L 变化时，I o 基本不变，放大电路的输出电阻趋于穷大。

因此，可将电流串联负反馈放大电路称为电压控制的电流源，或电压-电流变换器。

图
XX_01
图XX_01(a)是
电流并联负反馈放
大电路的组成框
图，图XX_01(b)是
它的一个实际电
路。

在这个电路中，
电阻R f 和R 1构成交
流反馈网络。

设放大电路反相输入端交流电位的瞬时极性为（+），则输出端
交流电位的极性应为（–），由此可标出
、
、
及
的瞬时流向如图中所示。

显然有
，故是负反馈。

反馈信号
是输出电流
的一部分，即
（因为V N 很小，近似为0，R f 与R 1近似于并联），所以是电流
反馈。

在该放大电路的输入回路中，反馈信号与输入信号
接至同一节点，是并联反馈。

因此，这是一个电流并联负反馈放大电路。

为电流反馈系数。

电流并联负反馈放大电路也可称为电流控制的电流源。

图XX_01。