反馈又称回馈, 是《控制论》的重要概念与基础之一。作用机制是将系统的输出以某一特定方式返回到系统输入端, 以此影响与改变系统的输入, 在模拟电路中应用尤其广泛。如:模拟放大电路利用负反馈来改善电路的性能, 模拟振荡电路利用正反馈完成电路起振等。那么, 我们应该如何更好的对模拟电路中的反馈类型进行判断呢, 笔者进行了有益的探索与尝试。
一个模拟电路中是否存在反馈, 第一要分析是否有反馈元件, 即模拟电路的输出与输入回路之间是否存在互相关联的电路元件, 也可以说是在电路输出端与输入端是否存在连线回路。一种比较特殊的情况是, 三极管发射极的电阻具有反馈作用, 虽然在模拟电路中可能不存在比较明显的反馈连线, 但由于存在输入和输出回路的共用部分, 也可以成功的将有关输出信号的变化返回到电路的输入端, 进而对电路的输入信号产生影响, 起到反馈作用。
对于模拟电路中反馈是正反馈还是负反馈的判断, 需要我们清楚的了解何为正、负反馈。对于引入的反馈信号能够增大放大电路的净输入使输出量有所增加, 我们称之为正反馈;相反使得输出量有所减少的反馈我们则称之为负反馈。判断模拟电路中正负反馈的常用方法是瞬时极性法。它是在假定信号通过放大环节反馈网络循环一周后, 通过与原信号相位的对比, 观察原信号是得到了增强还是削弱, 如果得到增强了是正反馈, 如果削弱了则是负反馈。使用该种方法的难点在于, 反馈信号被送回到输入端时可能是信号输入端 (三极管的基极或者集成运放U为正的一端) , 也可能回到信号输入的另一端 (三极管的发射极或者集成运放U为负的一端) 。如果反馈信号回到信号输入端, 在反馈信号与假定信号极性相同的情况下是正反馈;相反的情况下, 则是负反馈。如果反馈回到信号输入的另外一端, 在与假定极性相同的情况下是负反馈, 反之则是正反馈。
一般情况下, 放大电路中同时存在着交流和直流两个分量;对于交流分量, 需要画出交流通路;对于直流分量, 则需要画出直流通路。如果交流通路中存在反馈通路, 表明是交流反馈;如果在直流通路中也存在反馈通路, 则说明是直流反馈。判断是交、直流反馈的关键是正确的理解电容元件容抗与信号频率之间的正反比例关系, 如果是反比例关系, 电容起到隔直流通交流的作用。交直流反馈判断相对比较简单, 可以采用较直观的判断方法, 反馈支路与电容器串接是交流反馈;反馈支路与电容器并接则是直流反馈;如果在反馈支路上既没有串接电容器也没有并接电容器, 则为交直流反馈。
判别模拟电路中反馈是串联反馈还是并联反馈, 关键判断反馈信号在电路输入端的叠加情况。如果输入信号与反馈信号串联, 即输入电压与反馈电压相互叠加, 为串联反馈;如果输入信号与反馈信号并联, 即输入电流与反馈电流相互叠加, 则为并联反馈。那么应该如何判别呢, 常用方法是将对电路原理的分析转换成对电路结构的分析, 即观察反馈连线终点在信号输入端的连接、叠加情况, 是叠加在信号输入端, 还是叠加在了信号输入的另一端。如果反馈信号回到信号输入一端, 电流量出现叠加, 为并联反馈;如果反馈信号回到信号输入的另一端, 电压量出现叠加, 则为串联反馈。该种方法只需要清楚的了解反馈连线回到输入端的位置, 三极管的基极、发射极或集成运放U的正、负端, 就可以判断出电路中的反馈是并联反馈还是串联反馈。
在总结、分析了模拟电路中各种反馈类型判断方法的基础上, 下面我们以具体实例的方式分析一下部分反馈类型判断方法的应用。
对于图1, 它是一个典型的射极输出器。反馈元件分别是Re和RL, 电路的上端是电路的输出端但也同时位于输入回路之中。结合前述反馈判断方法, 我们可以得出Re和RL电路元件引入反馈的类型为电压串联负反馈。
对于图2, 所示电路中存在着一个级间反馈和两个本级反馈。第一个本级反馈的元件是Re1, 依据前述反馈类型的判断方法可以得出Re1引入反馈的类型是电流串联负反馈;而第二个本级反馈元件是Re2和Ce2, 其引入反馈的类型是电流串联负反馈;对于RF和Re1电路元件来说, 它们是级间反馈元件, 由于RF右端与放大电路输出端是直接连接的, 而RF的左端则通过Re1接到电路的输入回路中。在没有Re1的情况下, RF与输出电阻RL并联, 属于第二级, 在没有RF的情况下, Re1属于第一级, 所以Re1和RF应该是级间反馈元件。我们可以得出, RF和Re1引入反馈的类型是电压串联负反馈。
对于模拟电路中反馈类型的判断, 需要我们进行深入的分析与推理。同时, 在日常的学习与工作中也需要我们进行及时的归纳与总结, 从而形成有效的判断方法及清晰的知识脉络。本文从判断电路中有无反馈、是正反馈还是负反馈、是交直流反馈还是串并联反馈几个方面阐述了反馈类型的判断的方法, 并结合具体实例分析了部分判断方法的应用, 也期望可以对有关人员更好的分析电路功能及提高电路识图能力有所帮助。
摘要：本文从已知模拟电路中有无反馈, 是正反馈、负反馈, 交直流反馈还是串并联反馈等几个方面详尽的阐述了模拟电路反馈类型的判断方法, 并结合具体实例分析了部分方法在模拟电路分析中的应用。
关键词：反馈,交直流反馈,串并联反馈,模拟电路
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