反馈电路类型的判别方法探讨.doc

反馈电路类型的判别方法探讨1 引言在模拟电子电路中,反馈是指把输出回路的电量(电压或电流)馈送到输入回路的过程。反馈有正负之分,交直流之分,还有四种不同的类型(即串联反馈、并联反馈、电压反馈、电流反馈)之分。其中,反馈类型主要是针对交流而言的,不同的类型在电路中起的作用各不相同。目前,常用的反馈类型判别方法较为复杂,对要求掌握这个知识点的初学者来说,往往有一定的难度,因此除了教材中介绍的“短路法”外,有学者提出了其他的判别方法。在其他方法的基础上,经过笔者归纳、总结出一种实用的“端子接线法”判别方法,该方法具有全面,易理解和易掌握的特点。2 反馈类型判别方法在判别模拟电子电子电路反馈类型的研究中,通常把电路等效成图1所示的方框图。图中设模拟电子电路输入端为i1(该输入端与信号源正端相连)和i2,输出端为o1和o2,输入电压为ui,输出信号为uo;反馈电路输入端为f1、f2(通常接地),输出端为f3、f4(通常接地),反馈电路的输入电压为ufi,输出电压为ufo。2.1串联反馈和并联反馈的判别方法由模拟电子电路的输入端(i1、i2)与反馈电路的输出端(f3)的连接方式,可以判断该电子电路的反馈类型是串联反馈还是并联反馈。判断规则为:反馈电路的输出端“f3”与模拟电子电路的输入端“i1”相连,为并联反馈;反之,反馈电路的输出端“f3”与模拟电子电路的输入端“i2”相连,则为串联反馈。该判别方法总结如表1所示。模拟电子电路输入通常有三极管电路输入、差分电路输入和集成运放电路输入。下面就三种情况分别予以介绍2.1.1三极管电路输入的判别方法三极管电路的输入脚的接法有两种,如图2(a)、(b)所示。对于图2(a)所示的共射极、共集电极电路,显然其基极为框图中的输入端“i1”,反馈电路的输出端“f3”接入该端,则为并联反馈;发射极为框图中的输入端“i2”,反馈电路的输出端“f3”接入该端,则为串联反馈。对于图2(b)所示的共基极电路,则输入端“i1”为发射极,反馈电路的输出端“f3”接入该端,则为并联反馈;基极为输入端“i2”。反馈电路的输出端“f3”接入该端,则为串联反馈。2.1.2差分电路输入和集成运放电路输入的判别方法图3差分电路电路的输入端示意图对于图3所示的差分电路,T1管基极与信号源的正端相连,该脚为图1中的输入端“i1”,反馈电路的输出端“f3”接入该脚,则为并联反馈;T2管的基极则为输入端“i2”,反馈电路的输出端“f3”接入该端,则为串联反馈。 对于图4所示的集成运放电路,输入端“i1”和输入端“i2”的判别仍然是以信号源的正端为参考端,方法与上面类似。2.2电压反馈和电流反馈判别方法具有反馈的模拟电子电路等效方框图如图1所示,由模拟电子电路的输出端(o1、o2)和反馈电路的输入端(f1)的连接方式,可以判断该电子电路的反馈类型是电压反馈还是电流反馈。判断规则为:模拟电子电路输出端“o1”与反馈电路的输入端“f1”相连,为电压反馈;反之,模拟电子电路的输出端“o2”与反馈电路的输入端“f1”相连,则为电流反馈。该判别方法总结如表2所示。模拟电子电路通常有三极管电路输出和集成运放电路输出,下面就二种情况分别予以介绍。2.2.1三极管电路输出的判别方法对于输出是三极管的电路,输出端是“o1”或“o2”的判别,主要还是看输出信号的正端相连的是哪支脚,图5给出了三极管电路输出的各种情况。2.2.2集成运放电路输出判别方法集成运放电路输出脚的判别要点仍然是看输出信号的正端相连的是哪支脚,图6所示是负载电阻一端接地的情况,图6(a)和图6(b)是电压反馈,只是反馈强度不同而已。图7所示是负载电阻两端不接地的情况,显然为电流反馈。3 举例反馈电路的判别还包括正负反馈的判别;交直流反馈的判别。正负反馈的判别可采用教材中的瞬时极性法;交直流反馈的判别,可采用交流反馈中电容短路,直流反馈中电容开路的方法判别。下面以实例来进一步掌握上述判别方法。例1分析图8所示三极管放大电路,说明电阻Rf引入的交流反馈的性质。解:图8(a)所示放大电路为共射极放大电路,发射极既是输入端“i2”,也是输出端“o2”,因此该电路是电流串联反馈;由瞬时极性法知该电路Rf引入的是负反馈,故该电路是电流串联负反馈。同理,图8(b)所示放大电路为电压串联负反馈。图8(c)所示放大电路为电压并联负反馈。图8(d)所示放大电路中,反馈电阻Rf从输出端“o2”引出,接入输入端“i1”,该电路为电流并联负反馈。例2分析图9所示多级放大电路和差分放大电路,判别电路的反馈类型。解:图9(a)所示放大电路为多级放大电路,反馈信号从输出端“o2”引出,接入输入端“i1”,所以电阻Rf引入的反馈是电流并联负反馈。图9(b)所示放大电路为差分电路,反馈信号从输出端“o1”引出,接入输入端“i2”,所以该电路的反馈是电压串联负反馈。例3判别图10所示集成运放电路中反馈的类型。解:图10(a)所示集成运放电路中,反馈信号从输出端“o2”引出,接入输入端“i1”,所以该电路的反馈是电流并联负反馈。图10(b)所示集成运放电路中,反馈信号从输出端“o1”引出,接入输入端“i2”,所以该电路的反馈是电压串联负反馈。实验三差分放大电路一、实验目的1、加深对差动放大器性能及特点的理解2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法二、实验原理图31是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui0时，双端输出电压UO0。RE为两管共用的发射极电阻， 它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。图31 差动放大器实验电路当开关K拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。 它用晶体管恒流源代替发射极电阻RE，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。1、静态工作点的估算典型电路 （认为UB1UB20） 恒流源电路 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数当差动放大器的射极电阻RE足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。双端输出:RE，RP在中心位置时，单端输出 当输入共模信号时，若为单端输出，则有若为双端输出，在理想情况下实际上由于元件不可能完全对称，因此AC也不会绝对等于零。3、共模抑制比CMRR为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比 或差动放大器的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。本实验由函数信号发生器提供频率f1KHZ的正弦信号作为输入信号。三、实验设备与器件1、12V直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器 4、交流毫伏表5、直流电压表6、晶体三极管3DG63，要求T1、T2管特性参数一致。 （或90113）。 电阻器、电容器若干。四、实验内容1.典型差动放大器性能测试按图3-1连接实验电路，开关K拨向左边构成典型差动放大器。1) 测量静态工作点调节放大器零点信号源不接入。将放大器输入端A、B与地短接，接通12V直流电源，用直流电压表测量输出电压UO，调节调零电位器RP，使UO0。 调节要仔细，力求准确。测量静态工作点零点调好以后，用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE，记入表31。表3-1测量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)URE(V)计算值IC(mA)IB(mA)UCE(V)2)测量差模电压放大倍数 断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大器输入A端，地端接放大器输入B端构成单端输入方式，调节输入信号为频率f1KHz的正弦信号，并使输出旋钮旋至零， 用示波器监视输出端（集电极C1或C2与地之间）。接通12V直流电源，逐渐增大输入电压Ui（约100mV），在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表测 Ui，UC1，UC2，记入表62中，并观察ui，uC1，uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。3)测量共模电压放大倍数将放大器A、B短接，信号源接A端与地之间，构成共模输入方式， 调节输入信号f=1kHz，Ui=1V，在输出电压无失真的情况下，测量UC1， UC2之值记入表32，并观察ui， uC1， uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。表3-2典型差动放大电路具有恒流源差动放大电路单端输入共模输入单端输入共模输入Ui100mV1V100mV1VUC1(V)UC2(V)/CMRR =4）具有恒流源的差动放大电路性能测试将图31电路中开关K拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。重复内容12)、13)的要求，记入表32。五、实验总结1、 整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。1) 静态工作点和差模电压放大倍数。2) 典型差动放大电路单端输出时的CMRR实测值与理论值比较3) 典型差动放大电路单端输出时CMRR的实测值与具有恒流源的差动放大器CMRR实测值比较。2、比较ui，uC1和uC2之间的相位关系。3、根