【模电】0013 反馈放大电路基础

反馈放大电路的基本结构如下图：

 即有一个从输出到输入的反馈通路，这种能形成反馈的整个电路称为闭环状态。

图中基本放大电路的增益为A=Xo/Xid；反馈系数为F=Xf/Xo。

1）反馈的分类：

直流反馈与交流反馈：在放大电路中既有直流分量，也有交流分量；在直流通路中起作用时称为直流反馈，同理，作用于交流通路的反馈称为交流反馈。

正反馈与负反馈：反馈信号起作用后使得净输入量减小了，称为负反馈；反之，反馈作用后净输入量增大了，称为正反馈。

串联反馈与并联反馈：在反馈加入输入端时，如果反馈信号与基本放大电路的输入是串联形式（即通过改变电压起作用）称为串联反馈；如果反馈信号与基本放大电路的输入是并联形式（即通过分流起作用）则称为并联反馈。

电压反馈与电流反馈：在输出端，如果取输出电压的一部分作为反馈量送回到输入端，这种形式称为电压反馈；如果取输出电流的一部分作为反馈量送回到输入端，则称为 电流反馈。

注意区分：串、并联反馈是看反馈量加到输入端是串联还是并联；而电压、电流反馈是看从输出端取的是电压还是电流作为反馈量。

2）实例分析

交/直流反馈或是正/负反馈是比较好区分的，这里我们只举几个例子看看如何区分串并联、电压电流反馈。

a）电压串联负反馈

以下图为例：这是比较常见的同相比例放大电路。

首先，看反馈量从哪里取的，反馈量是从Vo上取的电压，通过Rf和R1分压后加到输入端的，所以是电压反馈；

其次，看反馈量是如何加到输入端的，放大器的输入Vid和反馈电压Vf串联后，是整个电路的输入Vi，所以这是串联反馈；

同时，Vo如果有增大趋势时，会使得Vf增大而抑制Vo增大，这是个负反馈电路；

因此，这个电路是电压串联负反馈电路。

b）电压并联负反馈电路

再看一个比较常见的反向比例放大电路：

首先，看反馈量从哪里取的，反馈量是从Vo上取的电压，通过Rf加到输入端的，所以是电压反馈；

其次，看反馈量是如何加到输入端的，反馈量是并联在放大器的输入上的（通过并联分走了输入的部分电流），所以是并联反馈；

同时，Vo如果有增大趋势时，会使得Vn增大而抑制Vo增大，这是个负反馈电路；

因此，这个电路是电压并联负反馈电路。

c）电流串联负反馈电路

再看一个压控电流源电路，这个电路可以通过输入电压控制负载RL上的电流。

首先，看反馈量从哪里取的，反馈量是从输出通路的上取的电流io，（虽然是通过反馈网络Rf变成电压量之后加到输入端的，但反馈量仍然是取自电流），所以是电流反馈；

其次，看反馈量是如何加到输入端的，放大器的输入Vid和反馈电压Vf串联后，是整个电路的输入Vi，所以这是串联反馈；

同时，Vo如果有增大趋势时，会使得Vf增大而抑制Vo增大，这是个负反馈电路；

因此，这个电路是电流串联负反馈电路。

c）电流并联负反馈电路

再看如下电路：

首先，看反馈量从哪里取的，反馈量是从输出通路的上取的if（if是输出电流io的一部分），所以是电流反馈；

其次，看反馈量是如何加到输入端的，反馈量是并联在放大器的输入上的（通过并联分走了输入的部分电流），所以是并联反馈；

同时，Vo如果有增大趋势时，会使得Vn增大而抑制Vo增大，这是个负反馈电路；

因此，这个电路是电压并联负反馈电路。

2）负反馈电路的计算

我们再回到本文起始的框图：

由基本框图可以看出：

Xid=Xi-Xf，基本放大电路的增益（开环增益）A=Xo/Xid；

反馈网络的反馈系数F=Xf/Xo；

则由上述几式可以求出，负反馈放大电路的增益（闭环增益）Af：

Af = Xo/Xi = Xo/(Xid+Xf) = Xo/(Xo/A+F*Xo) = A/(1+AF)

由此可以看出，电路的闭环放大倍数Af与(1+AF)有关，通常把（1+AF）称为反馈深度，而AF称为环路增益。

|(1+AF)|>1时，比没有反馈时增益减小，此时为负反馈；|(1+AF)|<1时，比没有反馈时增益增大，此时为正反馈，|(1+AF)|=0时，Af为无穷大，电路会自激动振荡。

当|(1+AF)|>>1时，称为深度负反馈，此时有Af≈1/F，说明在深度负反馈时，闭环增益只取决于反馈系数，而与开环增益无关。

形成深度负反馈的条件一般是开环增益A特别大，比电路中的反馈系数等大出好几个数量级；因此，一般使用运放可以很方便地设计出深度负反馈电路。

对于不同反馈类型的电路，公式中的各参数的含义和量纲是不同的，归纳如下表：

好了，本节反馈电路的基础知识就讲到这里，下一节会讲讲反馈电路的其他一些特性。

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