反馈电路类型的判别方法探讨

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1、反馈电路类型的判别方法探讨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

2、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,

3、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

4、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

5、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

6、 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

7、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

8、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。实验三实验三 差分放大电路差分放大电路一、实验目的一、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

9、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 1、静态工作点的估算、静态工作点的估算典型电路（认为 UB1UB20）EBEEE ERUUIEC2C1I21II恒流源电路 E3

10、BEEECC 212E3C3RU)U(URRRIIC3C1C1I21II2 2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数、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，PbeBCiO d )R(121rRR UUA 单端输出d iC1 d1A21 UUAd iC2 d2A21 UUA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0UUAiO C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。ECEPbeBCiC1 C2C12RR)2RR2

11、1)(1rRR UUAA 3 3、共模抑制比、共模抑制比 CMRRCMRR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cd AACMRR dBAA20LogCMRRcd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、实验内容四、实验

12、内容1.1.典型差动放大器性能测试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)1) 测量静态工作点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 3-1UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)URE(V)测量值计算值IC(mA)IB(mA)UCE(V)2)2)

13、测量差模电压放大倍数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)3)测量共模电压放大倍数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

14、， 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)iC1 d1UUA/i0 dUUA /iC1 C1UUA/i0 CUUA /CMRR =C1d1 AA4 4）具有恒流源的差动放大电路性能测试）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

15、求，记入表 32。五、实验总结五、实验总结1 1、 整理实验数据，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 2、比较、比较 u ui i，u uC1C1和和 u uC2C2之间的相位关系之间的相位关系。3 3、根据实验结果，总结电阻、根据实验结果，总结电阻 R RE E和恒流源的作用和恒流源的作用。六、预习要求六、预习要求1、根据实验电路参数，估算典型差动放大器和具有恒流源的差动放大器的静态工作点及差模电压放大倍数（取 12100） 。2、测量静态工作点时，放大器输入端 A、B 与地应如何连接？3、实验中怎样获得双端和单端输入差模信号？怎样获得共模信号？画出 A、B端与信号源之间的连接图。4、怎样进行静态调零点？用什么仪表测 UO ？5、怎样用交流毫伏表测双端输出电压 UO ？