- 從零開始學電子電路設計
- 劉炳海主編
- 2234字
- 2020-05-07 10:54:12
2.2 反饋電路及應用
反饋就是指放大電路把輸出信號(電壓或電流)的一部分或全部,通過一定的方式送回到輸入回路,從而影響放大電路輸入信號的過程。反饋電路在電子電路中應用非常廣泛。
2.2.1 反饋的基本類型
(1)正反饋和負反饋 反饋信號增強了原輸入信號的叫做正反饋;反饋信號削弱了原輸入信號的叫做負反饋。常采用瞬時極性法來進行判斷。
① 先假設輸入信號電壓瞬時極性為正。
② 根據“共發射極電路集電極電位與基極電位的瞬時極性相反,發射極電位與基極電位瞬時極性相同”規律,確定出各極電位的瞬時極性。
③ 當反饋信號回到輸入端的基極上時,則兩者同極性時表示增強了原輸入信號,為正反饋,不同極性時表示削弱了原輸入信號,為負反饋;當反饋信號回到輸入端發射極上時,則兩者同極性時表示削弱了原輸入信號,為負反饋,不同極性時表示增強了輸入信號,為正反饋。
(2)電壓反饋和電流反饋 反饋信號與輸出電壓成正比的是電壓反饋;反饋信號與輸出電流成正比的是電流反饋。常采用輸出短路法來進行判斷,使輸出電壓為零,即輸出端短路,此時看反饋信號是否還存在,若消失則表示為電壓反饋,若存在則表示為電流反饋。
(3)串聯反饋和關聯反饋 反饋信號與輸入信號以電壓的形式在輸入端串聯的反饋叫做串聯反饋;反饋信號與輸入信號以電流的形式在輸入端并聯的反饋叫做并聯反饋。判別方法:若輸入端短路,反饋信號被短路則稱為并聯反饋。一般情況下,反饋信號加到共發射極電路基極的反饋為并聯反饋;反饋信號加到共發射極電路發射極的反饋為串聯反饋。
(4)交流反饋和直流反饋 存在于放大電路直流通路中影響直流性能的反饋叫做直流反饋;存在于放大電路交流通路中影響交流性能的反饋叫做交流反饋。
2.2.2 反饋類型的判斷
例?2-2 判斷圖2-9所示電路的反饋組態
圖2-9所示電路是一個共集電極電路(射極輸出器)。從圖中可看出發射極所接的電阻RE就是反饋電阻。根據瞬時極性法可判斷出該電路是負反饋,又因為它既接在輸出端上又接輸入級三極管發射極,因此可判斷出它是電壓串聯負反饋。
圖2-9 [例2-2]電路圖
例?2-3 判斷圖2-10所示電路的反饋組態
圖2-10 [例2-3]電路圖
圖2-10所示電路圖是一個兩級放大器,圖中電阻R1與輸入、輸出端都有聯系,所以R1肯定是反饋電阻,根據瞬時極性法可判斷出該電路是正反饋,又因為R1既接在輸出端上又接在輸入端三極管的基極上,所以可判斷出它是電壓并聯正反饋。
例?2-4 判斷圖2-11所示電路的反饋組態
圖2-11 [例2-4]電路圖
如圖2-11所示是一個兩級放大器,與輸入、輸出端有聯系的有兩個電阻R1、Rf,根據瞬時極性法可判斷出經反饋電阻R1引入的是負反饋,且R1加在輸入端三極管VT1基極上,可見是直流并聯負反饋。因反饋信號與輸出電流成比例,故為電流反饋。
結論:R1引入的是直流電流并聯負反饋。
根據瞬時極性法可判斷出經反饋電阻Rf引入的是交流負反饋,且Rf加在輸出端上,可見是電壓負反饋。因反饋信號和輸入信號加在三極管的兩個輸入電極上,反饋信號回到發射極,故為串聯反饋。
結論:Rf引入的是交流電壓串聯負反饋。
2.2.3 反饋電路的應用
在放大電路中,引入反饋使放大器的放大倍數減小為負反饋;反之,使放大器的放大倍數增大為正反饋。在放大電路中接入負反饋后可使放大電路放大倍數的穩定性、非線性失真和頻率特性等性能都得到改善,故負反饋廣泛應用于自動控制系統及各種放大電路中,如電視機中的AGC電路就是負反饋電路,視放級也設計為電流負反饋電路以穩定工作點及補償頻響等用。正反饋可以提高放大倍數,故也得到了廣泛應用,如彩電開關電源電路及行、場振蕩電路都采用了正反饋電路。
根據反饋電路與輸入及輸出電路的連接方式,負反饋可以歸納為以下四種類型:
① 串聯電流負反饋;
② 串聯電壓負反饋;
③ 并聯電壓負反饋;
④ 并聯電流負反饋。
在放大電路中,引入電壓負反饋,將使輸出電壓保持穩定,其效果是減小了電路的輸出電阻;而電流負反饋將使輸出電流保持穩定,因而增大了輸出電阻。在放大電路中,引入并聯負反饋可使放大電路中輸入電阻減小,并聯負反饋是把反饋電流與輸入電流并聯起來,其作用是削弱輸入電流;而串聯負反饋可使放大電路中輸入電阻增大及把反饋電壓與輸入電壓串聯起來,其作用是對輸入信號電壓起削弱作用。
在通信、導航、遙測遙控系統中,由于受發射功率大小、收發距離遠近、電波傳播衰落等各種因素的影響,接收機所接收的信號強弱變化范圍很大,信號最強時與最弱時可相差幾十分貝。如果接收機增益不變,則信號太強時會造成接收機飽和或阻塞,而信號太弱時又可能丟失。因此,必須采用自動增益控制電路,利用反饋電路使接收機的增益隨輸入信號強弱而變化,自動增益控制電路是接收機中幾乎不可缺少的輔助電路。在發射機或其他電子設備中,自動增益的控制電路也有廣泛的應用。下面簡單分析一個具體的自動增益的控制電路。
圖2-12所示為晶體管收音機中的簡單AGC電路。R2、C3組成低通濾波器,從檢波后的音頻信號中取出緩變直流分量作為控制信號,直接對晶體管進行增益控制。經分析可知,這是反向AGC。調節可變電阻R2,可以使低通濾波器的截止頻率低于解調后音頻信號的最低頻率,避免出現反調制。
從圖2-12中可看出RP1為反饋電阻。根據檢波二極管VD1的接法,檢波后的直流分量由M點流入地,因此UM對地為正。當輸入信號增大時,UM增加,UM通過電阻RP1加到VT1基極的AGC電壓也增加,VT1是PNP型三極管,所以第一中放管VT1的發射結偏壓UBE下降,集電極電流IC1減小,從而使第一中放的增益下降。當輸入信號減弱時,UM下降,UBE上升,從而使第一中放級的增益上升,通過反饋電路實現了自動增益控制的作用。
圖2-12 晶體管收音機中的簡單AGC電路