串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的區(qū)別:在于基本放大電路的輸入回路與反饋網(wǎng)絡(luò)的連接方式不同。
判斷方法一:
若反饋信號為電壓量,與輸入電壓求差而獲得凈輸入電壓,則為串聯(lián)反饋;若反饋信號電流量,與輸入電流求差獲得凈輸入電流,則為并聯(lián)反饋。
判別方法二:
并聯(lián)反饋:反饋信號與輸入信號在同一節(jié)點引入,或是并接在放大器的同一個輸入端上。
串聯(lián)反饋:反饋信號和輸入信號不在同一節(jié)點引入或反饋信號和輸入信號加在放大器的不同輸入端上。
在如下圖所示兩電路中,集成運放的凈輸入電壓
故它們均引入了串聯(lián)反饋。
應(yīng)用實例
在如下圖所示兩電路中,集成運放的凈輸入電流
故它們均引入了并聯(lián)反饋。
在電壓負反饋電路中,反饋量取自輸出電壓,并與之成比例;在電流負反饋電路中,反饋量取自輸出電流,并與之成比例。
判斷方法:令負反饋放大電路的輸出電壓uO為零,若反饋量也隨之為零,則說明引入了電壓負反饋;若反饋量依然存在,則說明電路中引入了電流負反饋。
如下圖(a)所示電路中引入了交流負反饋,輸入電流iI與反饋電流iF如圖中所標注。令輸出電壓uO=0,即將集成運放的輸出端接地,便得到圖(b)所示電路。此時,雖然反饋電阻Rf中仍有電流,但那是輸入電流iI作用的結(jié)果,而因為輸出uO為零,所以它在Rf中產(chǎn)生的電流(即反饋電流)也必然為零,故電路中引入的是電壓反饋。
如下圖所示電路中引入了交流負反饋,各支路電流如圖中所標注。令輸出電壓uO=0,即將負載電阻RL兩端短路,得到如圖(b)所示電路。因為輸出電流iO僅受集成運放輸入信號的控制,即使RL短路,iO并不為零;又因為反饋電流iF與iO的關(guān)系不變?yōu)?/p>
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說明反饋量依然存在,故電路中引入的是電流反饋。
注意:在判斷電壓反饋與電流反饋時,反饋量僅僅決定于輸出量,而由輸入量直接作用所產(chǎn)生的電流(電壓)不是反饋量。
若反饋量與輸入量以串聯(lián)方式相連,即反饋量與輸入量連到放大電路的兩個不同的輸入端,則可表示為電壓串聯(lián)比較求和,即為串聯(lián)反饋。若反饋量與輸入量以并聯(lián)方式相連,即反饋量與輸入量連到放大電路的同一個輸入端,則可表示為電流并聯(lián)比較求和,即為并聯(lián)反饋。
從概念上說,如果反饋量與輸入量均為電壓,凈輸入量可表示為,則為串聯(lián)反饋;反之,如果反饋量與輸入量均為電流,凈輸入量表示為,則為并聯(lián)反饋。實際應(yīng)用時,根據(jù)反饋量與輸入量的連接方式不難區(qū)分串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋。若反饋量與輸入量以串聯(lián)方式相連,即反饋量與輸入量連到放大電路的兩個不同的輸入端,則可表示為電壓串聯(lián)比較求和,即為串聯(lián)反饋。若反饋量與輸入量以并聯(lián)方式相連,即反饋量與輸入量連到放大電路的同一個輸入端,則可表示為電流并聯(lián)比較求和,即為并聯(lián)反饋。對于運算放大器構(gòu)成的反饋電路,運放的同相輸入端和反相輸入端是兩個輸入端;對于三極管組成的放大電路來說,三極管的基極和發(fā)射極是兩個輸入端;對于差分放大電路來說,兩個基極b1、b2是兩個輸入端。 ? ? ? ? ? ? ? ??
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圖1 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判斷
如圖1(a),信號加在運放的同相輸入端,反饋接到運放的反相輸入端,所以是串聯(lián)反饋;
圖1(b),信號加在運放的同相輸入端,反饋也接到運放的同相輸入端,所以是并聯(lián)反饋;
圖1(c),信號加在差分放大電路的基極b1,反饋接到差分放大電路的基極b2,所以是串聯(lián)反饋。
將凈輸入量和增益聯(lián)系起來,由閉環(huán)增益對正負反饋的定義推出正負反饋下凈輸入量的變化,得出兩者是一致的結(jié)果。
根據(jù)凈輸入量的增減來判斷正負反饋:反饋后使凈輸入量減小的反饋為負反饋;反饋后使凈輸入量增大的反饋為正反饋。而根據(jù)閉環(huán)增益的增減來判斷正負反饋:當(dāng)時,,為負反饋;當(dāng)時,,為正反饋。這兩種說法其實是一致的。因為:
凈輸入量:,即:
所以, --------------- ①
由式1可知,當(dāng)時, 輸入量減小,而按閉環(huán)增益表達式,所以均確認為負反饋。反之,當(dāng)時,,凈輸入量增大,所以均確認為正反饋??梢姼鶕?jù)凈輸入量的變化來判斷正負反饋和根據(jù)閉環(huán)增益的變化來判斷正負反饋其實是一致的。
若反饋量與輸出電壓成正比則為電壓反饋;若反饋量與輸出電流成正比則為電流反饋。通??梢圆捎秘撦d短路法來判斷。
從概念上說,若反饋量與輸出電壓(有時不一定是輸出電壓,而是取樣處的電壓)成正比則為電壓反饋;若反饋量與輸出電流(有時不一定是輸出電流,而是取樣處的電流)成正比則為電流反饋。在判斷電壓反饋和電流反饋時,除了上述方法外,也可以采用負載短路法。負載短路法實際上是一種反向推理法,假設(shè)將放大電路的負載電阻RL短路(此時,),若輸入回路中仍然存在反饋量,即,則為電流反饋;若輸入回路中已不存在反饋,即則為電壓反饋。
判斷電壓反饋和電流反饋更直觀的方法是根據(jù)負載電阻與反饋網(wǎng)絡(luò)的連接方式來區(qū)分電壓反饋與電流反饋。將負載電阻與反饋網(wǎng)絡(luò)看作雙端網(wǎng)絡(luò)(在反饋放大電路中其中一端通常為公共接地端),若負載電阻與反饋網(wǎng)絡(luò)并聯(lián),則反饋量對輸出電壓采樣,為電壓反饋。否則,反饋量無法直接對輸出電壓進行采樣,則只能對輸出電流進行采樣,即為電流反饋。
電壓負反饋可以穩(wěn)定輸出電壓;而電流負反饋則可以穩(wěn)定輸出電流。區(qū)分電壓反饋與電流反饋只有在負載電阻RL變動時才有意義。如果RL固定不變,因輸出電壓與輸出電流成正比,所以,在穩(wěn)定輸出電壓的同時也必然穩(wěn)定輸出電流,反之亦然,二者效果相同。但是當(dāng)負載電阻RL改變時,二者的效果則完全不同,電壓負反饋在穩(wěn)定輸出電壓時,輸出電流將更不穩(wěn)定;而電流負反饋在穩(wěn)定輸出電流時,輸出電壓將更不穩(wěn)定。
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圖1 電壓反饋與電流反饋的判斷
如圖1(a),反饋電壓,反饋量與輸出電壓成正比,故為電壓反饋。
圖1(a),反饋電壓,反饋量與輸出電流成正比,故為電流反饋。
圖1 (b),反饋電流,反饋量與輸出電流成正比,故為電流反饋。也可用負載短路法來判斷,如圖1(a)中,將RL短路時(此時,),如圖2(a)所示。由于輸入回路中不存在反饋(),所以圖5(a)電路為電壓反饋。將圖1(a) 中RL短路時(此時,,如圖2(b)所示,輸入回路中仍然存在反饋量(),說明反饋對輸出電流取樣,所以圖1(a)電路應(yīng)為電流反饋。
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圖2 負載短路法判斷電壓反饋與電流反饋
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