正反馈在放大电路中的应用

收稿日期 :2005203210 作者简介 :熊旭军 (1962 —) ,男 ,甘肃天水人 ,副教授 ,主要从事电子技术基础教学和研究工作。 正反馈在放大电路中的应用 熊旭军1 , 宁雅丽2 , 张颜萍1 (1. 兰州师范高等专科学校 物理系 ,甘肃 兰州 　730070 ; 2. 甘肃广播电视大学 科研处 ,甘肃 兰州 　730030) [摘要 ]通过实例探讨了正反馈在放大电路中的应用。 [关键词 ] 正反馈 ;放大电路 ;应用 [中图分类号 ] TN721. 2 　　　 [文献标识码 ]A 　　　 [文章编号 ]1008 - 4630 (2005) 03 - 0005 - 03 1 　引言[1 ] 反馈有正负之分 ,在放大电路的设计中 ,主要 引入负反馈以改善放大电路的性能。如利用负反 馈的原理可以稳定放大电路的静态工作点 ,还可 以提高增益的稳定性、减少非线性失真、抑制噪 声、扩展频带以及改变放大电路的输入和输出阻 抗等。所有这些性能的改善是以牺牲放大电路的 增益为代价的。相反地 ,在放大电路中引入正反 馈不仅不能稳定输出信号 ,还会进一步加剧输出 信号的变化 ,甚至产生自激振荡而破坏放大电路 的正常工作。因此 ,在放大电路中较少使用正反 馈 ,实际上 ,正反馈在放大电路中有很多应用 ,下 面就这个问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 进行探讨。 2 　正反馈的应用 2 . 1 　振荡电路[2 ] 从电路结构上看 ,正弦波振荡电路就是一个 没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。 图 1 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示接成正反馈时放大电路在输入信号 ÛX i = 0 时的方框图 ,改画一下便得图 2。由这两个图 可知 ,如在放大电路的输入端 (1 端) 外接一定频 率、一定振幅的正弦波信号 ÛX i′,经过基本放大电 路和反馈网络所构成的环路输出后 ,在反馈网络 的输出端 (2 端)得到反馈信号 ÛX f ,如果 ÛX f 与 ÛX i′ 在大小和相位上都相同 ,那么 ,就可以除去外接信 号 ,而将 1、2 两端连接在一起而形成闭环系统 ,其 输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。 由于 ÛX f = ÛX i ,由此得到产生正弦波振荡的两个条 件 : 图 1 图 2 振幅平衡条件 :| ÛA·ÛF| = 1 相位平衡条件 φA + φ F = 2 nπ ( n = 0 ,1 ,2 ⋯⋯) 其中 ÛA = AeiφA , ÛF = FeiφF 振荡电路的振荡频率 f 0 由相位平衡条件决 定。一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相 第 15 卷第 3 期 2005 年 9 月 　　　　　　　　　 甘肃广播电视大学学报 Journal of Gansu Radio & TV University 　　　　　　　　　 Vol1151 No13 Sep12005 位平衡条件 ,这个频率就是 f 0 。这就要求在 ÛA ÛF 环路中包含一个具有选频特性的网络 ,简称选频 网络。它可以设置在放大电路 ÛA 中 ,也可以设置 在反馈网络 ÛF 中 ,它可以用 R 、C 元件组成 ,也可 用 L 、C 元件组成。用 R 、C 元件组成选频网络 的振荡电路称为 RC 振荡电路 ,一般用来产生 1 Hz～1 MHz 范围的低频率信号 ;而用 L 、C 元件 组成选频网络的振荡电路称为 L C 振荡电路 ,一 般用来产生 1 MHz 以上的高频信号。振荡电路 是电子技术领域中常见的信号源之一 ,在测量、遥 控、自动控制、超声波、通信、广播和热处理等许多 技术领域有着广泛的应用。 2 . 2 　电压———电流转换电路[3 ] 图 3 所示为实用的电压———电流转换电路。 由于该电路引入了深度负反馈 , A 1 构成同相求和 电路 , A 2 构成电压跟随器。 图 3 图中 R1 = R2 = R3 = R4 = R ,因此 u02 = u P2 up1 = R4 R3 + R4 ·u1 + R3 R3 + R4 ·up2 = 0 . 5 u1 + 0 . 5 u P2 (1) u01 = (1 + R2 R1 ) ·U p1 = 2 up1 将式 (1) 代入上式 , u01 = u P2 + u1 , R0 上的电 压 uR0 = u01 - u P2 = u1 所以 i0 = u1 R0 从物理概念上看 ,电路中既引入了负反馈 ,又 引入了正反馈。若负载电阻 RL 减小 ,因电路内 阻的存在 ,则一方面 i0 将增大 ,另一方面 u P1将下 降 ,从而导致 u0 下降 , i0 将随之减小。由于 R2 R1 = R3 R4 ,由 RL 减小引起的 i0 的增大约等于因正反馈 作用引起的 i0 的减小 ,即正好抵消 ,因而 i0 成为 u1 的受控源 ,完成了电压 ———电流的转换。 2 . 3 　自举电路[3 ] 在阻容耦合放大电路中 ,常在引入负反馈的 同时 ,引入合适的正反馈以提高输入电阻。 如图 4 为阻容耦合放大电路 ,图 5 为其交流 通路。 图 4 图 5 利用瞬时极性法可以判断出电路中除了通过 R4 接反相输入端引入负反馈外 ,还通过 R1 接同 相输入端引入了正反馈 ;当信号源为有内阻的电 压源时 ,正反馈的结果使输入端的动态电位升高。 这种通过反馈使输入端动态电位升高的电路 ,称 为自举电路。 因为正反馈作用 , R1 中的交流电流 IR1大大 减小 ,其表达式为 IR1 = U P - U N R1 式中 U P = U i ,若将 R1 等效到输入端与地之间 , 如图 5 中虚线所示 ,则等效电阻为 R1′= U i IR1 = U p U p - U N ·R1 由于电路中引入了深度负反馈 ,使 U N ≈ U P , 故 R′1 远远大于 R1 ,因而输入电阻大大提 高。 2 . 4 　放大电路中的局部电路[2 ] 在某些场合下 ,在放大电路中有意地引入局 部正反馈以提高放大电路的增益。 如图 6 为三级直接耦合放大电路的交流通 路。用瞬时极性法判断电路的极性如图所示 ,从 电路的电压输出端通过电阻 R f 与电路的输入端 6 　　　　　　　　　　　　　　甘肃广播电视大学学报 　　　　　　　　　　　　　　第 15 卷第 3 期 图 6 相连形成整体反馈 ,但在第二、三级电路所引入的 局部反馈中存在两种极性的反馈。首先是在 T2 的射极电阻 R1 上产生本级电流串联负反馈 ;其 次是由第三级 T3 的射极电阻 R2 在 R1 上产生 的电流串联正反馈。反馈反电压 ÛV R1是两种极性 反馈的综合效果 ,引入局部正反馈提高了放大电 路的增益。 3 　结论 由以上讨论可知 ,正反馈并不是一无是处的 技术 ,在某些情况下施加少量正反馈来适量提高 放大电路的增益 ,或按要求实现电压 ———电流的 转换。在自举电路中引入合适的正反馈以提高输 入电阻 ,特别是在振荡电路中 ,正是利用正反馈来 实现信号产生的功能。由此可见 ,正反馈在放大 电路中有很多应用。 [参考文献 ] [1 ] 　谢嘉奎. 电子线路 (线性部分) [ M ] . 北京 :高等教育 出版社 ,1999. 273. [2 ] 　康华光. 电子技术基础 (模拟部分) [ M ] . 北京 :高等 教育出版社 , 1999. 299～300 , 394～396. [3 ] 　童诗白. 模拟电子技术基础 [ M ] . 北京 :高等教育出 版社 ,1999. 293～294 ,438～439. Application of Positive Feedback in Amplif iers XION G Xu2jun1 , N IN G Ya2li2 , ZHAN G Yan2ping1 (1 . Depart ment of physics , L anz hou Teacher’s College , L anz hou , 730070 , Chi na ; 2 . Scientif ic Research Depart ment of Gansu Radio & TV U niversity , L anz hou , 730070 , Chi na) Abstract : This paper discusses the application of positive feedback in amplifiers. Key words : positive feedback ; amplifiers ; application [责任编辑 　陈育苗 ] 72005 年 9 月 　　　　　　　　　　熊旭军等 :正反馈在放大电路中的应用