反馈放大电路的类型及判别

1. 正反馈和负反馈

根据反馈信号对输入信号所起的作用可分为正反馈和负反馈。如果反馈信号增强了原来的输入信号对电路的作用，使电路的放大倍数增大，则称为正反馈；如果反馈信号削弱了输入信号对电路的作用，使电路的放大倍数减小，则称为负反馈。正反馈能使电路放大倍数增大，容易引起电路的自激振荡，使电路工作不稳定，但也可用来设计信号发生器。负反馈虽然会使放大倍数减小，但它增强了电路工作稳定性，因此在放大电路中常引入负反馈来改善放大电路的性能。

通常采用“瞬时极性法”判别放大电路中引入的是正反馈还是负反馈。先假定输入信号在某一瞬时极性为“+”，然后根据各级电路输入、输出电压相位关系（对于集成运放，uo与u+同相，uo与u−反相），逐级推出其他相关各点的瞬时极性，最后判断反馈到输入端的信号是增强了还是减弱了净输入信号。为了便于说明问题，在电路中用符号⊕和分别表示瞬时极性的正和负，以表示该点电位上升或下降。

例如，在图4 − 2 − 3（a）所示电路中，假设输入信号ui在某一瞬时极性为“+”，由于输入信号加在集成运放的反相输入端，故输出电压uo的瞬时极性为“−”，而反馈电压uf是经电阻对uo分压后得到的，因此反馈电压uf的瞬时极性也为“−”，并且加在了集成运放的同相输入端。集成运放的净输入电压即差模输入电压为ui′=uid=ui−uf，uf的瞬时极性为“−”表示电位下降，则u′i增大，所以引入的反馈是正反馈。

在图4 − 2 − 3（b）所示电路中，假设输入信号ui在某一瞬时极性为“+”，由于输入信号加在集成运放的同相输入端，故输出电压uo的瞬时极性为“+”，则uo经电阻分压后得到的反馈电压uf的瞬时极性也为“+”，表示电位上升，此时集成运放的净输入电压ui′=uid=ui−uf减小，因此引入的反馈是负反馈。

图4 − 2 − 3 正反馈与负反馈

（a）正反馈；（b）负反馈

2. 电压反馈和电流反馈

根据反馈信号在放大电路输出端不同的采样方式，可分为电压反馈和电流反馈。在电压反馈中，反馈信号取自输出电压，或者说反馈信号与输出电压成正比；在电流反馈中，反馈信号取自输出电流，或者说反馈信号与输出电流成正比。

判断是电压反馈还是电流反馈，可采用“负载短路法”。假设将放大电路的负载RL短路，即输出电压为零，此时若反馈信号也为零，则说明反馈信号与输出电压成正比，属于电压反馈；反之，如果反馈信号依然存在，则表示反馈信号不与输出电压成正比，属于电流反馈。

例如图4 − 2 − 4（a）所示电路中，假设输出端负载RL短接，即uo=0，则反馈电阻Rf相当于接在集成运放的反相输入端和地之间，反馈通路消失，反馈信号不存在，故该反馈是电压反馈。在图4 − 2 − 4（b）所示电路中，如果将负载RL短接，反馈信号uf依然存在，则是电流反馈。

图4 − 2 − 4 电压反馈和电流反馈

（a）电压反馈；（b）电流反馈

3. 串联反馈和并联反馈

根据放大电路输入端输入信号和反馈信号的比较方式，反馈又可分为串联反馈和并联反馈。如果反馈信号与输入信号进行电压比较，即反馈信号与输入信号是串联连接，则称为串联反馈。如果反馈信号与输入信号在输入端进行电流比较，即反馈信号与输入信号并联连接，则称为并联反馈。

判断电路是串联反馈还是并联反馈，可采用输入回路的反馈节点“对地短路法”。若反馈节点对地短路时，输入信号作用仍存在，则说明反馈信号和输入信号相串联，故所引入的反馈是串联反馈。若反馈节点接地时，输入信号作用消失，则说明反馈信号和输入信号相并联，故所引入的反馈是并联反馈。

例如图4 − 2 − 5（a）中，如果将反馈节点a接地，输入信号ui仍然能够加到放大电路中，即加在集成运放的同相输入端，故所引入的反馈为串联反馈。由图可见输入电压ui与反馈电压uf进行电压比较，其差值为集成运放的差模输入电压；在图4 − 2 − 5（b）中，假设将输入回路反馈节点a接地，输入信号ui无法进入放大电路，而只是加在电阻R1上，故所引入的反馈为并联反馈。由图可见输入电流ii与反馈电流if进行电压比较，其差值为集成运放的反相输入端的电流差。

图4 − 2 − 5 串联反馈和并联反馈

（a）串联反馈；（b）并联反馈

通过上面的分析可以发现，若是串联反馈，反馈信号以电压的形式存在；若是并联反馈，反馈信号以电流的形式存在。

【例 4 − 2 − 1】在图4 − 2 − 6所示电路中引入了何种反馈？试判断其反馈极性和反馈类型。

图4 − 2 − 6 电路图

解：该电路是两级放大电路，电阻R2和R4引入的是局部反馈，即对于第一级集成运放A1由R2引入了电压并联负反馈，对于第二级A2由R4引入的也是电压并联负反馈。另外，还有一条导线将输出回路和输入回路连接了起来，因此整个电路也引入了反馈，故将此称为级间反馈。通常主要讨论的是级间反馈。

根据瞬时极性法，假设输入信号ui的瞬时极性为“+”，经过集成运放A1和A2后，输出电压uo的瞬时极性为“+”，反馈电压uf的瞬时极性也为“+”，由此可判断出反馈电压增大，则净输入电压ui′=ui−uf减小，所以说该反馈是负反馈；将输入端反馈节点a接地，输入信号仍可从反相端输入，故是串联反馈；在输出端将RL短接，由于输出电流的作用，反馈电压uf依然存在，所以是电流反馈，由此可得该电路所引入的反馈是电流串联负反馈。

在以上所讲的各种类型的反馈电路中，我们主要讨论其中的负反馈电路。由于反馈信号在输出端可以采样于输出电压或电流，在输入端与输入信号可以串联或并联。因此它们可以有四种组合，称为负反馈的四种组态，即：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。它们的电路图如图4 − 2 − 7所示。

图4 − 2 − 7 负反馈的四种组态

（a）电压串联负反馈；（b）电压并联负反馈；（c）电流串联负反馈；（d）电流并联负反馈