讨论讨论模电中负反馈

讨论讨论模电中负反馈

大二学习模拟电子技术的时候，感觉反馈和负反馈放大电路这一章，关于反馈和负反馈的判断很有难度，好在当时意外学到了一条口诀，让我可以快速判断出电路的反馈类型。现在学完了自动控制原理，对反馈有了新的认识，所以写下这篇文章，希望对大家有帮助。

1. 信号是如何反馈的

可以画出下面的方块图来理解信号的反馈：

图中几个符号的含义是：

• $u_{in}$：输入信号
• $u_{out}$：输出信号
• E 代表输入信号和经过反馈的输出信号的差值，简称偏差信号
• G(s)和H(s)代表系统内部的一些环节，就是对信号的处理，没有学过自控的同学暂时忽略，可以认为是电路元器件

那么，什么是正反馈呢，当图中画双划线的-/+符号选择+的时候，就是正反馈，也就是输出信号通过某个系统的处理之后和原始输入信号相加。而负反馈，就是输出信号通过某个系统的处理之后和原始输入信号相减。

2. 模电中正负反馈的判断

了解了信号的反馈，暂时不考虑反馈的类型，我们先来通过之前的理论来判断正反馈和负反馈。

图(a)是课本上的一个图，套用刚才的思想，先确定输入信号是$u_I$，输出信号是$u_O$，偏差信号E是$u_Id$，$u_o$通过$R_1,R_2$两个电阻，把输出信号传递到了运算放大器的反相输入端（即把此处的电压抬升了$u_F$）。可以发现，这一套操作下来，偏差信号$u_{Id}$会由于反馈的作用而变小，所以，这是一个负反馈。

本套方法同样可以适用于图(b)，可以判断出是正反馈。可以总结出来，只要能够判断偏差信号的变化（即运算放大器两端子在反馈作用下的差值变化），就能确定是反馈是正还是负。这也就是瞬时极性法的原理。

注：不要忘记考虑运算放大器的输出特性

3. 判断电压还是电流反馈

这个是由反馈信号的来源决定的，来源是电压则是电压反馈，来源是电流则是电流反馈，

所以，我们可以把输出信号短路。如果反馈信号仍然存在，则是电流反馈，否则是电压反馈。

图(a)中若将输出短路，$i_F$将不能存在，也就不存在反馈了，所以是电压反馈。

4. 判断串联与并联反馈

在这里我们特别要注意一点，我们研究对象是信号，所以我们要把整个信号看成一个整体。

第一种方法是：只要使得反馈信号和偏差信号呈现类似电阻串联的情况，就是串联反馈，否则就是并联反馈（类似电阻并联）。

第二种方法是：若反馈信号为电压量，与输入电压求差的为串联反馈；若反馈信号为电流量，与输入电流求差的为并联反馈。

但是这两种方法还是很难用于判断。但是上述思路可以总结为口诀。我将在第5节展示。

5. 判断流程口诀

• step 1：将输出电压置零，若反馈消失为电压反馈，否则为电流反馈。
• step 2：判断输入输出信号的连接端子情况。
• 相异端子：一定是串联反馈
• 相同端子：一定是并联反馈
• 正负反馈用瞬时极性法

案例分析

负反馈比较显然，就不再分析

• eg 1

step 1: 将输出信号置零，发现反馈消失了，说明是电压反馈

step 2: 输入输出信号的连接端子情况：输出信号和运放的反相输入端相接，而输入信号与同相输入端相接，这属于相异端子的情况，所以是串联反馈。

综上，这个电路是电压串联负反馈。

• eg 2

step 1: 将输出信号$u_O$置零，则产生的负极性直接加到$R_3$，通过$R_2，R_3$分压关系，反馈仍然存在，所以是电流反馈。

step 2: 输入输出信号的连接端子情况：输出信号和运放的反相输入端相接，而输入信号也与反相输入端相接，这属于相同端子的情况，所以是并联反馈。

综上，这个电路是电流并联负反馈。

6. 总结

按照第5节所提出的口诀应该可以快速判断几乎所有电路的反馈类型。当然还需要勤加练习，如果本文有任何纰漏，敬请原谅，并通过邮箱或其他方式与我取得联系。