- 電子工程師必備:九大系統(tǒng)電路識(shí)圖寶典(第2版)
- 胡斌 胡松
- 8507字
- 2019-03-07 10:54:38
1.1 負(fù)反饋放大器綜述
重要提示
在放大器中采用負(fù)反饋電路,其目的是為了改善放大器的工作性能,提高放大器的輸出信號(hào)質(zhì)量。
在引入負(fù)反饋電路之后,放大器的增益要比沒(méi)有負(fù)反饋時(shí)的增益小,但是可以改善放大器的許多性能,主要有減小放大器的非線(xiàn)性失真、擴(kuò)寬放大器的頻帶、降低放大器的噪聲、穩(wěn)定放大器的工作狀態(tài)等。
1.1.1 反饋、正反饋和負(fù)反饋
1.放大器信號(hào)傳輸
通常放大器的信號(hào)傳輸全過(guò)程是:信號(hào)從放大器輸入端輸入,通過(guò)放大器放大后從放大器輸出端輸出,其輸出信號(hào)加到后級(jí)電路中,這一輸出信號(hào)不再加到放大器的輸入端。圖1-1所示是放大器信號(hào)傳輸過(guò)程示意圖。

圖1-1 放大器信號(hào)傳輸過(guò)程示意圖
2.反饋過(guò)程
重要提示
放大器的信號(hào)都是從放大器的輸入端傳輸?shù)椒糯笃鞯妮敵龆耍欠答佭^(guò)程則不同,它是從放大器輸出端取出一部分輸出信號(hào)作為反饋信號(hào),再加到放大器的輸入端,與原放大器輸入信號(hào)進(jìn)行混合(或是相加或是相減),這一過(guò)程稱(chēng)為反饋。
圖1-2所示是反饋方框圖。從圖中可以看出,輸入信號(hào)Ui從輸入端加到放大器中進(jìn)行放大,放大后的輸出信號(hào)Uo中的一部分信號(hào)經(jīng)過(guò)反饋電路后成為反饋信號(hào)UF,與輸入信號(hào)Ui合并,作為凈輸入信號(hào)Ul加到放大器中。

圖1-2 反饋方框圖
圖1-3所示是實(shí)際電路中的反饋電路舉例。電路中的三極管VT1構(gòu)成一級(jí)放大器,基極是這一放大器的輸入端,集電極是放大器的輸出端,VT1管集電極與基極之間接有電阻R1, R1構(gòu)成了反饋電路。

圖1-3 舉例電路
反饋電路使原本放大器輸入端和輸出端不相連的電路構(gòu)成了一個(gè)閉合回路,如圖1-4所示,這個(gè)閉合回路是各種反饋電路的基本電路特征。

圖1-4 閉合回路
重要提示
反饋電路具有下列兩個(gè)明顯的電路特征。
(1)輸出信號(hào)中的一部分通過(guò)反饋電路加到了放大器輸入端,與原輸入信號(hào)進(jìn)行混合。
(2)反饋電路與放大器構(gòu)成了一個(gè)閉合的回路。
3.正反饋概念
重要提示
反饋電路在放大器輸出端和輸入端的接法不同會(huì)對(duì)電路產(chǎn)生兩種截然不同的效果(指對(duì)輸出信號(hào)的影響),所以反饋電路有兩種:正反饋電路和負(fù)反饋電路,這兩種反饋電路的結(jié)果完全相反。
正反饋可以舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明,吃某種食品,由于它很可口,所以在吃了之后更想吃,這是正反饋過(guò)程。
圖1-5所示是正反饋方框圖。當(dāng)反饋信號(hào)UF與輸入信號(hào)Ui是同相位時(shí),這兩個(gè)信號(hào)混合后是相加的關(guān)系,即Ui+UF,所以?xún)糨斎敕糯笃鞯男盘?hào)Ul比輸入信號(hào)Ui更大,而放大器的放大倍數(shù)沒(méi)有變化,這樣放大器的輸出信號(hào)Uo比不加入反饋電路時(shí)的大,這種反饋稱(chēng)為正反饋。顯然,正反饋?zhàn)尫糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)幅度更大,但這對(duì)于放大器而言并不是好事,相反是有害的。

圖1-5 正反饋方框圖
加入正反饋之后的放大器,輸出信號(hào)愈大反饋愈大(當(dāng)然不會(huì)無(wú)限制地增大,電路會(huì)自動(dòng)穩(wěn)幅),這是正反饋的特點(diǎn)。正反饋電路在放大器中通常不用(局部會(huì)用),它只適用于振蕩器中。
4.信號(hào)相位
分析正反饋和負(fù)反饋電路過(guò)程中,時(shí)常用到信號(hào)相位的概念,如果不能真正地掌握這個(gè)知識(shí)點(diǎn),那么分析電路會(huì)相當(dāng)困難,或是根本無(wú)法進(jìn)行分析。
(1)同相信號(hào)。圖1-6所示是兩個(gè)同頻率同相位的正弦信號(hào)示意圖。A、B兩個(gè)信號(hào)頻率相同,它們的電壓波形同時(shí)增大,同時(shí)減小,同時(shí)為正半周,同時(shí)為負(fù)半周,同時(shí)達(dá)到正峰點(diǎn),同時(shí)達(dá)到負(fù)峰點(diǎn),這樣的兩個(gè)信號(hào)相位是相同的(只是信號(hào)A的幅度大于信號(hào)B的幅度),兩個(gè)信號(hào)之間相位差為0°,這兩個(gè)信號(hào)稱(chēng)為同相信號(hào)。正反饋電路中,輸入信號(hào)Ui和反饋信號(hào)UF就是這樣的同相信號(hào)。

2.電流回路分析2

圖1-6 同相信號(hào)示意圖
(2)反相信號(hào)。圖1-7所示是兩個(gè)相位相反的正弦信號(hào)示意圖。兩個(gè)信號(hào)A、B頻率相同,在電壓波形中,當(dāng)信號(hào)A達(dá)到最大值(正峰點(diǎn))時(shí),另一個(gè)信號(hào)B達(dá)到最小值(負(fù)峰點(diǎn)),一個(gè)為正半周時(shí),另一個(gè)為負(fù)半周,一個(gè)信號(hào)在增大時(shí),另一個(gè)信號(hào)在減小,這樣的兩種信號(hào)相位相反,兩個(gè)信號(hào)之間的相位差為180°,這兩個(gè)信號(hào)稱(chēng)為反相信號(hào)。在負(fù)反饋電路中,輸入信號(hào)Ui和反饋信號(hào)UF就是這樣的反相信號(hào)。

圖1-7 反相信號(hào)示意圖
5.負(fù)反饋
重要提示
負(fù)反饋也可以舉一例說(shuō)明,一盆開(kāi)水,當(dāng)手指不小心接觸到開(kāi)水時(shí),手指很快縮回,而不是繼續(xù)向里面伸,手指的縮回過(guò)程就是負(fù)反饋過(guò)程。
圖1-8所示是負(fù)反饋方框圖。當(dāng)反饋信號(hào)UF相位和輸入信號(hào)Ui的相位相反時(shí),它們混合的結(jié)果是相減,結(jié)果凈輸入放大器的信號(hào)Ul比輸入信號(hào)Ui要小,使放大器的輸出信號(hào)Uo減小,引起放大器這種反饋過(guò)程的電路稱(chēng)為負(fù)反饋電路。

圖1-8 負(fù)反饋方框圖

3.電流回路分析3
6.反饋量
反饋量通俗地講就是從放大器輸出端取出的反饋信號(hào),經(jīng)反饋電路加到放大器輸入端的反饋信號(hào)量,即反饋信號(hào)大小。
負(fù)反饋的結(jié)果使凈輸入放大器的信號(hào)變小,放大器的輸出信號(hào)減小,這等效成放大器的增益在加入負(fù)反饋電路之后減小了。
當(dāng)負(fù)反饋電路造成的凈輸入信號(hào)愈小,即負(fù)反饋量愈大,負(fù)反饋放大器的增益愈小;反之負(fù)反饋量愈小,負(fù)反饋放大器的增益愈大。
負(fù)反饋量愈大,雖然使放大器的放大倍數(shù)減小量愈大,但是對(duì)放大器的性能改善效果愈好。
1.1.2 負(fù)反饋電路種類(lèi)
負(fù)反饋電路接在放大器的輸出端和輸入端之間,根據(jù)負(fù)反饋放大器輸入端和輸出端的不同組合形式,負(fù)反饋放大器共有下列4種電路。
(1)電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器;
(2)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器;
(3)電流并聯(lián)負(fù)反饋放大器;
(4)電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器。
1.電壓負(fù)反饋電路
電壓負(fù)反饋是針對(duì)負(fù)反饋電路從放大器輸出端取出信號(hào)而言的。電壓負(fù)反饋是指從放大器輸出端取出輸出信號(hào)的電壓來(lái)作為負(fù)反饋信號(hào),而不是取出輸出信號(hào)的電流來(lái)作為負(fù)反饋信號(hào),這樣的負(fù)反饋稱(chēng)為電壓負(fù)反饋。圖1-9所示是電壓負(fù)反饋示意圖,圖中從輸出端取出的信號(hào)電壓作為反饋信號(hào)。

圖1-9 電壓負(fù)反饋示意圖
圖1-10所示是實(shí)用的電壓負(fù)反饋電路示意圖,可與方框圖對(duì)應(yīng)理解。從電路中可以看出,電阻R1接在三極管VT1集電極,而集電極是這級(jí)放大器的輸出端,且集電極輸出的是信號(hào)電壓。

圖1-10 實(shí)用電壓負(fù)反饋電路
重要提示
電壓負(fù)反饋電路的電路特征是:負(fù)反饋電路是并聯(lián)在放大器輸出端與地之間的,只要放大器輸出端輸出信號(hào)電壓,就有負(fù)反饋的存在,所以負(fù)反饋信號(hào)直接取自于輸出信號(hào)電壓。
在共發(fā)射極放大器中,三極管集電極與基極之間接的任何元器件都是構(gòu)成的電壓負(fù)反饋電路。
共發(fā)射極放大器中,電壓負(fù)反饋電路的一種簡(jiǎn)單的判斷方法是:當(dāng)負(fù)反饋電阻與放大器輸出端直接相連時(shí)便是電壓負(fù)反饋。
電壓負(fù)反饋能夠穩(wěn)定放大器的輸出信號(hào)電壓。
由于電壓負(fù)反饋元件是并聯(lián)在放大器輸出端與地之間的,所以能夠降低放大器的輸出電阻。
2.電流負(fù)反饋電路
電流負(fù)反饋也是針對(duì)負(fù)反饋電路從放大器輸出端取出信號(hào)而言的,它是指從放大器輸出端取出輸出信號(hào)的電流來(lái)作為負(fù)反饋信號(hào),而不是取出輸出信號(hào)的電壓來(lái)作為負(fù)反饋信號(hào),這樣的負(fù)反饋稱(chēng)為電流負(fù)反饋。圖1-11所示是電流負(fù)反饋示意圖,從R1取出輸出信號(hào)電流作為電流反饋信號(hào)。

圖1-11 電流負(fù)反饋示意圖
圖1-12所示是實(shí)用的電流負(fù)反饋電路。從電路中可以看出,VT1管集電極是該級(jí)放大器的輸出端,而負(fù)反饋電阻R3接在VT1管發(fā)射極與地線(xiàn)之間。VT1管發(fā)射極電流流過(guò)電阻R3,而發(fā)射極電流是這級(jí)放大器的輸出信號(hào)電流,所以這是電流負(fù)反饋電路。

圖1-12 實(shí)用的電流負(fù)反饋電路
重要提示
電流負(fù)反饋電路的電路特征是:負(fù)反饋電路是串聯(lián)在放大器輸出回路中的,只要放大器輸出回路有信號(hào)電流,就有負(fù)反饋的存在,所以負(fù)反饋信號(hào)取自于輸出信號(hào)的電流。
發(fā)射極電阻就是一個(gè)典型電流負(fù)反饋電路。
電流負(fù)反饋電路的一種簡(jiǎn)單的判斷方法是:當(dāng)負(fù)反饋電阻沒(méi)有與放大器輸出端直接相連時(shí)便是電流負(fù)反饋。
電流負(fù)反饋能夠穩(wěn)定放大器的輸出信號(hào)電流。
由于電流負(fù)反饋元件是串聯(lián)在放大器輸出回路中的,所以提高了放大器的輸出電阻。
3.串聯(lián)負(fù)反饋電路
電壓和電流負(fù)反饋都是針對(duì)放大器輸出端而言的,指負(fù)反饋信號(hào)從放大器輸出端的取出方式。串聯(lián)和并聯(lián)負(fù)反饋則是針對(duì)放大器輸入端而言的,指負(fù)反饋信號(hào)加到放大器輸入端的方式。
圖1-13所示是串聯(lián)負(fù)反饋電路示意圖。負(fù)反饋電路取出的負(fù)反饋信號(hào),同放大器的輸入信號(hào)以串聯(lián)形式加到放大器的輸入回路中,這樣的負(fù)反饋稱(chēng)為串聯(lián)負(fù)反饋。如圖1-13右側(cè)所示,放大器輸入阻抗與負(fù)反饋電阻串聯(lián),這樣輸入信號(hào)與負(fù)反饋信號(hào)以串聯(lián)形式加入到放大器中。

圖1-13 串聯(lián)負(fù)反饋電路示意圖
圖1-14所示是實(shí)用的串聯(lián)負(fù)反饋電路。電路中的負(fù)反饋電阻R3串聯(lián)在VT1管發(fā)射極回路中,同時(shí)它也是串聯(lián)在放大器輸入回路中的,因?yàn)榉糯笃鞯妮斎胄盘?hào)Ui產(chǎn)生的基極信號(hào)電流回路是:Ui→電容C1→VT1管基極→VT1管發(fā)射極→R3→地端。

圖1-14 實(shí)用的串聯(lián)負(fù)反饋電路
重要提示
串聯(lián)負(fù)反饋電路的電路特征是:負(fù)反饋電阻(或電路)不與放大器的輸入端直接相連,而是串聯(lián)在輸入回路中。
串聯(lián)負(fù)反饋可以降低放大器的電壓放大倍數(shù),穩(wěn)定放大器的電壓增益。
由于串聯(lián)負(fù)反饋元件是串聯(lián)在放大器輸入回路中的,所以這種負(fù)反饋可以提高放大器的輸入阻抗。
4.并聯(lián)負(fù)反饋電路
圖1-15所示是并聯(lián)負(fù)反饋電路示意圖。負(fù)反饋電路取出的負(fù)反饋信號(hào),同放大器的輸入信號(hào)以并聯(lián)形式加到放大器的輸入回路中,這樣的負(fù)反饋稱(chēng)為并聯(lián)負(fù)反饋。從電路上可以看出,放大器輸入阻抗與負(fù)反饋電阻并聯(lián),這樣輸入信號(hào)和負(fù)反饋信號(hào)以并聯(lián)形式輸入到放大器中。

圖1-15 并聯(lián)負(fù)反饋電路示意圖
圖1-16所示是實(shí)用的并聯(lián)負(fù)反饋電路。電路中的電阻R1并聯(lián)在三極管VT1管基極,基極是這一放大器的輸入端,負(fù)反饋電阻R1直接并聯(lián)在放大器的輸入端上,所以這是并聯(lián)負(fù)反饋電路。

圖1-16 實(shí)用的并聯(lián)負(fù)反饋電路
重要提示
并聯(lián)負(fù)反饋電路的電路特征是:負(fù)反饋電阻(或電路)直接與放大器的輸入端相連。
并聯(lián)負(fù)反饋可以降低放大器的電流放大倍數(shù),穩(wěn)定放大器的電流增益。
由于并聯(lián)負(fù)反饋元件是與放大器輸入電阻相并聯(lián)的,所以這種負(fù)反饋降低了放大器的輸入阻抗。
1.1.3 負(fù)反饋信號(hào)
前面從電路結(jié)構(gòu)上介紹了負(fù)反饋電路,下面從參加負(fù)反饋的信號(hào)方面介紹負(fù)反饋,根據(jù)參加負(fù)反饋的信號(hào)不同,分為下列幾種。
1.直流負(fù)反饋
重要提示
直流負(fù)反饋是指參加負(fù)反饋的信號(hào)只有直流電流,沒(méi)有交流電流。直流負(fù)反饋的作用是穩(wěn)定放大器的直流工作狀態(tài),放大器的直流工作狀態(tài)穩(wěn)定了,它的交流工作狀態(tài)也就穩(wěn)定了,所以直流負(fù)反饋的根本目的是穩(wěn)定放大器的交流工作狀態(tài)。
圖1-17所示電路中的電阻R6構(gòu)成直流負(fù)反饋電路,由于旁路電容C4的存在,三極管VT2發(fā)射極輸出的交流信號(hào)電流通過(guò)C4到地端,交流信號(hào)電流沒(méi)有流過(guò)負(fù)反饋電阻R6,只是VT2管發(fā)射極輸出的直流電流流過(guò)電阻R6,所以R6只是構(gòu)成了直流負(fù)反饋電路。

圖1-17 直流負(fù)反饋
2.交流負(fù)反饋
重要提示
交流負(fù)反饋是指參加負(fù)反饋的信號(hào)只有交流電流,沒(méi)有直流電流。交流負(fù)反饋的作用是可以改善放大器的交流工作狀態(tài),從而可以改善放大器輸出信號(hào)的質(zhì)量。
圖1-18所示電路中的電阻R4構(gòu)成交流負(fù)反饋電路,因?yàn)殡娐分械碾娙軨4具有隔直通交作用,這樣直流電流不能流過(guò)電阻R4,只有交流信號(hào)電流流過(guò)R4,所以R4構(gòu)成的是交流負(fù)反饋電路。

圖1-18 交流負(fù)反饋電路
圖1-19所示是這一電路中的交流負(fù)反饋信號(hào)傳輸線(xiàn)路示意圖。

4.信號(hào)傳輸分析1

圖1-19 交流負(fù)反饋信號(hào)傳輸線(xiàn)路示意圖
3.交流和直流雙重負(fù)反饋
重要提示
在交流和直流雙重負(fù)反饋電路中,參加負(fù)反饋的信號(hào)是直流和交流,因此該電路可同時(shí)具有直流和交流兩種負(fù)反饋的作用。
圖1-20所示電路中的電阻R1構(gòu)成了交流和直流雙重負(fù)反饋電路,因?yàn)閂T1管集電極輸出的交流和直流都能通過(guò)電阻R1。

圖1-20 交流和直流雙重負(fù)反饋電路
1.1.4 不同頻率信號(hào)的負(fù)反饋
1.高頻負(fù)反饋
它是指只有電路中的高頻信號(hào)參與負(fù)反饋,而電路中的低頻信號(hào)和中頻信號(hào)沒(méi)有參與負(fù)反饋。
2.低頻負(fù)反饋
它是指只有電路中的低頻信號(hào)參與負(fù)反饋,而電路中的高頻信號(hào)和中頻信號(hào)沒(méi)有參與負(fù)反饋。
3.某一特定頻率信號(hào)的負(fù)反饋電路
它是指某一特定頻率或某一很窄頻帶內(nèi)的信號(hào)參與負(fù)反饋,而其他頻率的信號(hào)不參與負(fù)反饋。
1.1.5 局部和大環(huán)路負(fù)反饋
1.局部負(fù)反饋電路
負(fù)反饋電路接在本級(jí)放大器輸入端和輸出端之間時(shí)稱(chēng)為本級(jí)負(fù)反饋電路。如圖1-21所示,電路中的R2構(gòu)成局部的負(fù)反饋電路,它在VT1放大器電路中。

圖1-21 本級(jí)局部負(fù)反饋電路
局部負(fù)反饋又稱(chēng)為單級(jí)負(fù)反饋。
2.多級(jí)大環(huán)路負(fù)反饋電路
當(dāng)負(fù)反饋電路接在多級(jí)放大器之間時(shí)(在前級(jí)放大器輸入端和后級(jí)放大器輸出端之間),稱(chēng)為大環(huán)路負(fù)反饋電路。如圖1-22所示,電路中的電阻R4構(gòu)成了兩級(jí)放大器之間的負(fù)反饋電路,R4一端接在第一級(jí)放大器放大輸入端(VT1管基極),另一端接在第二級(jí)放大器VT2管發(fā)射極。

圖1-22 多級(jí)大環(huán)路負(fù)反饋電路
圖1-23所示是這一電路中負(fù)反饋信號(hào)傳輸線(xiàn)路示意圖。
多級(jí)大環(huán)路負(fù)反饋又稱(chēng)多級(jí)負(fù)反饋。

圖1-23 負(fù)反饋信號(hào)傳輸線(xiàn)路示意圖
1.1.6 負(fù)反饋電路分析方法
負(fù)反饋電路一直是比較難學(xué)的電路之一,如果掌握了基本的電路分析方法和4種典型負(fù)反饋電路的工作原理,那學(xué)習(xí)將比較輕松。
1.瞬時(shí)信號(hào)極性分析方法
重要提示
凡是接在放大器輸出端與輸入端之間的元器件都構(gòu)成反饋電路,通過(guò)瞬時(shí)信號(hào)極性分析可以確定它們是否構(gòu)成了負(fù)反饋電路。
對(duì)于負(fù)反饋電路工作原理的分析有特定的方法,即采用信號(hào)電壓瞬時(shí)極性分析法。圖1-24所示是一種負(fù)反饋電路,以該電路為例介紹這種電路的分析方法。

圖1-24 負(fù)反饋電路

5.信號(hào)傳輸分析2
(1)第一步,設(shè)基極電壓增大。電路中用“+”號(hào)標(biāo)在三極管基極上,表示基極電壓增大,如圖1-25所示。

圖1-25 第一步分析示意圖
(2)第二步,分析基極電流情況。當(dāng)基極信號(hào)電壓增大時(shí),引起三極管基極電流是增大還是減小?NPN型三極管是基極電壓增大,基極電流增大,如圖1-26所示。對(duì)于PNP型三極管而言,基極電壓增大時(shí)基極電流減小。

圖1-26 第二步分析示意圖
(3)第三步,分析信號(hào)傳輸線(xiàn)路上有關(guān)點(diǎn)的信號(hào)電壓相位。沿著放大器中的信號(hào)傳輸線(xiàn)路,一步一步分析各點(diǎn)信號(hào)電壓是增大還是減小,并在各點(diǎn)上用“+”號(hào)或“-”號(hào)標(biāo)出。“+”號(hào)表示是增大,“-”號(hào)表示是減小。這樣的分析一直到放大器輸出端。
圖1-27所示是第三步分析示意圖。在基極信號(hào)電壓增大時(shí),VT1管集電極電壓為減小(因?yàn)楣舶l(fā)射極放大器中集電極電壓相位與基極電壓相位相反),用“-”號(hào)標(biāo)注。

圖1-27 第三步分析示意圖
如果是多級(jí)放大器之間的負(fù)反饋電路,則要分別標(biāo)出各只三極管相關(guān)電極上的信號(hào)電壓極性。如圖1-28所示,在VT1和VT2管信號(hào)傳輸?shù)碾姌O上標(biāo)出信號(hào)極性符號(hào)“+”或“-”,如VT2管基極上信號(hào)極性為“-”,表示信號(hào)電壓下降。

圖1-28 示意圖
(4)第四步,分析反饋信號(hào)加到放大器輸入端。分析放大器輸出端的反饋信號(hào)加到輸入級(jí)放大管基極時(shí),對(duì)凈輸入信號(hào)產(chǎn)生什么影響,如果減小了凈輸入信號(hào),是負(fù)反饋過(guò)程,否則就不是負(fù)反饋電路。圖1-29所示電路中,通過(guò)電阻R1將VT1管集電極上“-”的信號(hào)電壓加到基極,使基極電壓減小,基極電流減小。

圖1-29 第四步分析示意圖
重要提示
通過(guò)上述分析可知,原來(lái)VT1管基極信號(hào)電壓增大時(shí)使基極電流增大,現(xiàn)在通過(guò)反饋電阻R1使VT1管基極電流減小,所以R1構(gòu)成的是負(fù)反饋電路。
2.三極管各電極上信號(hào)極性判斷方法
三極管共有3種類(lèi)型的放大器,對(duì)它們的信號(hào)極性判斷方法說(shuō)明如下。
(1)共發(fā)射極放大器。圖1-30所示是共發(fā)射極放大器,基極上的“+”是輸入信號(hào)電壓極性,這時(shí)集電極信號(hào)電壓極性為“-”,發(fā)射極上的信號(hào)電壓極性為“+”。

圖1-30 共發(fā)射極放大器信號(hào)電壓極性示意圖
(2)共集電極放大器。圖1-31所示是共集電極放大器,基極上的“+”是輸入信號(hào)電壓極性,這時(shí)集電極交流接地,發(fā)射極上的信號(hào)電壓極性為“+”。

6.實(shí)用電流回路詳細(xì)分析1

圖1-31 共集電極放大器信號(hào)電壓極性示意圖
(3)共基極放大器。圖1-32所示是共基極放大器,發(fā)射極上的“+”是輸入信號(hào)電壓極性,這時(shí)基極交流接地,集電極上的信號(hào)電壓極性為“+”。

圖1-32 共基極放大器信號(hào)電壓極性示意圖
3.負(fù)反饋和正反饋判斷方法
重要提示
來(lái)自放大器輸出端的反饋信號(hào)或是加到三極管基極,或是加到三極管發(fā)射極上。反饋信號(hào)加到三極管基極和發(fā)射極上的判斷方法有所不同。
(1)反饋信號(hào)加到三極管基極時(shí)的判斷方法。如圖1-33所示,當(dāng)反饋信號(hào)加到三極管基極時(shí),輸入信號(hào)電壓增大,反饋信號(hào)電壓也增大時(shí),這是正反饋;輸入信號(hào)電壓增大,反饋信號(hào)電壓減小時(shí),這是負(fù)反饋。這一圖有利于判斷時(shí)的記憶。

圖1-33 反饋信號(hào)加到基極時(shí)的判斷方法
重要提示
對(duì)于NPN型三極管要假設(shè)基極信號(hào)電壓極性為“+”,對(duì)于PNP型三極管而言則要假設(shè)基極信號(hào)電壓為“-”,這是因?yàn)閷?duì)于PNP型三極管而言,當(dāng)基極電壓極性為“-”時(shí)基極電流增大,便于對(duì)電路分析的理解。
(2)反饋信號(hào)加到發(fā)射極時(shí)的判斷方法。當(dāng)反饋信號(hào)加到三極管發(fā)射極上時(shí)也有多種情況,圖1-34所示是幾種正反饋和負(fù)反饋判斷方法示意圖。圖中,Ui是加到VT1管基極上的輸入信號(hào),UF是加到VT1管發(fā)射極上的反饋信號(hào)。圖1-34(a)所示是NPN型三極管電路,VT1管基極上信號(hào)電壓增大(為“+”),發(fā)射極上信號(hào)電壓減小(為“-”),這是正反饋電路。

圖1-34 反饋信號(hào)加到發(fā)射極時(shí)的判斷方法
圖1-34(b)所示是NPN型三極管電路,VT1管基極上信號(hào)電壓增大(為“+”),發(fā)射極上信號(hào)電壓增大(為“+”),這是負(fù)反饋電路。
圖1-34(c)所示是PNP型三極管電路,對(duì)于PNP型三極管電路,為了分析反饋過(guò)程的方便,通常設(shè)加到三極管基極上的信號(hào)電壓在減小。VT1管基極上信號(hào)電壓減小(為“-”),發(fā)射極上信號(hào)電壓增大(為“+”),這是正反饋電路。
圖1-34(d)所示是PNP型三極管電路,VT1管基極上信號(hào)電壓減小(為“-”),發(fā)射極上信號(hào)電壓減小(為“-”),這是負(fù)反饋電路。
4.負(fù)反饋電路分析說(shuō)明
在采用瞬時(shí)信號(hào)極性分析法分析負(fù)反饋電路時(shí),要注意以下幾點(diǎn)。
(1)一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。找出放大器中的負(fù)反饋元件是分析電路的一個(gè)關(guān)鍵,這里介紹一個(gè)方法,即凡是跨接放大器輸入端和輸出端的元件均是構(gòu)成反饋電路的元件,在多級(jí)放大器中用這種方法找出負(fù)反饋元件更加方便。如圖1-35所示,電路中電阻R4接在第二級(jí)放大器VT2管發(fā)射極與第一級(jí)放大器VT1管基極之間,它就是負(fù)反饋元件。

圖1-35 示意圖
(2)一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)負(fù)反饋電路分析應(yīng)該是成環(huán)路的,即從輸入級(jí)放大器的輸入端分析到參與負(fù)反饋放大器的輸出級(jí),再回到輸入級(jí)放大器的輸入端。如果分析過(guò)程中沒(méi)有成環(huán)路,說(shuō)明電路分析錯(cuò)了。如圖1-36所示,電路中電阻R4構(gòu)成了反饋回路。

圖1-36 示意圖
(3)注意NPN型和PNP型三極管的不同。電路分析中要用到三極管基極或發(fā)射極電壓變化對(duì)基極電流的影響,如圖1-37所示。對(duì)于NPN型三極管而言,當(dāng)基極信號(hào)電壓在增大時(shí),引起基極電流增大;當(dāng)基極信號(hào)電壓減小時(shí),引起基極電流減小;當(dāng)發(fā)射極信號(hào)電壓增大時(shí),引起基極電流減小;當(dāng)發(fā)射極信號(hào)電壓減小時(shí),引起基極電流的增大。對(duì)于PNP型三極管,電壓變化而引起的電流變化與上述全部相反。

圖1-37 示意圖
(4)電流變化方向不能錯(cuò)。在電路分析過(guò)程中,信號(hào)電壓的變化引起電流增大還是減小,變化的結(jié)果不能搞錯(cuò),否則分析結(jié)果出錯(cuò)。如圖1-38所示,這是NPN型三極管,基極電流信號(hào)電壓為“+”,即基極信號(hào)電壓在增大,這時(shí)基極電流應(yīng)該增大,如果分析成基極電流減小那就錯(cuò)誤了。如若在分析過(guò)程中,有兩次將這一問(wèn)題搞錯(cuò),最后的結(jié)果,雖是正確的,但分析過(guò)程是錯(cuò)誤的。

圖1-38 示意圖
(5)一個(gè)簡(jiǎn)便的方法。在電路分析過(guò)程中,可以假設(shè)三極管基極信號(hào)電壓極性為正,也可以設(shè)它為負(fù),最終的負(fù)反饋結(jié)果是一樣的。對(duì)于NPN型三極管而言,設(shè)為負(fù)對(duì)電路分析不太方便(使基極電流減小的分析不符合通常習(xí)慣),所以通常是設(shè)為正。對(duì)于PNP型三極管而言則要設(shè)為負(fù)來(lái)進(jìn)行分析。
(6)一種符號(hào)。負(fù)反饋電路的分析也可以用符號(hào)↑或↓來(lái)分別表示信號(hào)在增大或減小。例如,如圖1-39所示,VT1管基極信號(hào)電壓↑(使VT1管基極電流↑)→VT1管集電極信號(hào)電壓↓→通過(guò)電阻R1使VT1管基極信號(hào)電壓↓→使VT1管基極電流減小,所以R1構(gòu)成的是負(fù)反饋電路。

圖1-39 示意圖

7.實(shí)用電流回路詳細(xì)分析2
(7)一個(gè)注意點(diǎn)。對(duì)于信號(hào)的負(fù)半周而言,三極管某一電極的電壓與信號(hào)幅度之間的關(guān)系在理解上有時(shí)會(huì)比較困惑。如圖1-40所示,信號(hào)B負(fù)半周峰點(diǎn)的直流電壓為U1,當(dāng)信號(hào)幅度更大時(shí)為A信號(hào),它的負(fù)半周峰點(diǎn)的直流電壓為U2,U2<U1,但是A信號(hào)的幅度(負(fù)半周幅度)大于B信號(hào)(負(fù)半周幅度),這是因?yàn)樾盘?hào)A、B都是“騎”在一個(gè)直流電壓Uo(直流偏置電壓)上的。

圖1-40 示意圖
對(duì)于正半周信號(hào)而言不存在這種理解上的困惑,因?yàn)橹绷麟妷捍笮盘?hào)幅度大。所以,在做一些公式的計(jì)算時(shí)先分析信號(hào)的方向,這樣計(jì)算就只管大小而不管信號(hào)的方向,可降低計(jì)算的復(fù)雜性。
5.負(fù)反饋信號(hào)種類(lèi)分析說(shuō)明
在進(jìn)行負(fù)反饋電路分析時(shí),要分析出參加負(fù)反饋的信號(hào)種類(lèi)。例如,是直流信號(hào)還是交流信號(hào),還是直流和交流的混合信號(hào)。對(duì)交流信號(hào)而言,要分清是低頻段信號(hào)還是高頻段信號(hào),或是某一特定頻段的信號(hào)。
分析參加負(fù)反饋的信號(hào)種類(lèi)時(shí),主要是看負(fù)反饋電路特性和整個(gè)負(fù)反饋回路的特性,這些回路特性決定了負(fù)反饋的種類(lèi),主要有下列幾種情況。
(1)沒(méi)有隔直元件。如果整個(gè)負(fù)反饋回路中沒(méi)有隔直元件(如沒(méi)有電容器),那么直流信號(hào)可以參與負(fù)反饋,所以這時(shí)的負(fù)反饋信號(hào)肯定有直流信號(hào),是直流和交流的混合反饋。
(2)反饋電路中存在交流旁路元件。并不是直流信號(hào)能夠進(jìn)行負(fù)反饋,就一定存在交流負(fù)反饋,當(dāng)負(fù)反饋元件上存在交流旁路元件時(shí),就不會(huì)存在交流負(fù)反饋,如發(fā)射極負(fù)反饋電阻可以提供直流負(fù)反饋,但當(dāng)其上并聯(lián)發(fā)射極旁路電容時(shí),就只存在直流負(fù)反饋,而沒(méi)有交流負(fù)反饋。
(3)反饋電路中存在選頻元件。當(dāng)負(fù)反饋回路有選頻元件時(shí),如LC諧振電路,負(fù)反饋信號(hào)就有頻率特性要求了。若只讓低頻信號(hào)參與負(fù)反饋,就是低頻負(fù)反饋;若只讓高頻信號(hào)參與負(fù)反饋就是高頻負(fù)反饋;若只讓某一頻率的信號(hào)參與負(fù)反饋,就是這一特定頻率信號(hào)的負(fù)反饋。