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反馈在电子技术领域中有着极其广泛的应用。 在我们的电子设备中,经常会利用反馈来改善电路的性能,使电路的输出量(电压或电流) 的变化反过来影响输入回路,从而控制输出端的变化,起到自动调节的作用,以达到预期的目的, 因此反馈成为模拟电子技术这门课程中一项很重要的内容,但是,学生在学习这部分内容时,往往感到很困难,尤其对于复杂的电路,特别是电路中并不一定只有一种反馈时,就更难分清哪一部分才是反馈,反馈类型又是怎样的? 本文针对教学中出现的这一难点并结合自己多年来从事本课程教学的经验和体会,谈谈反馈类型判别方法。
1 反馈的概念
反馈是指将输出量(电压或电流)的一部分或全部,按一定的方式送回输入回路来影响输入量(电压或电流)的一种连接方式。也就是说反馈就是输出量参与控制作用的整个过程,输出量的任何变化都会通过反馈网络送到输入端,引起输入量的变化,继而带来输出量的进一步变化。由此可见,反馈放大电路是由基本放大电路和传输反馈信号的反馈电路组成。
如果输出量的变化在通过反馈作用后其变化程度降低,则该反馈为负反馈,否则为正反馈。正反馈将使电路工作不稳定,故在线路中很少采用,但在振荡电路中则充分利用其容易产生自激的现象。
2 反馈的分类
①根据反馈极性的不同,可以分为正反馈和负反馈。
②根据反馈信号本身的交直流性质,可以分为直流反馈和交流反馈。
③根据反馈采样方式的不同,可以分为电压反馈和电流反馈。
④根据反馈信号与输入信号在放大电路输入端连接方式的不同,可以分为串联反馈和并联反馈。
3 反馈的判别
(1)教材给出的判别方法:对于每一种反馈形式,教材都给出了比较详细的判别方法,教材给出的方法是: ①反馈的结果是增强放大电路的净输人信号,为正反馈,若反馈的结果是削弱了放大电路的净输人信号,则为负反馈。②如果反馈信号与放大电路的输出电压成正比,为电压反馈;如果与放大电路的输出电流成正比,则为电流反馈。③如果反馈信号与放大电路的输入信号是以并联的方式相连的,为并联反馈;如果反馈信号与放大电路的输人信号是以串联的方式相连的,则为串联反馈。
(2)个人总结的判别方法:从理论来说,教材所提供的方法是很准确的,做为讲授《电子技术基础》课程的教师,一般也是这样给自己的学生传授的。但在实际教学中,我总感觉这样的教学效果不是很理想。因为这种方法所需要的理论性很强,特别是对于反馈信号和输人信号之间的连接方法的判断和电阻串、并联电路的判断是不同的。教材中一会儿对串联反馈用电压的形式来分析,一会儿对并联反馈以电流形式来分析,学生掌握起来非常困难,特别是对于现在知识层次的学生来说,更是难上加难。比如在如图1电路中,Rf是一个反馈电阻,按照书上的判别方法可知:反馈信号Uf和Uo是成正比的,当Uo为零时,由Uo所引起的Uf;也为零,所以该反馈为电压反馈。从图中可以看出,反馈信号Uf没有改变净输人电压Ui的大小,它仍为Ui,但削弱净输人电流Ii的大小,所以是一个负反馈。同时反馈信号Uf和Ui是并联的,所以这是一个并联反馈。综合以上分析,这是一个电压并联负反馈。但是,这种方法学生掌握起来有较大的困难,特别是对一些线路比较复杂的电路,学生会显得无从下手。为此,根据反馈的实质,我在平时的教学中.除了讲述书上的方法外,还根据实际的教学经验,向学生补充了另一种判断方法,现介绍如下。
在一个反馈电路中,如果反馈通路和放大电路的输出端直接相连,则为电压反馈,如果没有直接相连,则为电流反馈;如果反馈通路的另一端和放大电路的输人端直接相连,则为并联反馈,如果没有直接相连,则为串联反馈。
同时,利用瞬时极性法判别正负反馈,用“+”表示某一瞬间的输人信号的极性为正,以“-”表示某一瞬间的输人信号的极性为负;对于反馈信号也用上述的表示方法。那么,正负反馈的判别方法总结如下:对于并联反馈,若输入信号为“+”时,反馈回来的反馈信号也为“+”时,则“+”,“+”为正反馈;如果反馈回来的信号为“-”,则“+”“-”为负反馈。而对于串联反馈,则“+”“-”为正反馈,“+”“+”为负反馈。我们仍以图1为例,由图可知,反馈电阻Rf和放大电路的输出端,即和图1中三极管的输出端直接相连,而且和输人端也是直接相连,所以可判断为电压并联反馈;同时根据瞬时极性法,可知输人信号和反馈信号分别为“+’和“一”,是负反馈。综合起来,是电压并联负反馈,判断结果和按书上的方法判断结果是一致的。但从判断过程来说,这种方法比较直接简单,理论性不强,学生应该能比较方便地使用这种方法。
(3)举例:我们再以图2为例,在图中,有三个反馈电阻Rf1、Rf2和Rf,其中Rf1和Rf2是本级反馈,Rf是级间反馈。我们可以看出图中的三个反馈电阻,Rf没有和总的输出端Uo相连,而Rf1和Rf2也没有和本级的输出端直接相连,所以三个都是电流反馈,同时,Rf没有和总的输人端直接相连,Rf1和Rf2也没有和本级的输入端直接相连。所以三个都是串联反馈。我们再来判断它的正负反馈。如图2(a)所示,从极性上我们可以看到,对于本级反馈来讲,Rf1构成的反馈中,输人信号为“+”,反馈信号也为“+”,所以Rf1是“+”“ +”,同样道理,Rf2是“-”“-”,都是同极性的。 Rf1、Rf2又都是串联反馈,所以两者都为负反馈。而对于Rf来说,是“+”“-”。如图2(b)所示,因它是串联反馈,所以这是一个正反馈,所以此图中,Rf1和Rf2为电流串联负反馈的本级反馈,而Rf是电流串联正反馈的级间反馈。从以上例子可以看出,用此方法的判别是简单而实用的,当然在实际的教学中,首先应让学生真正了解什么是电压、电流反馈,什么是串联、并联反馈。在此理论的基础上,再补充这一方法。或者在举几个简单、明显的反馈例子的基础上,再来补充这一判别方法。否则只知道判别方法,而不了解反馈的真正概念,那就失去了教学的真正目的,是舍本取末了。
参考文献
[1] 清华大学电子教研组. 模拟电子技术基础简明教程. 北京:高等教育出版社. 1985
[2] 周良权. 模拟电子技术基础. 北京:高等教育出版社.1993
[3] 张龙兴 电子技术基础 北京 高等教育出版社. 2004
1 反馈的概念
反馈是指将输出量(电压或电流)的一部分或全部,按一定的方式送回输入回路来影响输入量(电压或电流)的一种连接方式。也就是说反馈就是输出量参与控制作用的整个过程,输出量的任何变化都会通过反馈网络送到输入端,引起输入量的变化,继而带来输出量的进一步变化。由此可见,反馈放大电路是由基本放大电路和传输反馈信号的反馈电路组成。
如果输出量的变化在通过反馈作用后其变化程度降低,则该反馈为负反馈,否则为正反馈。正反馈将使电路工作不稳定,故在线路中很少采用,但在振荡电路中则充分利用其容易产生自激的现象。
2 反馈的分类
①根据反馈极性的不同,可以分为正反馈和负反馈。
②根据反馈信号本身的交直流性质,可以分为直流反馈和交流反馈。
③根据反馈采样方式的不同,可以分为电压反馈和电流反馈。
④根据反馈信号与输入信号在放大电路输入端连接方式的不同,可以分为串联反馈和并联反馈。
3 反馈的判别
(1)教材给出的判别方法:对于每一种反馈形式,教材都给出了比较详细的判别方法,教材给出的方法是: ①反馈的结果是增强放大电路的净输人信号,为正反馈,若反馈的结果是削弱了放大电路的净输人信号,则为负反馈。②如果反馈信号与放大电路的输出电压成正比,为电压反馈;如果与放大电路的输出电流成正比,则为电流反馈。③如果反馈信号与放大电路的输入信号是以并联的方式相连的,为并联反馈;如果反馈信号与放大电路的输人信号是以串联的方式相连的,则为串联反馈。
(2)个人总结的判别方法:从理论来说,教材所提供的方法是很准确的,做为讲授《电子技术基础》课程的教师,一般也是这样给自己的学生传授的。但在实际教学中,我总感觉这样的教学效果不是很理想。因为这种方法所需要的理论性很强,特别是对于反馈信号和输人信号之间的连接方法的判断和电阻串、并联电路的判断是不同的。教材中一会儿对串联反馈用电压的形式来分析,一会儿对并联反馈以电流形式来分析,学生掌握起来非常困难,特别是对于现在知识层次的学生来说,更是难上加难。比如在如图1电路中,Rf是一个反馈电阻,按照书上的判别方法可知:反馈信号Uf和Uo是成正比的,当Uo为零时,由Uo所引起的Uf;也为零,所以该反馈为电压反馈。从图中可以看出,反馈信号Uf没有改变净输人电压Ui的大小,它仍为Ui,但削弱净输人电流Ii的大小,所以是一个负反馈。同时反馈信号Uf和Ui是并联的,所以这是一个并联反馈。综合以上分析,这是一个电压并联负反馈。但是,这种方法学生掌握起来有较大的困难,特别是对一些线路比较复杂的电路,学生会显得无从下手。为此,根据反馈的实质,我在平时的教学中.除了讲述书上的方法外,还根据实际的教学经验,向学生补充了另一种判断方法,现介绍如下。
在一个反馈电路中,如果反馈通路和放大电路的输出端直接相连,则为电压反馈,如果没有直接相连,则为电流反馈;如果反馈通路的另一端和放大电路的输人端直接相连,则为并联反馈,如果没有直接相连,则为串联反馈。
同时,利用瞬时极性法判别正负反馈,用“+”表示某一瞬间的输人信号的极性为正,以“-”表示某一瞬间的输人信号的极性为负;对于反馈信号也用上述的表示方法。那么,正负反馈的判别方法总结如下:对于并联反馈,若输入信号为“+”时,反馈回来的反馈信号也为“+”时,则“+”,“+”为正反馈;如果反馈回来的信号为“-”,则“+”“-”为负反馈。而对于串联反馈,则“+”“-”为正反馈,“+”“+”为负反馈。我们仍以图1为例,由图可知,反馈电阻Rf和放大电路的输出端,即和图1中三极管的输出端直接相连,而且和输人端也是直接相连,所以可判断为电压并联反馈;同时根据瞬时极性法,可知输人信号和反馈信号分别为“+’和“一”,是负反馈。综合起来,是电压并联负反馈,判断结果和按书上的方法判断结果是一致的。但从判断过程来说,这种方法比较直接简单,理论性不强,学生应该能比较方便地使用这种方法。
(3)举例:我们再以图2为例,在图中,有三个反馈电阻Rf1、Rf2和Rf,其中Rf1和Rf2是本级反馈,Rf是级间反馈。我们可以看出图中的三个反馈电阻,Rf没有和总的输出端Uo相连,而Rf1和Rf2也没有和本级的输出端直接相连,所以三个都是电流反馈,同时,Rf没有和总的输人端直接相连,Rf1和Rf2也没有和本级的输入端直接相连。所以三个都是串联反馈。我们再来判断它的正负反馈。如图2(a)所示,从极性上我们可以看到,对于本级反馈来讲,Rf1构成的反馈中,输人信号为“+”,反馈信号也为“+”,所以Rf1是“+”“ +”,同样道理,Rf2是“-”“-”,都是同极性的。 Rf1、Rf2又都是串联反馈,所以两者都为负反馈。而对于Rf来说,是“+”“-”。如图2(b)所示,因它是串联反馈,所以这是一个正反馈,所以此图中,Rf1和Rf2为电流串联负反馈的本级反馈,而Rf是电流串联正反馈的级间反馈。从以上例子可以看出,用此方法的判别是简单而实用的,当然在实际的教学中,首先应让学生真正了解什么是电压、电流反馈,什么是串联、并联反馈。在此理论的基础上,再补充这一方法。或者在举几个简单、明显的反馈例子的基础上,再来补充这一判别方法。否则只知道判别方法,而不了解反馈的真正概念,那就失去了教学的真正目的,是舍本取末了。
参考文献
[1] 清华大学电子教研组. 模拟电子技术基础简明教程. 北京:高等教育出版社. 1985
[2] 周良权. 模拟电子技术基础. 北京:高等教育出版社.1993
[3] 张龙兴 电子技术基础 北京 高等教育出版社. 2004