【導讀】如何區(qū)分運放的反饋是電壓反饋還是電流反饋？本文通過放大器的反饋和激勵信號的四種經(jīng)典配置來分析如何正確地歸類反饋，改變我們傳統(tǒng)的看法，即認為串聯(lián)連接始終是電壓反饋，而并聯(lián)始終是電流反饋。是電壓還是電流反饋取決于電路的放大器，而不是其電路拓撲。
應該如何描述和稱呼某些類型的反饋，這個問題一直困擾著我。這不僅僅是一種無聊的空想。我知道至少有一次公開的“戰(zhàn)火”，引發(fā)的原因我認為就是從這些反饋特征中引出了錯誤的推論。
那么，反饋到底是什么？一種回答是它指的是一種過程，即檢測想要影響的某種信號，并將其一部分反饋到電路中前面的某個點，從而可以施加某種控制。圖1示出了兩種信號路線的四種經(jīng)典電路：放大器的反饋和激勵。我們說反饋源要么是并聯(lián)導出（負載兩端的電壓），要么是串聯(lián)導出（通過負載的電流，表現(xiàn)為與負載串聯(lián)的阻抗兩端的電壓）。
我們還談到串聯(lián)和并聯(lián)反饋，其中的信號與激勵信號串聯(lián)或并聯(lián)。在“并聯(lián)”情況下，兩個信號在反相輸入端會合，非反相輸入端接地。在“串聯(lián)”情況下，激勵施加到非反相輸入端并反饋到反相輸入端。請注意我繪制和指定激勵信號源Sp 和Sm的方式有些模糊，我是故意這么做的，因為它們本來都是不理想的。我的意思是，它們可以被認為是與阻抗串聯(lián)的理想電壓源，或與阻抗并聯(lián)的理想電流源。
圖1：兩種信號路線的四種經(jīng)典電路。
現(xiàn)在來看圖2。選擇適當?shù)淖杩怪礪t和Zb，以及源信號電平Sp和Sm，我們可以實現(xiàn)圖1中四個電路的任意一個?，F(xiàn)在我們使用圖2中更通用的電路。
圖2：使用更通用的電路。
我們要看的第一種情況是串聯(lián)應用（與導出類型無關）。源Sp具有非零輸出，而Sm是零輸出。因此，Sm只是一個通過其固有阻抗Zm的到地的連接。放大器輸出通過Rf-Rg-Zm網(wǎng)絡發(fā)送電流。真實的運算放大器，比如老牌的TL072，可以接受輸入電流幾乎為零的情況。與所有運算放大器一樣，其輸入級的信號輸出是最終控制其輸出電壓的電流。在這種情況下，電流來自運算放大器本身，并受兩個（激勵和反饋）輸入電壓之間的壓差控制。傳統(tǒng)上，這顯然是電壓反饋，一個電壓信號被反饋到反相輸入端，并在那里進行控制。在這個控制點，進入放大器的電流可以忽略不計。
現(xiàn)在來看并聯(lián)反饋。讓我們翻轉信號源，即Sm現(xiàn)在具有非零輸出，而Sp被歸零?；叵胍幌拢⒙?lián)應用是被稱為電流反饋的?，F(xiàn)在我問你：只要改變信號源的幅度，我們就能改變電路中的反饋類型嗎？假設兩個信號源都有非零輸出，那么我們還有電壓和電流反饋嗎？假設兩個都是零，我們還有沒有反饋？（當然如果運算放大器的輸出穩(wěn)定在0V左右會有力地反擊這個結論！）
這是電流反饋嗎？
我們繼續(xù)。這個電流反饋（？）將放大器輸入（流入的電流可以忽略，對嗎？）旁路，并在信號源Sm終止。如果網(wǎng)絡與Sm阻抗的比值很大，那么它產(chǎn)生的任何影響都可以忽略不計。這還是電流反饋嗎？我認為不是。相反，它是電壓反饋，其運算放大器輸入電壓現(xiàn)在處于零電平和接近零電平的狀態(tài)，但只要Sm的電平接近 Sp的電平，它們的壓差基本保持一致（這對該運算放大器來說很重要）。
如果這還不夠說服力，那么可以將Rf、Rg和Sm的阻抗加倍。我們剛剛將流過這些器件的電流減半。因此，設想的電流反饋也必須減半。然而電路的輸出還沒有實質(zhì)性的變化。因此，它不會受電流反饋的影響。
那么，電流反饋確實發(fā)生過嗎？當然。我們用一個不同的運算放大器代替TL082，其輸入級的（信號電流）輸出通過其反相輸入、來自運算放大器外部的某一點。對于信號的反饋部分，該點是運算放大器的輸出。幾乎將一個或多個發(fā)射器連接到該輸入端的任何器件都符合要求（SSM2019是一種選擇，業(yè)內(nèi)稱之為CFA的電流反饋放大器是另一種選擇）。幾乎所有進入發(fā)射器的器件都會在運算放大器內(nèi)部的某一點退出其關聯(lián)的集電器，構成該輸入級的輸出并決定放大器的輸出。采用并聯(lián)應用配置，放大器仍然通過網(wǎng)絡驅動電流，并在源Sm終止（多數(shù) 情況下）。但是這一次，電流的一小部分被“剝?nèi)?rdquo;并反饋到運算放大器的反相輸入端，從而對器件的輸出施加所需的控制。當然，這是電流反饋，因為它符合并聯(lián)應用的一貫要求。
最后，回到串聯(lián)應用的情況，運算放大器的工作當然還是不變。實際上，輸入級輸出的信號電流仍然來自放大器外部 ——僅來自運算放大器的輸出。為了看得更清楚，將反相輸入端看到的電路替換為戴維南等效電路：通過一個阻值為Rf• Rg / (Rg + Rf)的電阻饋入電壓Vout • Rg / (Rg + Rf) 的信號源。我認為這仍然是電流反饋 ——放大器輸入級的輸出電流來源于運算放大器通過單個電阻的衰減輸出。
您可能會爭辯說，SSM2019/CFA型放大器對差分輸入電壓仍然很敏感，因此仍然是電壓反饋器件（唯一不可能的方式是，如果其低反相輸入阻抗為零，在這種情況下不會出現(xiàn)輸入電壓差）。但是如果我們同意這個論點，那么我們也必須承認TL082的輸入端之間有一個非常大但仍然有限的阻抗。這意味著在這些輸入之間會產(chǎn)生電流，因此TL082是電流反饋器件！
這種推理是站不住腳的。相反，我建議按照反饋類型對電路進行分類的方法，是對來自放大器輸入級的電流源進行分析。如果電流源是在運算放大器內(nèi)，則實際上沒有電流從輸出端反饋回來，運算放大器和電路必然以電壓反饋工作。如果電流源來自運算放大器外部的反相輸入端，我們就認為這是電流反饋。
由于以上提到的種種原因，我們應糾正“串聯(lián)應用始終是電壓反饋，并聯(lián)應用始終是電流反饋”這樣的觀點。是電壓反饋還是電流反饋，取決于電路的放大器，而不是其電路拓撲。
本文轉載自電子技術設計。
推薦閱讀：
