【導讀】如何區分運放的反饋是電壓反饋還是電流反饋？本文通過(guò)放大器的反饋和激勵信號的四種經(jīng)典配置來(lái)分析如何正確地歸類(lèi)反饋，改變我們傳統的看法，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(chēng)呼某些類(lèi)型的反饋，這個(gè)問(wèn)題一直困擾著(zhù)我。這不僅僅是一種無(wú)聊的空想。我知道至少有一次公開(kāi)的“戰火”，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(guò)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(gè)點(diǎn)，從而可以施加某種控制。圖1示出了兩種信號路線(xiàn)的四種經(jīng)典電路：放大器的反饋和激勵。我們說(shuō)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(guò)負載的電流，表現為與負載串聯(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(gè)信號在反相輸入端會(huì )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(lái)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(xiàn)的四種經(jīng)典電路。
現在來(lái)看圖2。選擇適當的阻抗值Zt和Zb，以及源信號電平Sp和Sm，我們可以實(shí)現圖1中四個(gè)電路的任意一個(gè)?，F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(lèi)型無(wú)關(guān)）。源Sp具有非零輸出，而Sm是零輸出。因此，Sm只是一個(gè)通過(guò)其固有阻抗Zm的到地的連接。放大器輸出通過(guò)Rf-Rg-Zm網(wǎng)絡(luò )發(fā)送電流。真實(shí)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(lái)自運算放大器本身，并受兩個(gè)（激勵和反饋）輸入電壓之間的壓差控制。傳統上，這顯然是電壓反饋，一個(gè)電壓信號被反饋到反相輸入端，并在那里進(jìn)行控制。在這個(gè)控制點(diǎn)，進(jìn)入放大器的電流可以忽略不計。
現在來(lái)看并聯(lián)反饋。讓我們翻轉信號源，即Sm現在具有非零輸出，而Sp被歸零?；叵胍幌?，并聯(lián)應用是被稱(chēng)為電流反饋的?，F在我問(wèn)你：只要改變信號源的幅度，我們就能改變電路中的反饋類(lèi)型嗎？假設兩個(gè)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(gè)都是零，我們還有沒(méi)有反饋？（當然如果運算放大器的輸出穩定在0V左右會(huì )有力地反擊這個(gè)結論?。?/div>
這是電流反饋嗎？
我們繼續。這個(gè)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(luò )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(lái)說(shuō)很重要）。
如果這還不夠說(shuō)服力，那么可以將Rf、Rg和Sm的阻抗加倍。我們剛剛將流過(guò)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(méi)有實(shí)質(zhì)性的變化。因此，它不會(huì )受電流反饋的影響。
那么，電流反饋確實(shí)發(fā)生過(guò)嗎？當然。我們用一個(gè)不同的運算放大器代替TL082，其輸入級的（信號電流）輸出通過(guò)其反相輸入、來(lái)自運算放大器外部的某一點(diǎn)。對于信號的反饋部分，該點(diǎn)是運算放大器的輸出。幾乎將一個(gè)或多個(gè)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)內稱(chēng)之為CFA的電流反饋放大器是另一種選擇）。幾乎所有進(jìn)入發(fā)射器的器件都會(huì )在運算放大器內部的某一點(diǎn)退出其關(guān)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(guò)網(wǎng)絡(luò )驅動(dòng)電流，并在源Sm終止（多數 情況下）。但是這一次，電流的一小部分被“剝去”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(shí)際上，輸入級輸出的信號電流仍然來(lái)自放大器外部 ——僅來(lái)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(guò)一個(gè)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(lái)源于運算放大器通過(guò)單個(gè)電阻的衰減輸出。
您可能會(huì )爭辯說(shuō)，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(huì )出現輸入電壓差）。但是如果我們同意這個(gè)論點(diǎn)，那么我們也必須承認TL082的輸入端之間有一個(gè)非常大但仍然有限的阻抗。這意味著(zhù)在這些輸入之間會(huì )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(lèi)型對電路進(jìn)行分類(lèi)的方法，是對來(lái)自放大器輸入級的電流源進(jìn)行分析。如果電流源是在運算放大器內，則實(shí)際上沒(méi)有電流從輸出端反饋回來(lái)，運算放大器和電路必然以電壓反饋工作。如果電流源來(lái)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(guān)點(diǎn)。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(shù)設計。
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