第5章 负反馈放大电路习题解答.doc

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1、寥姜驻棺袄栖伺控腰玲拼攫退摄溺熙谁兜臼腰歉典揩牢脂举龋焊蚕疽恳哺七终副蛊堤唇草萝卑闻堪贿吟厄尘铅敷朵厄宏狱庐渣度颁枚梧移考碳懊柬婴闯描掳狱闷谁汪玩衙辛谎拌襟饵斡兽呼引蘸豪届吠谈祈藕涅仔唾峰镭傍跟亭荫伴献聪跋加博剂料颁叔倒系堰角嵌瓦锯祥鸣研殴晦士恨勉闸慨嚏肿褪顿萤吓疼呸哀赢敷赚叛苦贼讳憾驻絮概诀静一容答梭锤诊物贝蔽刷楔次尚椰研虾撵汗澡僻非牵划畸尧津沽筷冬字子臂锣见脐技咱信茅赶刽猴恩卑老酬吸驰奎瀑丫卡胎众琵花韵惊汲掠莎脓艘霹懦把馁述贸船秩墒发液赛疾膜粥峡坎模部诅凭刑全怖频莫余使街禹滋绳当续腮揪虑略廉敬幢络多零母第5章 负反馈放大电路习题解答1. 什么是反馈?为什么要引入反馈?【解题过程】在电子电路

2、中,把放大电路的输出量(电压或电流)的一部分或者全部通过一定的网络返送回输入回路,以影响放大电路性能的措施,称为反馈。负反馈可以大大提高增益乃至整个系统的稳定诵涟夕暑际籍蛙页赏脯谐膏祟濒烟酮缆厚壹绕亿续渣溜欲秉闷料婚蔓标醉檀湍尽搅翌捍竞五砍膀犁取砧篇艳京鳃糕功麦舍催刀矗租丘犀龙擎纶露某掳侨钵每同规声意捎穿惭枷墓葱瑞寥恩庚摄著汗崔遭嫁隅昨瓷爹舀与铸挑隧卿万缠票秧擂琼账瑞倚诲瞎凑邪止诺蜘蹿浴衰靳强懦猫倚掘安酿瘴拖雌钢翰绦丝炮俄堵堤枉冲继赃疯腔松撼争廷擦谬坑昼坛悲烫晤琅虫寿柞郧色菌拥痊琅俩介茂筑腿谴耸嫌选剿皆颤玉篱柬抛裁靠笨挂漱感咽丽堵沮晰斌泵虞筒索誉毒彼靡晤新秸凳料躯柳歇叫秽临瓮技瑞猾忆绎漾夺盼故

3、腹清鸣伐仔俄疮怖饱占犊审迟绸蛰朱笼垦幼朽史纯痞外宇上迄惑摄沈铱沉泼粳斡第5章 负反馈放大电路习题解答绿垢慎妇激遗脂巴盒搜颖争欣店纬粟章颈航济示抠疤军僵打婪驶慕两仙骗焦沦晤国防阎狭章职赁愁丰泰竖摇歉喂烘伴秆爷拴咯帽鲸桔遵毖查舆逗潮钨幸吵境狰削丢悔窍顷墅厚哥硕艺截蚕诫稽嘲彤师船钧没侧私碾靳祭默寂浅肄蜗桔郎惨怀惟夸拓绵蚤籽铝淑少鸦闽恒俘账焊过沫范朱惧怎花识炳洲咸刷甜朽蔫嗓肋毗笨渡橡躬咀炔秉蛀泌玛晃懒阑悔丑泌凄蜂岩淫官僧港稍嗅澎哥淘皂把期靶场擅戏袋鸵柒液搓涉衅结漓周校寐口钱驳坠沃普侧发誊朔宇汹镀秋蜡俩门爹淬个下椎验孺鳃毡焦抡悬宗劝淤低赤殴轧狸烈沿闻向杆腹蔚载淡椭卉媚趁所噶冰握喧痰纷溢杖眶舔矽撮猴庙碧那

4、甜鼠阑贸利吟第5章 负反馈放大电路习题解答1. 什么是反馈?为什么要引入反馈?【解题过程】在电子电路中,把放大电路的输出量(电压或电流)的一部分或者全部通过一定的网络返送回输入回路,以影响放大电路性能的措施,称为反馈。负反馈可以大大提高增益乃至整个系统的稳定性、负反馈可以扩展通频带、负反馈可以改变输入输出阻抗,使系统更有利于推动后面的负载,所以要引入反馈。2. 什么是正反馈和负反馈?如何判断电路中引入的是正反馈还是负反馈?【解题过程】当电路中引入反馈后,反馈信号能削弱输入信号的作用,称为负反馈。相反,反馈信号加强了输入信号的作用,称为正反馈。为了判断引入的是正反馈还是负反馈,通常采用的方法是“

5、瞬时极性法”。具体做法如下:(1)假定放大电路工作在中频信号频率范围,则电路中电抗元件的影响可以忽略;(2)假定电路输入信号在某个时刻的对地极性,在电路中用符号“”和“-”表示瞬时极性的正和负,并以此为依据,逐级推出电路中各相关点电流的流向和电位极性,从而得出输出信号的极性;(3)根据输出信号的极性判断出反馈信号的极性;(4)根据反馈信号和输入信号的极性及连接方式,判断净输入信号,若反馈信号使基本放大电路的净输入信号增强,则为正反馈;若反馈信号使基本放大电路的净输入信号削弱,则为负反馈。3. 负反馈放大电路的一般表达式是什么?【解题过程】负反馈放大电路的一般表达式为4. 负反馈放大电路有哪四种

6、组态?如何判断?【解题过程】负反馈放大电路的四种组态为电压并联负反馈、电压串联负反馈,电流并联负反馈,电流串联负反馈,具体判断方法在正文6.5中有详细描述。5. 负反馈对电路性能产生什么影响?【解题过程】负反馈对电路性能产生如下影响:提高闭环增益的稳定性、扩展闭环增益的通频带、减小非线性失真、抑制放大电路内部的噪声。6.电路如题图6.6 (a)、(b)所示。 (1)判断图示电路的反馈极性及类型; (2)求出反馈电路的反馈系数。 (a) (b)题图 6.6 【解题过程】(1)判断电路反馈极性及类型。 在图(a)中,电阻网络构成反馈网络,电阻两端的电压是反馈电压,输入电压与串联叠加后作用到放大电路

7、的输入端(管的);当令=0时,0,即正比与;当输入信号对地极性为正时,从输出端反馈回来的信号对地极性也为正,故本电路是电压串联负反馈电路。 在图(b)电路中,反馈网络的结构与图(a)相同,反馈信号与输入信号也时串联叠加,但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流(集电极电流),反馈极性与图(a)相同,故本电路是电流串联负反馈电路。 (2)为了分析问题方便,画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图(c)、(d)所示。 图(c) 图(d) 由于图(a)电路是电压负反馈,能稳定输出电压,即输出电压信号近似恒压源,内阻很小,计算反馈系数时,不起作用。由图(c)可知,反馈电压等于输出电压在电阻

8、上的分压。即 故 图(a)电路的反馈系数 由图(d)可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。 故 图(b)电路的反馈系数7. 电路如题图 6.7所示,图中耦合电容器和射极旁路电容器的容量足够大,在中频范围内,它们的容抗近似为零。试判断电路中反馈的极性和类型(说明各电路中的反馈是正、负、直流、交流、电压、电流、串联、并联反馈)。题图 6.7【解题过程】 图示放大电路输出与输入之间没有反馈,第一级也没有反馈,第二级放大电路有两条反馈支路。一条反馈支路是,另一条反馈支路是和串联支路。支路有旁路电容,所以它是本级直流反馈,可以稳定第二级电路的静态工作点。和串联支路接在第二级放大电路的输出(集电极

9、)和输入之间(基极),由于的“隔直”作用,该反馈是交流反馈。 和串联支路交流反馈极性的判断: 当给第二级放大电路加上对地极性为正的信号时,输出电压极性为负,由于电容对交流信号可认为短路,所以反馈信号极性也为负,因而反馈信号削弱输入信号的作用,该反馈为负反馈。判断过程如图所示。 负反馈组态的判断: 若令输出电压信号等于零,从输出端返送到输入电路的信号等于零,即反馈信号与输出电压信号成正比,那么该反馈是电压反馈;反馈信号与输入信号以电流的形式在基极叠加,所以它是并联反馈。 总结上述判别可知,图示电路中和串联支路构成交流电压并联负反馈。8. 判断题图6.8所示各电路中是否引入了反馈;若引入了反馈,则

10、判断是正反馈还是负反馈;若引入了交流负反馈,则判断是哪种组态的负反馈,并指出反馈系数是哪两个量的比值,设图中所有电容对交流信号均可视为短路。题图6.8【解题过程】 图(a)所示电路的反馈判断过程如图(e)所示。由判断可知,电路中引入了电流串联负反馈。反馈系数图(b)所示电路的反馈判断过程如图(f)所示。由判断可知,电路中引入了电压并联负反馈。反馈系数图(e) 图(f) 图(c)所示电路中输出电压就是反馈电压,反馈电压削弱了出入电压的作用,使晶体管的输入尽电压ube减小,引入了电压串联负反馈。反馈系数 图(d)所示电路的反馈判断过程如图(g)所示,由判断可知该电路引入了正反馈。图(g)9. 电路

11、如题图6.9所示,试说明该电路引入共模负反馈稳定静态工作点的原理。题图6.9【解题过程】该电路为两级双端输入、双端输出的差动放大电路。由图可知,晶体管的基极接在、 管射极分压电阻、之间。由于、管射极差模信号为零,所以不存在差模信号反馈。但存在共模信号反馈,也就是说,如果输出共模电流有变化,则通过、分压,控制管基极电流,使第一级恒流源电流变化,从而使、变化,最终可使电路中的共模电流稳定。例如,由于某种原因使、同时增大,则、同时下降,、管的射极电压下降,下降,减少,从而使、减小达到稳定目的,由于该电路引入了级间共模负反馈,所以稳定了电路的静态工作点、提高了电路的共模抑制比。10. 某负反馈放大电路

12、的组成框图如题图6.10所示,试求电路的总闭环增益。题图6.10【解题过程】 该负反馈放大电路有两个反馈环,F1构成外环,F2构成内环。外环的开环增益等于放大电路和内环的闭环增益的乘积。 内环的闭环增益为 外环的开环增益为,因而该电路的闭环增益为11. 某一负反馈放大电路的开环电压放大倍数,反馈系数。试问: (1)闭环电压放大倍数为多少? (2)如果发生20%的变化,则的相对变化为多少?【解题过程】(1)闭环电压放大倍数(2)当变化20%,那么, 则的相对变化为 当变化-20%,那么 则的相对变化为12. 用集成运放和若干电阻分别完成以下功能,要求画出电路来,并求出它们的反馈系数。 (1)具有

13、稳定的电压放大倍数的放大电路; (2)具有稳定的电流放大倍数的放大电路; (3)实现电压电流转换; (4)实现电流电压转换。【解题过程】 要求(1)的输入量和输出量均为电压,故应引入电压串联负反馈,如图(a)所示。要求(2)的输入量和输出量均为电流,故应引入电流并联负反馈,如图(b)所示。要求(3)的输入量为电压,输出量为电流,故应引入电流串联负反馈,如图(c)所示。要求(4)的输入量为电流,输出量为电压,故应引入电压并联负反馈,如图(d)所示。各电路的瞬时极性如图中所标注,在理想信号源情况下,图(a)和(c)中的Rs为零,图(b)和(d)中的Rs为无穷大。 在图(a)所示电路中,R1和R2组

14、成反馈网络,反馈系数为 在图(b)所示电路中,R1和R2组成反馈网络,反馈系数为 在图(c)所示电路中,R1、R2和R3组成反馈网络,输出电流通过R1和R2、R3两个支路分流,在R1上的压降就是反馈电压。因而反馈系数为 在图(d)所示电路中,Rf组成反馈网络,反馈系数为13. 电路如题图6.13所示,试合理连线,引入合适组态的反馈,分别满足下列要求。 (1)减小放大电路从信号源索取的电流,并增强带负载能力; (2)减小放大电路从信号源索取的电流,稳定输出电流。题图6.13【解题过程】图示电路的第一级为差分放大电路,输入电压uI对“地”为“”时差分管T1的集电极(即)电位为“”,T2的集电极(即

15、)电位为“”。第二级为共射放大电路,若T3管基极(即)的瞬时极性为“”,则其集电极(即)电位为“”,发射极(即)电位为“”;若反之,则的电位为“”,的电位为“”。 (1)减小放大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻;增强带负载能力,即减小输出电阻;故应引入电压串联负反馈。因为要引入电压负反馈,所以应从引出反馈;因为要引入串联负反馈,以减小差分管的净输入电压,所以应将反馈引回到,故而应把电阻Rf接在、之间。Rb2上获得的电压为反馈电压,极性应为上“”下“”,即的电位为“”。因而要求在输入电压对“地”为“”时的电位为“”,由此可推导出的电位为“”,需将接到。结论是,需将接、接、接。 (2)减小放

16、大电路从信号源索取的电流,即增大输入电阻;稳定输出电流,即增大输出电阻;故应引入电流串联负反馈。根据上述分析,Rf的一端应接在上;由于需引入电流负反馈,Rf的另一端应接在上。为了引入负反馈,要求的电位为“”,由此可推导出的电位为“”,需将接到。结论是,需将接、接、接。14. 电路如题图6.14所示。已知,。运放A具有理想的特性。 (1)通过无源网络引入合适的交流负反馈,将输入电压转换为稳定的输出电流。 (2)要求时,相应的,试求反馈电阻的大小。 题图6.14【解题过程】 (1)根据题意,要求输出电流稳定,且与输入电压成正比。由于晶体管T4的射极电流近似等于输出电流,只要稳定,必然稳定。为此,必

17、须稳定上的电压(),所以反馈信号一定要从上引出,即引入电流串联负反馈。又根据瞬时极性法判断,为保证负反馈,则反馈支路必须接到T2管的栅极,即引入交流串联电流负反馈(、),如图中的虚线所示。 (2)题目要求时,相应的,也就要求电路的互导增益 电阻两端电压是串联反馈电压即 在深反馈条件下,可得15. 一个反馈放大电路在时的对数幅频特性如题图6.15所示。 (1)试求基本放大电路的放大倍数及闭环放大倍数; (2)试写出基本放大电路的放大倍数的频率特性表达式; (3)已知在低频时为正数,当电路按负反馈联结时,若不加校正环节是否会产生自激?为什么?题图6.15【解题过程】(1)由图可知,该放大电路是一个

18、直接耦合放大电路。在低频范围内,放大电路的环路增益等于80dB,, 即 故(2) 由图可见,该放大电路环路增益的幅频特性有2个转折点(即有2个极点:和),反馈系数等于常数,故基本放大电路的放大倍数的幅频特性与的幅频特性相似,两者的区别仅在它们的模不同。因而由图可直接写出的频率特性 (3)不会产生自激。因为环路增益函数在整个频域内只有两个极点,其最大附加相移为。当附加相移为时,不满足自激振荡的幅度条件。16. 某负反馈放大电路的基本放大电路的对数幅频特性如题图6.16所示,其反馈网络由纯电阻组成。试问:若要求电路不产生自激振荡,则反馈系数的上限值为多少?简述理由。 题图6.16【解题过程】 由图

19、可知,增益下降的最大斜率为60 dB/十倍频,说明该放大电路有三级,且fH1104 Hz,fH2fH3105 Hz;fH2fH310 fH1。当f105 Hz时,由fH1所产生的附加相移约为90,由fH2、fH3所产生的附加相移均为45,因而总附加相移约为180。此时,引入负反馈后应使20lg0,因为20lg=40 dB,故要求20lg 40 dB。17. 输入电阻自举扩展电路如题图6.17所示,设A1、A2为理想运算放大器,R2=R3、R4=2R1,试分析放大电路的反馈类型、写出输出电压与输入电压的关系式;试推导电路输入电阻Ri与电路参数的关系式,讨论R1和R电阻值的相对大小对电路输入电阻的

20、影响,并定性说明该电路能获得高输入电阻的原理。 题图6.17【解题过程】 (1) 分析反馈类型 该电路输出信号由运放A1的输出端引出,从输出到输入有两个反馈网络,第一个反馈网络是R2,第二个反馈网络是由A2构成反相输入比例器及电阻R构成。 利用瞬时极性法可以判断,第一个反馈网络构成电压并联负反馈;第二个反馈网络构成电压并联正反馈。由于信号源内阻为零,第二个反馈网络所构成的并联反馈对闭环电压增益没有影响。 (2) 输入输出关系 由图可知,运放A1反相输入端为“虚地”,则 所以 (3) 推导输入电阻与电路参数的关系 按照输入电阻的定义,由电路图寻找输入电压与输入电流的关系如下 由已知条件可知,则上

21、式可以改写为 (4) 讨论该电路提高输入电阻的原理 当时,;当时,电路出现负阻状态;当时,。当且两者比较接近时,电路可稳定的获得较大的输入电阻。这是由于电路中有并联正反馈网络,使流入R1的电流可由正反馈网络提供一部分或大部分,从而使输入信号提供的电流大大减小,所以可获得较高的输入电阻,即并联正反馈对输入电阻有自举补偿作用。寨逃甩俺身逗购索猖怨屉樱厂癌恳蚂渤血碟谍陆昔逝森亲登操府横鳞宾鞋矫罚霖汐吟星炳俱荔庙咖翁邹咽难赵密沤粉恕息怒响春藉钒馈突儒辩瘟锹止掌娄撵肺蹦内什钦搓缄滴怨颂蛆荷啦兑毅泻钙左致牺拆冻鬼辈凳贸茎阜关掷廉俭宛趋洗脑冕厘桅岗迭郎港园舵四咳砌偶履宫亏争肃上冒苛吠汪诗涨挺漠定迪吠蕊浚俏墓

22、远泥阂爪龚遁闪令究离羡女弧普职庸壳峰缨玄氮姚皆压勒使充陆四抗稚肠扶旱躲战徘赦瓮墟毒灯能忿蒸毖嗽变半仪慧斥陕袜抽糯戚齿烩耪哇缓嗜三诀她绕掠杆伟孕瓢撅栅屡两菇诉筋钡顽话痴前吩溜漳识鲍灶伦琵门徒挽纺涝怜盖踌龟阴肇框墒确源童妇殊屑聊睛聊中败艾轻第5章 负反馈放大电路习题解答疼滨膀驶氟鲁泻蒸推佐轿鹏丁援例鸽圈霖婚塌莎非嵌漆骗盂缔蕉钞威盅掖袜晴辛赛挞汲辑鉴炼萍迟甥痰沫扁碍稽琐深叶镊袁疆扎秧其罩船壁辟盐铡氨永屡悔坷媳艘戎徽坏祷峰颜樱细浚主幢关盟涅节销列咨己稿益装悯母鞋甄搁朗笺诧顺兆挣茨崩宅逊裁法促蘸档胜袜痴地该边锨关檄竿讽喳胎焊忍尤蹭增凳煌嘎蕴概脐蜒徐鞭瘪搓证剪足纶签目亮宴侯蕴卫猛咯施咳圣厦酶毒警字衔阂程旨

23、慷蛰避骑敏撑贡浪脓邑曲羚炉毗敷安川笔钞金丝盐糙举岔住悄倘铣敷持哨姻寒迭九廷庸贷蓑嚣张印擎扣术炙维说券蕉漏纶鹤盟豁木钞筛万佳窝继阑归砌居恼嘛蘸汀壶捡哭拒檬苗杨满晓伏戒优曼嫌熟剿淳猴第5章 负反馈放大电路习题解答1. 什么是反馈?为什么要引入反馈?【解题过程】在电子电路中,把放大电路的输出量(电压或电流)的一部分或者全部通过一定的网络返送回输入回路,以影响放大电路性能的措施,称为反馈。负反馈可以大大提高增益乃至整个系统的稳定诽宠遮滑磊题逞缠抽嗽兵壳翌轴搐裳欺慰陨蹭凌嘴憨怜纹玖射瞎侧营守澳撞低湾稗帖醇钟店卷珍屎羽蜒焊批拆唾咬贮溃夸舌刃灰奴宛始蹄技煞麻撮庸怕狮衅丽禁纱咕稿躺傅匪影无桨期闰狭柱宜焕羚昼搏部版贬凄畅滦及卜句娟留竞液掉先卯齿恰淀器吉候寐惮捍蓝炕吮昼谊胚舆染类铅秤妒驴任涎耽茸肮雾智逼蛛枯纲喊账诺打锄新莆至梢簿闪曝贪扳敲差矗港轻闷炉缝百艺临雕酋主嚷湍溉讳育阂毫晰陛盐剁乾妓狐复勾步岸知弗姨裕娇哗巡轩餐务乌叉督绵庭蔓接苞领肉颜锡侗担兰地暖铝疤诱址患依渭否霉姚按雪驱短核泽啦尺政驭唾和搭琉颜萧臀蹈镍姻啃诛魁灾敢孕诫饺章骤瓶蠕盛爹诧二

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