第5章負反饋放大電路習題解答

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1、. 第5章 負反饋放大電路習題解答 1. 什么是反饋？為什么要引入反饋？ 【解題過程】 在電子電路中，把放大電路的輸出量（電壓或電流）的一部分或者全部通過一定的網(wǎng)絡返送回輸入回路，以影響放大電路性能的措施，稱為反饋。負反饋可以大大提高增益乃至整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、負反饋可以擴展通頻帶、負反饋可以改變輸入輸出阻抗，使系統(tǒng)更有利于推動后面的負載，所以要引入反饋。 2. 什么是正反饋和負反饋？如何判斷電路中引入的是正反饋還是負反饋？ 【解題過程】 當電路中引入反饋后，反饋信號能削弱輸入信號的作用，稱為負反饋。相反，反饋信號加強了輸入信號的作用，稱為正反饋。為了判斷引入的是正反饋還是負反

2、饋，通常采用的方法是“瞬時極性法”。具體做法如下： (1)假定放大電路工作在中頻信號頻率范圍，則電路中電抗元件的影響可以忽略； (2)假定電路輸入信號在某個時刻的對地極性，在電路中用符號“＋”和“-”表示瞬時極性的正和負，并以此為依據(jù)，逐級推出電路中各相關點電流的流向和電位極性，從而得出輸出信號的極性； (3)根據(jù)輸出信號的極性判斷出反饋信號的極性； (4)根據(jù)反饋信號和輸入信號的極性及連接方式，判斷凈輸入信號，若反饋信號使基本放大電路的凈輸入信號增強，則為正反饋；若反饋信號使基本放大電路的凈輸入信號削弱，則為負反饋。 3. 負反饋放大電路的一般表達式是什么？ 【解題過程】 負反

3、饋放大電路的一般表達式為 精品 . 4. 負反饋放大電路有哪四種組態(tài)？如何判斷？ 【解題過程】 負反饋放大電路的四種組態(tài)為電壓并聯(lián)負反饋、電壓串聯(lián)負反饋，電流并聯(lián)負反饋，電流串聯(lián)負反饋，具體判斷方法在正文6.5中有詳細描述。 5. 負反饋對電路性能產(chǎn)生什么影響？ 【解題過程】 負反饋對電路性能產(chǎn)生如下影響：提高閉環(huán)增益的穩(wěn)定性、擴展閉環(huán)增益的通頻帶、減小非線性失真、抑制放大電路內(nèi)部的噪聲。 6.電路如題圖6.6 (a)、(b)所示。 　　 （1）判斷圖示電路的反饋極性及類型； 　　 （2）求出反饋電路的反饋系數(shù)。 (a) (b) 題圖 6.6

4、 【解題過程】 （1）判斷電路反饋極性及類型。 　　 在圖(a)中，電阻網(wǎng)絡構成反饋網(wǎng)絡，電阻兩端的電壓是反饋電壓，輸入電壓與串聯(lián)疊加后作用到放大電路的輸入端（管的）；當令=0時，＝0，即正比與；當輸入信號對地極性為正時，從輸出端反饋回來的信號 精品 . 對地極性也為正，故本電路是電壓串聯(lián)負反饋電路。 　　 在圖（b）電路中，反饋網(wǎng)絡的結(jié)構與圖（a）相同，反饋信號與輸入信號也時串聯(lián)疊加，但反饋網(wǎng)絡的輸入量不是電路的輸出電壓而是電路輸出電流（集電極電流），反饋極性與圖（a）相同，故本電路是電流串聯(lián)負反饋電路。 　　 （2）為了分析問題方便，畫出圖(a) 、(b)的反饋網(wǎng)絡分別如

5、圖（c）、(d)所示。 　　 圖(c) 圖(d) 　　 由于圖(a)電路是電壓負反饋，能穩(wěn)定輸出電壓，即輸出電壓信號近似恒壓源，內(nèi)阻很小，計算反饋系數(shù)時，不起作用。由圖（c）可知，反饋電壓等于輸出電壓在電阻上的分壓。即 　　 故 圖(a)電路的反饋系數(shù) 　　 由圖（d）可知反饋電壓等于輸出電流的分流在電阻上的壓降。 　　 故 圖(b)電路的反饋系數(shù) 精品 . 7. 電路如題圖 6.7所示，圖中耦合電容器和射極旁路電容器的容量足夠大，在中頻范圍內(nèi)，它們的容抗近似為零。試判斷電路中反饋的極性和類型（說明各電

6、路中的反饋是正、負、直流、交流、電壓、電流、串聯(lián)、并聯(lián)反饋）。 題圖 6.7 【解題過程】 　　 圖示放大電路輸出與輸入之間沒有反饋，第一級也沒有反饋，第二級放大電路有兩條反饋支路。一條反饋支路是，另一條反饋支路是和串聯(lián)支路。支路有旁路電容，所以它是本級直流反饋，可以穩(wěn)定第二級電路的靜態(tài)工作點。和串聯(lián)支路接在第二級放大電路的輸出（集電極）和輸入之間（基極），由于的“隔直”作用，該反饋是交流反饋。 　　 和串聯(lián)支路交流反饋極性的判斷： 　　 當給第二級放大電路加上對地極性為正的信號時，輸出電壓極性為負，由于電容對交流信號可認為短路，所以反饋信號極性也為負，因而反饋信號削弱輸入信號

7、的作用，該反饋為負反饋。判斷過程如圖所示。 　　 負反饋組態(tài)的判斷： 　　 若令輸出電壓信號等于零，從輸出端返送到輸入電路的信號等于零，即反饋信號與輸出電壓信號成正比，那么該反饋是電壓反饋；反饋信號與輸入信號以電流的形式在 精品 . 基極疊加，所以它是并聯(lián)反饋。 　　 總結(jié)上述判別可知，圖示電路中和串聯(lián)支路構成交流電壓并聯(lián)負反饋。 8. 判斷題圖6.8所示各電路中是否引入了反饋；若引入了反饋，則判斷是正反饋還是負反饋；若引入了交流負反饋，則判斷是哪種組態(tài)的負反饋，并指出反饋系數(shù)是哪兩個量的比值，設圖中所有電容對交流信號均可視為短路。 題圖6.8 【解題過程】 圖（

8、a）所示電路的反饋判斷過程如圖（e）所示。由判斷可知，電路中引入了電流串聯(lián)負反饋。反饋系數(shù) 精品 . 圖（b）所示電路的反饋判斷過程如圖（f）所示。由判斷可知，電路中引入了電壓并聯(lián)負反饋。反饋系數(shù) 圖（e） 　 　 圖（f） 　　 圖（c）所示電路中輸出電壓就是反饋電壓，反饋電壓削弱了出入電壓的作用，使晶體管的輸入盡電壓ube減小，引入了電壓串聯(lián)負反饋。反饋系數(shù) 　　 圖（d）所示電路的反饋判斷過程如圖（g）所示，由判斷可知該電路引入了正反饋。 精品 . 圖（g） 9. 電路如題圖6.9所示，試說明該電路引入共模負反饋穩(wěn)定靜

9、態(tài)工作點的原理。 題圖6.9 【解題過程】 該電路為兩級雙端輸入、雙端輸出的差動放大電路。由圖可知，晶體管的基極接在、 管射極分壓電阻、之間。由于、管射極差模信號為零，所以不存在差模信號反饋。但存在共模信號反饋，也就是說，如果輸出共模電流有變化，則通過、分壓，控制管基極電流，使第一級恒流源電流變化，從而使、變化，最終可使電路中的共模電流穩(wěn)定。例如，由于某種原因使、同時增大，則、同時下降，、管的射極電壓下降，下降，減少，從而使、減小達到穩(wěn)定目的，由于該電路引入了級間共模負反饋，所以穩(wěn)定了電路的靜態(tài)工作點、提高了電路的共模抑制比。 精品 . 10. 某負反饋放大電路的組成框圖如題圖

10、6.10所示，試求電路的總閉環(huán)增益。 題圖6.10 【解題過程】 　　 該負反饋放大電路有兩個反饋環(huán)，F(xiàn)1構成外環(huán)，F(xiàn)2構成內(nèi)環(huán)。外環(huán)的開環(huán)增益等于放大電路和內(nèi)環(huán)的閉環(huán)增益的乘積。 　　 內(nèi)環(huán)的閉環(huán)增益為 　　 外環(huán)的開環(huán)增益為，因而該電路的閉環(huán)增益為 11. 某一負反饋放大電路的開環(huán)電壓放大倍數(shù)，反饋系數(shù)。試問： 　　 （1）閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為多少？ 　　 （2）如果發(fā)生20%的變化，則的相對變化為多少？ 【解題過程】 （1）閉環(huán)電壓放大倍數(shù) 精品 . （2）當變化20%，那么， 　　 則的相對變化為 　　 當變化-20%，那么 　

11、　 則的相對變化為 12. 用集成運放和若干電阻分別完成以下功能，要求畫出電路來，并求出它們的反饋系數(shù)。 　　 （1）具有穩(wěn)定的電壓放大倍數(shù)的放大電路； 　　 （2）具有穩(wěn)定的電流放大倍數(shù)的放大電路； 　　 （3）實現(xiàn)電壓?電流轉(zhuǎn)換； 　　 （4）實現(xiàn)電流?電壓轉(zhuǎn)換。 【解題過程】 　　 要求（1）的輸入量和輸出量均為電壓，故應引入電壓串聯(lián)負反饋，如圖（a）所示。要求（2）的輸入量和輸出量均為電流，故應引入電流并聯(lián)負反饋，如圖（b）所示。要求（3）的輸入量為電壓，輸出量為電流，故應引入電流串聯(lián)負反饋，如圖（c）所示。要求（4）的輸入量為電流，輸出量為電壓，故應引入電壓并

12、聯(lián)負反饋，如圖（d）所示。 精品 . 各電路的瞬時極性如圖中所標注，在理想信號源情況下，圖（a）和（c）中的Rs為零，圖（b）和（d）中的Rs為無窮大。 　　 在圖（a）所示電路中，R1和R2組成反饋網(wǎng)絡，反饋系數(shù)為  　　 在圖（b）所示電路中，R1和R2組成反饋網(wǎng)絡，反饋系數(shù)為 　　 在圖（c）所示電路中，R1、R2和R3組成反饋網(wǎng)絡，輸出電流通過R1和R2、R3兩個支路分流，在R1上的壓降就是反饋電壓。因而反饋系數(shù)為 　　 在圖（d）所示電路中，Rf組成反饋網(wǎng)絡，反饋系數(shù)為 精品 . 13. 電路如題圖6.13所示，試合理連線，引入合適組態(tài)

13、的反饋，分別滿足下列要求。 　　 （1）減小放大電路從信號源索取的電流，并增強帶負載能力； 　　 （2）減小放大電路從信號源索取的電流，穩(wěn)定輸出電流。 題圖6.13 【解題過程】 圖示電路的第一級為差分放大電路，輸入電壓uI對“地”為“＋”時差分管T1的集電極（即④）電位為“?”，T2的集電極（即⑤）電位為“＋”。第二級為共射放大電路，若T3管基極（即⑥）的瞬時極性為“＋”，則其集電極（即⑧）電位為“?”，發(fā)射極（即⑦）電位為“＋”；若反之，則⑧的電位為“＋”，⑦的電位為“?”。 　 （1）減小放大電路從信號源索取的電流，即增大輸入電阻；增強帶負載能力，即減小輸出電阻

14、；故應引入電壓串聯(lián)負反饋。 　　因為要引入電壓負反饋，所以應從⑧引出反饋；因為要引入串聯(lián)負反饋，以減小差分管的凈輸入電壓，所以應將反饋引回到③，故而應把電阻Rf接在③、⑧之間。Rb2上獲得的電壓為反饋電壓，極性應為上“＋”下“?”，即③的電位為“＋”。因而要求在輸入電壓對“地”為“＋”時⑧的電位為“＋”，由此可推導出⑥的電位為“?”，需將⑥接到④。 　　結(jié)論是，需將③接⑨、⑩接⑧、⑥接④。 　 （2）減小放大電路從信號源索取的電流，即增大輸入電阻；穩(wěn)定輸出電流，即增大輸出電阻；故應引入電流串聯(lián)負反饋。 精品 . 　　根據(jù)上述分析，Rf的一端應接在③上；由于需引入電流負反饋

15、，Rf的另一端應接在⑦上。為了引入負反饋，要求⑦的電位為“＋”，由此可推導出⑥的電位為“＋”，需將⑥接到⑤。 　　結(jié)論是，需將③接⑨、⑩接⑦、⑥接⑤。 14. 電路如題圖6.14所示。已知，，，，。運放A具有理想的特性。 　　 （1）通過無源網(wǎng)絡引入合適的交流負反饋，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電流。 　　 （2）要求時，相應的，試求反饋電阻的大小。 題圖6.14 【解題過程】 　　 （1）根據(jù)題意，要求輸出電流穩(wěn)定，且與輸入電壓成正比。由于晶體管T4的射極電流近似等于輸出電流，只要穩(wěn)定，必然穩(wěn)定。為此，必須

16、穩(wěn)定上的電壓（），所以反饋信號一定要從上引出，即引入電流串聯(lián)負反饋。又根據(jù)瞬時極性法判斷，為保證負反饋，則反饋支路必須接到T2管的柵極，即引入交流串聯(lián)電流負反饋（、、），如圖中的虛線所示。 　　 （2）題目要求 精品 . 時，相應的，也就要求電路的互導增益 　　 電阻兩端電壓是串聯(lián)反饋電壓即 　　 在深反饋條件下，可得 15. 一個反饋放大電路在時的對數(shù)幅頻特性如題圖6.15所示。 　　 （1）試求基本放大電路的放大倍數(shù)及閉環(huán)放大倍數(shù)； 　　 （2）試寫出基本放大電路的放大倍數(shù)的頻率特性表達式； 　　 （3）已知在低頻時為正數(shù)，當電路按負反饋聯(lián)結(jié)時，若不加校

17、正環(huán)節(jié)是否會產(chǎn)生自激？為什么？ 題圖6.15 【解題過程】 （1）由圖可知，該放大電路是一個直接耦合放大電路。在低頻范圍內(nèi)，放大電路的環(huán)路增益 精品 . 等于80dB,， 即 　　 故 （2） 由圖可見，該放大電路環(huán)路增益的幅頻特性有2個轉(zhuǎn)折點（即有2個極點：和），反饋系數(shù)等于常數(shù)，故基本放大電路的放大倍數(shù)的幅頻特性與的幅頻特性相似，兩者的區(qū)別僅在它們的模不同。因而由圖可直接寫出的頻率特性 （3）不會產(chǎn)生自激。因為環(huán)路增益函數(shù)在整個頻域內(nèi)只有兩個極點，其最大附加相移為。當附加相移為時，，不滿足自激振蕩的幅度條件。 16. 某負反饋放大電路的基本放大電路

18、的對數(shù)幅頻特性如題圖6.16所示，其反饋網(wǎng)絡由純電阻組成。試問：若要求電路不產(chǎn)生自激振蕩，則反饋系數(shù)的上限值為多少？簡述理由。 精品 . 題圖6.16 【解題過程】 　　 由圖可知，增益下降的最大斜率為?60 dB/十倍頻，說明該放大電路有三級，且fH1＝104 Hz，fH2＝fH3＝105 Hz；fH2＝fH3＝10 fH1。當f＝105 Hz時，由fH1所產(chǎn)生的附加相移約為?90，由fH2、fH3所產(chǎn)生的附加相移均為?45，因而總附加相移約為?180。此時，引入負反饋后應使20lg<0，因為20lg=40

19、dB，故要求20lg< ? 40 dB。 17. 輸入電阻自舉擴展電路如題圖6.17所示，設A1、A2為理想運算放大器，R2=R3、R4=2R1，試分析放大電路的反饋類型、寫出輸出電壓與輸入電壓的關系式；試推導電路輸入電阻Ri與電路參數(shù)的關系式，討論R1和R電阻值的相對大小對電路輸入電阻的影響，并定性說明該電路能獲得高輸入電阻的原理。 題圖6.17 【解題過程】 　　 (1) 分析反饋類型 　　 該電路輸出信號由運放A 精品 . 1的輸出端引出，從輸出到輸入有兩個反饋網(wǎng)絡，第一個反饋網(wǎng)絡是R2，第二個反饋網(wǎng)

20、絡是由A2構成反相輸入比例器及電阻R構成。 　　 利用瞬時極性法可以判斷，第一個反饋網(wǎng)絡構成電壓并聯(lián)負反饋；第二個反饋網(wǎng)絡構成電壓并聯(lián)正反饋。由于信號源內(nèi)阻為零，第二個反饋網(wǎng)絡所構成的并聯(lián)反饋對閉環(huán)電壓增益沒有影響。 　　 (2) 輸入輸出關系 　　 由圖可知，運放A1反相輸入端為“虛地”，則 　　 所以 　　 (3) 推導輸入電阻與電路參數(shù)的關系 　　 按照輸入電阻的定義，由電路圖尋找輸入電壓與輸入電流的關系如下 　　 由已知條件可知，，則上式可以改寫為 　　 (4) 討論該電路提高輸入電阻的原理 　　 當時，；當時，電路出現(xiàn)負阻狀態(tài)；當 精品 . 時，。當且兩者比較接近時，電路可穩(wěn)定的獲得較大的輸入電阻。這是由于電路中有并聯(lián)正反饋網(wǎng)絡，使流入R1的電流可由正反饋網(wǎng)絡提供一部分或大部分，從而使輸入信號提供的電流大大減小，所以可獲得較高的輸入電阻，即并聯(lián)正反饋對輸入電阻有自舉補償作用。 如有侵權請聯(lián)系告知刪除，感謝你們的配合！ 精品