負反饋放大電路作業(yè)解答

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。 矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。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

2、負反饋，通常采用的方 法是“瞬時極性法” 。具體做法如下： 聞創(chuàng)溝燴鐺險愛氌譴凈。(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；表示瞬(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“ - 時極性的正和負，并以此為依據，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； 殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。(3) 根據輸出信號的極性判斷出反饋信號的極性；(4) 根據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。 釅錒極額閉鎮(zhèn)

3、檜豬訣錐。3. 負反饋放大電路的一般表達式是什么？【解題過程】A負反饋放大電路的一般表達式為 AFAF 1 AF4. 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。 彈貿攝爾霽斃攬磚鹵廡。5. 負反饋對電路性能產生什么影響？ 【解題過程】 負反饋對電路性能產生如下影響：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、抑制放大電路內部的噪聲。 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。6. 電路如題圖 6.6 （a） 、（b） 所示。（1）判斷圖示電路的反饋極性

4、及類型； （2）求出反饋電路的反饋系數(shù)。 廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。(a)(b)題圖 6.6【解題過程】（1）判斷電路反饋極性及類型。在圖 （a） 中，電阻網絡 構成反饋網絡，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 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，反饋網絡的結構與圖（ 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

5、聯(lián)負反饋電路。（2）為了分析問題方便，畫出圖 （a） 、（b） 的反饋網絡分別如圖（ c）、 （d） 所示。 煢 楨廣鰳鯡選塊網羈淚。圖(c)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 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。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)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， 它們的容抗近似為零。 試判斷電路中反饋的極

6、性和類型 （說明各電路中的反饋是正、 負、直流、交流、電壓、電流、串聯(lián)、并聯(lián)反饋）。 籟叢媽羥為贍僨蟶練淨。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

7、弱輸入信號的作用， 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 基極疊加，所以它是并聯(lián)反饋?？偨Y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。 預頌圣 鉉儐歲齦訝驊糴。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。 滲釤嗆儼勻諤鱉調硯錦。題圖 6.8解題

8、過程】圖（ 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)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)鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。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。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

9、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，最管的射極電壓 下降， 下降， 減少，從而使 、 減小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， 、 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。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。10. 某負反饋放大電路的組成框圖如題圖 6.10 所示，試求電路的總閉環(huán)增 益

10、。題圖 6.10解題過程】該負反饋放大電路有兩個反饋環(huán)， F1 構成外環(huán)， F2 構成內環(huán)。外環(huán)的開環(huán)增益等于 放大電路 和內環(huán)的閉環(huán)增益 的乘積。內環(huán)的閉環(huán)增益為 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。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：2）如果1）閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為多少？發(fā)生 20%的變化，則的相對變化為多少？ 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。解題過程】1）閉環(huán)電壓放大倍數(shù)2）當變化 20%，那么，則 的相對變化為當變化 -20%，那么則 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

11、穩(wěn)定的電壓放大倍數(shù)的放大電路；3）實現(xiàn)電壓 - 電流轉換；（2）具有穩(wěn)定的電流放大倍數(shù)的放大電路；（4）實現(xiàn)電流 - 電壓轉換。 蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。 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，故應引入電壓并聯(lián)負反饋，如圖（d）所示。 買鯛 鴯譖曇膚遙閆擷凄。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

12、， 圖（ b）和（ d）中的 Rs 為無窮大。 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。在圖（ a）所示電路中，R1和 R2 組成反饋網絡，反饋系數(shù)為在圖（ b）所示電路中，R1和 R2 組成反饋網絡，反饋系數(shù)為在圖（ c）所示電路中，R1、R2和 R3 組成反饋網絡，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)為驅躓髏彥浹綏譎飴憂錦在圖（ d）所示電路中， Rf 組成反饋網絡，反饋系數(shù)為13. 電路如題圖 6.13 所示，試合理連線，引入合適組態(tài)的反饋，分別滿足下列要求。2）減小放1）減小放大電路從信號源索取的電流，并增強帶負載能力；大電路從信號源索取的電流，穩(wěn)定

13、輸出電流。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。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）電位為“ -”，T2 的集電極（即）電位為“”。第二級為共射放大電路，若 T3管基極（即） 的瞬時極性為“”， 則其集電極 （即）電位為“ - ”，發(fā)射極（即） 電位為“”；若反之，則的電位為“”，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；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，故而應

14、把電阻Rf 接在、之間。 Rb2 上獲得的電壓為反饋電壓，極性應為上“”下“-”，即的電位為“”。因而要求在輸入電壓對“地”為“”時的電位為“”，由此可推導出的電位為 “ - ”，需將接到。結論是，需將接、接、接。（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。 根 據上述分析， Rf 的一端應接在上；由于需引入電流負反饋，Rf 的另一端應接在上。為了引入負反饋， 要求的電位為“”， 由此可推導出的電位為“”， 需將接到。結論是，需將接、接、接。 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。14.電路如題圖 6.14 所示。已知 ， ， ， 。運放 A 具

15、有理想的特性。1）通過無源網絡引入合適的交流負反饋， 將輸入電壓 轉換為穩(wěn)定的輸出電流 。（ 2）要求時，相應的 ，試求反饋電阻 的大小。 構氽頑黌碩飩薺齦話騖。題圖 6.14解題過程】（1）根據題意，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）題目要求時，相應的 ，也就要求電路的互導增益 輒嶧陽檉籪癤網

16、儂號澩。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) ；3)試寫出基本放大電路的放大倍數(shù) 的頻率特性表達式；已知 在低頻時為正數(shù)，當電路按負反饋聯(lián)結時，若不加校正環(huán)節(jié)是否會產生自激？為什么？ 堯側閆繭絳闕絢勵蜆贅。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，放大電路的環(huán)路增益 等于 80dB, ， 即識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。故2 ） 由圖可見，該放大電路環(huán)路增益的幅頻特性有2 個轉折點（即有 2 個極點：的幅頻和 ），反饋系數(shù)等于常數(shù)，故基本放大電

17、路的放大倍數(shù)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 凍鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。3）不會產生自激。因為環(huán)路增益函數(shù)在整個頻域內只有兩個極點，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。 恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩 錦。6.16 所示， 其反饋網絡由純16. 某負反饋放大電路的基本放大電路的對數(shù)幅頻特性如題圖 電阻組成。試問：若要求電路不產生自激振蕩，則反饋系數(shù)的上限值為多少？簡述理由。鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫。題圖 6.16解題過程】H1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 10 Hz， f H2f

18、 H310 Hz； f H2 f H3 10 f H1。當 f 10 Hz 時，由 f H1所產生的附加相移約為- 90，由 fH2、f H3所產生的附加相移均為 -45，因而總附加相移約為 -180。此時，引入負反饋后應使 20lg0，因為 20lg =40 dB，故要求 20lg - 40 dB。碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。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。 閿擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。【解題過程】(1) 分析反饋類型該電路輸出信號由運放 A1 的輸出端引出，從輸出到輸入有兩個反饋網絡，第一個反 饋網絡是 R2，第二個反饋網絡是由 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，第一個反饋網絡構成電壓并聯(lián)負反饋；第二個反饋網絡 構成電壓并聯(lián)正反饋。由于信號源內阻為零，第二個反饋網絡所構成的并聯(lián)反饋對閉環(huán)電 壓增益沒有影響。(2) 輸入輸出關系