第5章 負(fù)反饋放大電路習(xí)題解答

1、精選文檔第5章 負(fù)反饋放大電路習(xí)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肯定的網(wǎng)絡(luò)返送回輸入回路，以影響放大電路性能的措施，稱為反饋。負(fù)反饋可以大大提高增益乃至整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、負(fù)反饋可以擴展通頻帶、負(fù)反饋可以轉(zhuǎn)變輸入輸出阻抗，使系統(tǒng)更有利于推動后面的負(fù)載，所以要引入反饋。2. 什么是正反饋和負(fù)反饋？如何推斷電路中引入的是正反饋還是負(fù)反饋？【解題過程】 當(dāng)電路中引入反饋后，反饋信號能減弱輸入信號的作用，稱為負(fù)反饋。相反，反饋信號加強了輸入信號的作用，稱為正反饋。為了推斷引入的是正反饋還是負(fù)反饋，通常接受的

2、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視；(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(fù)，并以此為依據(jù)，逐級推出電路中各相關(guān)點電流的流向和電位極性，從而得出輸出信號的極性；(3)依據(jù)輸出信號的極性推斷出反饋信號的極性；(4)依據(jù)反饋信號和輸入信號的極性及連接方式，推斷凈輸入信號，若反饋信號使基本放大電路的凈輸入信號增加，則為正反饋；若反饋信號使基本放大電路的凈輸入信號減弱，則為負(fù)反饋。3. 負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式是什么？【解題過程】負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式為4. 負(fù)反饋放大電路

3、有哪四種組態(tài)？如何推斷？【解題過程】負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)為電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電流并聯(lián)負(fù)反饋，電流串聯(lián)負(fù)反饋，具體推斷方法在正文6.5中有具體描述。5. 負(fù)反饋對電路性能產(chǎn)生什么影響？【解題過程】負(fù)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）推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)            

4、;              (b) 題圖 6.6 【解題過程】（1）推斷電路反饋極性及類型。 在圖(a)中，電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，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(dāng)令=0時，0，即正比與；當(dāng)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(fù)反饋電路。 在圖（b）電路中，反饋網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)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(luò)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），

5、反饋極性與圖（a）相同，故本電路是電流串聯(lián)負(fù)反饋電路。 （2）為了分析問題便利，畫出圖(a) 、(b)的反饋網(wǎng)絡(luò)分別如圖（c）、(d)所示。 圖(c)                圖(d) 由于圖(a)電路是電壓負(fù)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

6、。 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(nèi)，它們的容抗近似為零。試推斷電路中反饋的極性和類型（說明各電路中的反饋是正、負(fù)、直流、溝通、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，其次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)定其次級電路的靜態(tài)工作點。和串聯(lián)支路接在其次級放大電路的輸出（集電極）和輸入之間（基極），由于的“隔直”作用，該反饋是溝通反饋。 和串聯(lián)支路溝通反饋極性

7、的推斷： 當(dāng)給其次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(fù)，由于電容對溝通信號可認(rèn)為短路，所以反饋信號極性也為負(fù)，因而反饋信號減弱輸入信號的作用，該反饋為負(fù)反饋。推斷過程如圖所示。 負(fù)反饋組態(tài)的推斷： 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。 總結(jié)上述判別可知，圖示電路中和串聯(lián)支路構(gòu)成溝通電壓并聯(lián)負(fù)反饋。8. 推斷題圖6.8所示各電路中是否引入了反饋；若引入了反饋，則推斷是正反饋還是負(fù)反饋；若引入了溝通負(fù)反饋，則推斷是哪種組態(tài)的負(fù)反饋，并指出反饋系數(shù)

8、是哪兩個量的比值，設(shè)圖中全部電容對溝通信號均可視為短路。題圖6.8【解題過程】 圖（a）所示電路的反饋推斷過程如圖（e）所示。由推斷可知，電路中引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋。反饋系數(shù)圖（b）所示電路的反饋推斷過程如圖（f）所示。由推斷可知，電路中引入了電壓并聯(lián)負(fù)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，反饋電壓減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(fù)反饋。反饋系數(shù) 圖（d）所示電路的反饋推斷過程如圖（g）所示，由推斷可知該電路引入了正反饋。圖（g）9.  電路如題圖6.9所示，試說明該電路引入共模負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點的原理。題圖6

9、.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，假如輸出共模電流有變化，則通過、分壓，把握管基極電流，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，由于某種緣由使、同時增大，則、同時下降，、管的射極電壓下降，下降，削減，從而使、減小達(dá)到穩(wěn)定目的，由于該電路引入了級間共模負(fù)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。10. 某負(fù)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。題圖6.10【解題過

10、程】 該負(fù)反饋放大電路有兩個反饋環(huán)，F(xiàn)1構(gòu)成外環(huán)，F(xiàn)2構(gòu)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(fù)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）假如發(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)（2）當(dāng)變化20%，那么， 則的相對變化為 當(dāng)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；

11、 （3）實現(xiàn)電壓電流轉(zhuǎn)換； （4）實現(xiàn)電流電壓轉(zhuǎn)換?！窘忸}過程】 要求（1）的輸入量和輸出量均為電壓，故應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，如圖（a）所示。要求（2）的輸入量和輸出量均為電流，故應(yīng)引入電流并聯(lián)負(fù)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(yīng)引入電流串聯(lián)負(fù)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(yīng)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，如圖（d）所示。各電路的瞬時極性如圖中所標(biāo)注，在抱負(fù)信號源狀況下，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(luò)，反饋系數(shù)為 在圖（b）所示電路中，R1和R2組成反饋網(wǎng)絡(luò)，反

12、饋系數(shù)為 在圖（c）所示電路中，R1、R2和R3組成反饋網(wǎng)絡(luò)，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(luò)，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。 （1）減小放大電路從信號源索取的電流，并增加帶負(fù)載力量； （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）電位為“”，T2的集電極（即）電位為“”。其次級為共射放大電路，若T3管基極（即）的瞬時極性為“”，

13、則其集電極（即）電位為“”，放射極（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；增加帶負(fù)載力量，即減小輸出電阻；故應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。由于要引入電壓負(fù)反饋，所以應(yīng)從引出反饋；由于要引入串聯(lián)負(fù)反饋，以減小差分管的凈輸入電壓，所以應(yīng)將反饋引回到，故而應(yīng)把電阻Rf接在、之間。Rb2上獲得的電壓為反饋電壓，極性應(yīng)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(dǎo)出的電位為“”，需將接到。結(jié)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；

14、故應(yīng)引入電流串聯(lián)負(fù)反饋。依據(jù)上述分析，Rf的一端應(yīng)接在上；由于需引入電流負(fù)反饋，Rf的另一端應(yīng)接在上。為了引入負(fù)反饋，要求的電位為“”，由此可推導(dǎo)出的電位為“”，需將接到。結(jié)論是，需將接、接、接。14.  電路如題圖6.14所示。已知，。運放A具有抱負(fù)的特性。 （1）通過無源網(wǎng)絡(luò)引入合適的溝通負(fù)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(yīng)的，試求反饋電阻的大小。 題圖6.14【解題過程】 （1）依據(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，必定穩(wěn)定。為此，必需穩(wěn)定上的電壓（），所以反饋信號肯定要從上引出，即引入電流串

15、聯(lián)負(fù)反饋。又依據(jù)瞬時極性法推斷，為保證負(fù)反饋，則反饋支路必需接到T2管的柵極，即引入溝通串聯(lián)電流負(fù)反饋（、），如圖中的虛線所示。 （2）題目要求時，相應(yīng)的，也就要求電路的互導(dǎo)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(dá)式； （3）已知在低頻時為正數(shù)，當(dāng)電路按負(fù)反饋聯(lián)結(jié)時，若不加校正環(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)路增益等于80d

16、B,， 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像，兩者的區(qū)分僅在它們的模不同。因而由圖可直接寫出的頻率特性  （3）不會產(chǎn)生自激。由于環(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(dāng)附加相移為時，不滿足自激振蕩的幅度條件。16. 某負(fù)反饋放大電路的基本放大電路的對數(shù)幅頻特性如題圖6.16所示，其反饋網(wǎng)絡(luò)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。 題圖6.16【解題過程】 由圖可知，增益下降的最大斜率為60 dB

17、/十倍頻，說明該放大電路有三級，且fH1104 Hz，fH2fH3105 Hz；fH2fH310 fH1。當(dāng)f105 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(fù)反饋后應(yīng)使20lg<0，由于20lg=40 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(shè)A1、A2為抱負(fù)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(guān)系式；試推導(dǎo)電路輸入電阻Ri與電路參數(shù)的關(guān)系式，爭辯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A1的輸出端引出，從輸出到輸入有兩個反饋網(wǎng)絡(luò)，第一個反饋網(wǎng)絡(luò)是R2，其次個反饋網(wǎng)絡(luò)是由A2構(gòu)成反相輸入比例器及電阻R構(gòu)成。 利用瞬時極性法可以推斷，第一個反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋；其次個反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成電壓并聯(lián)正反饋。由于信號源內(nèi)阻為零，其次個反饋網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成