负反馈放大电路习题解答

1、第5章自测题、习题解答自测题5、填空题1. 图T5-1所示理想反馈模型的基本反馈方程是Af=（）=（）=（）。2. 图T5-1中开环增益A与反馈系数B的符号相同时为（）反馈，相反时为（）反馈。3. 图T5-1若满足条件（）,称为深度负反馈，此时 Xf（） ,Af （）。4. 根据图T5-1，试用电量x （电流或电压）表示出基本反馈方程中的各物理量：开环增益A=（），闭环增益Af=（）,反馈系数B=（）,反馈深度F=（）,环路传输函数T =（）.图 T5-15. 负反馈的环路自动调节作用使得（）的变化受到制约。6. 负反馈以损失（）增益为代价，可以提高（）增益的稳定性；扩展（）的通频带和减小（）

2、的非线性失真。这些负反馈的效果的根本原因是(）。7.反馈放大器使输入电阻增大还是减小与（）和（）有关，而与(）无关。8.反馈放大器使输出电阻增大还是减小与（）和（）有关，而与(）无关。9.电流求和负反馈使输入电阻（），电流取样负反馈使输出电阻（）。10.若将发射结视为净输入端口，则射极输出器的反馈类型是（ 反馈系数B =（）。）负反馈，且解：A A A1、1 AB , 1 T , F2、负，正13、 F 1, xs, B4、Xo / X , Xo /Xs , Xf / Xo , Xs / Xi , Xf / Xi5、取样信号6、闭环、闭环、闭环增益、取样信号、负反馈环路的自动调节功能使取样信号

3、的变化受到制约7、求和方式、反馈极性，取样方式8、取样方式、反馈极性，求和方式9、减小、增加10、电压串联、1、单选题1.要使负载变化时，输出电压变化较小，且放大器吸收电压信号源的功率也较少，可以采用（）负反馈。A. 电压串联B. 电压并联C. 电流串联D. 电流并联2.某传感器产生的电压信号几乎没有带负载的能力（即不能向负载提供电流）。要使经放大后产生输出电压与传感器产生的信号成正比。放大电路宜用（）负反馈放大器。A. 电压串联B. 电压并联C. 电流串联D. 电流并联3.当放大器出现高频（或低频）自激时，自激振荡频率一定疋A.特征频率解：1、A理由：电压取样负反馈使输出电阻减小，故负载变化

4、时，输出电压变化会因此减小。电流求和负反馈（串联）使输入电阻增加，故可使放大器因此而吸收电压信号源的功率 减小。2、A理由：采用电流求和（串联）负反馈，使输入电阻增大，从而传感器电压信号对放大器提供 电流很小；采用电压取样负反馈可以稳定电压增益，保证了输出电压与传感器输入电压成正比。3、C理由：相位交叉频率其实也就是满足自激振荡相位条件的频率。B.高频截止频率C.相位交叉频率D增益交叉频率、在图T5 - 2所示电路中，为深反馈放大器，已知R、= &八'二” 一Vb ""®'为两个输出端。求（1）若从；输出,试判别反馈组态，并估算：l i（2

5、）若从输出，重复（1 ）的要求；（3）若将减小，反馈强弱有何变化？若"- 时，。0U1d!&T1a-Uf解:（1 ）从或输出时，从极性上看，因为构成反馈元件，且：与：串接，则二'"为负反馈，从=输出构成电流串联负反馈，把反馈网络分离出来， 见图（b）li李T李匕皂=5隔 从I：输出时为电压串联负反馈，见图（ c）因为*与'并接，取自' 同样把反馈支路分离出来，见图（d）,可得4. = * = i+- = 10期域爲 氐(3)当'减小，负反馈增大时，增益减小。当'：1 - 时,吗 1 = 1為(&/血)=-20,42 =

6、 1。习题55.1 (1)对于放大电路，所谓开环是指A 无信号源B 无反馈通路C .无电源D 无负载而所谓闭环是指A 考虑信号源内阻B .存在反馈通路C 接入电源D 接入负载(2) 在输入量不变的情况下，若引入反馈后 ，则说明引入的反馈是负反馈。A .输入电阻增大B .输出量增大C .净输入量增大D .净输入量减小(3) 直流负反馈是指 。A 直接耦合放大电路中所引入的负反馈B .只有放大直流信号时才有的负反馈C 在直流通路中的负反馈(4) 交流负反馈是指 。A 阻容耦合放大电路中所引入的负反馈B .只有放大交流信号时才有的负反馈C 在交流通路中的负反馈(5) 为了实现下列目的，应引入 。A

7、直流负反馈B 交流负反馈为了稳定静态工作点，应引入 ;为了稳定放大倍数，应引入 ;为了改变输入电阻和输出电阻，应引入 ;为了抑制温漂，应引入 ;为了展宽频带，应引入 。解：(1) B B (2) D (3) C (4) C (5) A B B A B5.2选择合适答案填入空内。(1)(2)(3)(4)A .电压 B .电流 C .串联为了稳定放大电路的输出电压，应引入为了稳定放大电路的输出电流，应引入为了增大放大电路的输入电阻，应引入为了减小放大电路的输入电阻，应引入D 并联负反馈;负反馈;负反馈;负反馈;(5)(6)解：(1) A负反馈；负反馈。(5) B(6) A为了增大放大电路的输出电阻

8、，应引入 为了减小放大电路的输出电阻，应引入(2) B(3) C(4) D5.3某负反馈放大器开环增益等于105,若要获得100倍的闭环增益，其反馈系数B、反馈深度F和环路增益T分别是多少？解：A =105 , Af =d°0，则A匚彳F 胃 /OOO b=0.999%AfAT=AB=9995.4已知A放大器的电压增益 Av = 1000。当环境温度每变化 1C时，Av的变化为0.5%。 若要求电压增益相对变化减小至 0.05% ,应引入什么反馈？求出所需的反馈系数B和闭环增益Af。 要使增益的稳定性提高，应引入负反馈。解：由题意，当环境温度t改变1oC时,0.5%AvA =0.05

9、% 而AVfA AAf Af=0.5%0.05%=10F -1B0.009AAvf =AF =1005.5已知某放大器低频段和高频段的电压增益均为单极点模型，中频电压增益A妒80, Av的下限频率 212Hz , Av的上限频率fH=200kHz。现加入电压取样电压求和负反馈，反馈系 数 B= 0.05。试求：反馈放大器中频段的Avfo、f|_f和fHf。解：反馈深度Fo 1 AV0B =5 ,中频段闭环A/f0二Avo：Fo = -16 由单极点模型有关公式仙=和-Fo =1000 kHz=f l. Fo = 2.3 Hz5.6试将图P5-6示两级放大器中四个点中的两个点连接起来构成级间负反

10、馈放大 器，以实现以下的功能，并说明这样连接的理由。(图中所有电容均对信号电流呈现短路)(1) 使输入电阻增大。(2) 使输出电阻减小。解：(1)应采用电压求和负反馈。或接至是电压求和， 但接构成正反馈， 不能采用，所以连接使输入电阻 增大。(2 )应采用电压取样负反馈。或提至可实现电压取样，但接构成正反馈，不能 用，所以连接使输出电阻减小。5.7电路如图P5- 7所示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反 馈还是负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。沁）（0ii i-(g)图 P5 7解：图（a）所示电路中引入了交、直流负反馈图（b）所示电路中引入了交、直流负反馈图（

11、c）所示电路中通过Rs引入直流负反馈，通过Rs、Ri、R2并联引入 交流负反馈，通过C2、Rg引入交流正反馈。图（d ）、（ e）、（ f）所示各电路中均引入了交、直流负反馈。图（g ）所示电路中通过R3和R7引入直流负反馈，通过R4引入交、直 流负反馈。5.8试比较图P5-8 (a)、(b)、(c)三个电路输入电阻的大小，并说明理由。(a)(b)(c)图 P5-8ie3Re3(Re1Rf )解：三电路R中均有rb，不作比较，只比较管端输入电阻R。(a) 丁引入电压求和负反馈，.Ra (V -i)Rei(b) 第二级R2与Re并联，.Rb 讥1(1 JRl(C) Rc f (1 JReiR a

12、Rc .Rib5.9分别说明图P5-7 ( a) ( b) ( c) ( e) ( f) ( g )所示各电路因引入交流负反 馈使得放大电路输入电阻和输出电阻所产生的变化。只需说明是增大还是减 小即可。解：图p5.2 ( a) ( b) ( c) ( e) ( f) ( g)所示各电路因引入交流负反馈使得放大电 路输入电阻和输出电阻所产生的变化如下：(a)输入电阻减小，输出电阻减小。(b)输入电阻减小，输出电阻减小。(c)输入电阻增大，输出电阻增大。(e)输入电阻减小，输出电阻增大。(f)输入电阻增大，输出电阻减小。5.10电路如图P5- 10所示，已知集成运放的开环差模增益和差模输入电阻均近

13、于无穷大, 最大输出电压幅值为土 14V。填空：电路引入了 （填入反馈组态）交流负反馈,于，电压放大倍数 Auf = Uo/A ui。设U|Ri开路，则Uo变为V ;若Ri短路，则Uo变为电路的输入电阻趋近1V，贝y Uo V; 若V ;若R2开路，则Uo变为V ；若R2短路，则Uo变为图 P5 10解：电压串联负反馈，无穷大，11。11 ; 1 ; 14 ; 14 ; 1。若电路满足深度负反馈5.11图P5 11所示电路是具有零输入和零输出特性的直流放大器。条件，试求Uo/Us的表达式。严C5Id lo *IAj-C2i图P5 11解:Re3Re1VfB 二Af上Vs反馈1Re3(Re1Rf

14、 )st：BampRe3 Re1V0ie3 -'-3Rc3Re3 ' Re1 ' RfAf Rc3 :VsVsRe3Re1R=35.12 图P5 12示反馈放大器满足深度负反馈条件。如果us (t) =10s in2 n X 104t ( mV),求Uo ( t)解一：Viig =0，故可先求出Vi，以V作原输入信号。Ri / R2vs =0.8vs R1/R2 +Rs电路为电压串联负反馈，反馈网络如图+ ri与 图 p5.6 1VfB 一 =1二V0A V01Af1vi B4Vo vi =0.8vs 8sin 2 儿宀 10 t ( mV )解二：电路改画为图p5.6

15、 2。Vs =0.8Vs而深负反馈时Vl JVs14B vo =Vs = 08Vs =8 sin 2応 10 t ( mV)5.13电路如图P5 13所示，试说明电路引入的是共模负反馈，即反馈仅对共模信号起作用。B =i fR1Rf-o图 P5- 13解：若UB1= UB2增大，则产生下列过程：UB1= UB2 fl Uci= UC2 J（UB4= UB5 J ）iE4=iE5Ur5 J（UB3 J ）宀 ic3Uri JUC1= UC2 f 说明电路对共模信号有负反馈作用。5.14判断图P5- 14所示由运算放大器构成的反馈放大器的反馈类型和反馈极性（解释为什 么是负反馈）并求 Uo/Us的

16、表达式。 a图 P5 - 14解：该题目可采用令V。=0，视反馈是否消失来判断取样方式。当V。=0时反馈源存在故不是电压取样而是电流取样。求和方式为电流求和。当vs 0 , i流入时产生的流出a点，.是负反馈，反馈网络如 图P5.8-1所示。AfiL1fe is BAfV0VsIlRli sRsRfRi*此结果与用理想运放分析法求得的结果相同。11 AF11 2 102：0.0055.15已知一个负反馈放大电路的A = 105, F = 2 X 103。(1) Af =?(2) 若A的相对变化率为20%,则Af的相对变化率为多少?解:(1) 因为 AF = 200>> 1,所以A产

17、 1/F = 500(2) 根据题目所给数据，可知1Af相对变化率为A的相对变化率的1+ AF ,故Af的相对变化率约为 0.1%。5.16已知一个电压串联负反馈放大电路的电压放大倍数Auf = 20,其基本放大电路的电压放大倍数Au的相对变化率为10%, Auf的相对变化率小于 0.1 %，试问F和Au各为多少?先求解AF，再根据深度负反馈的特点求解A。解：10% dAF1000.1%AF >>11 1 F0.05所以Af20AF代=A20005.17电路如图P5 17所示。试问：若以稳压管的稳定电压Uz作为输入电 压，则当R2的滑动端位置变化时，输出电压U。的调节范围为多少？解

18、：U O的调节范围约为R1 R2 R3R R2UzR R2 R3RiUz即RlR2 R3Ri + R26VR1R2 R3Ri6V101005.18图P5 - 18 （玄）和（b）分别是两个负反馈放大器环路增益的幅频特性曲线。试估算它 们的相位裕量各是多少？解:P5- 18f (也)当 f =1MHz在 f =100时，T=0dB，此时修正的佻 &174.3- *m Z80° 174.3° LI 5.7? *. ° °.m 2 5.7 -11.4准确计算：(1)(1=100T f4 -+101 X108 f 2 -1024 =010k100kkHz

19、处，T=0dB，此时每个标点在此处的相频离_90°差5.7°（a）令解得：f =997.5畑屯=arctg 9975 +(arctg "5)= -84.28° +89.43° = 173.7°当 T=1 时，10100m =180° _173.7° =6.3°(b)T(jf)二 100(1討，令(1 寻：2)=100t f =99.499KHz5.19 如果图 P5 - 18 ( a)们的反馈系数各为多少时，才有 解：由20lg|4|(dB)4020- itr|10K I 100K(b)-90°

20、-180°120lg 1_| 20(b)图的中点关系，B dB, . B=0.15.20已知负反馈放大电路的A104试分析：(1 j104)(1 j105)2丄00-当 t=1 时 Q = 2xarctg9.9499=2x84.26 =168.5 m =180o -168.5o =11.5o和(b)分别是两个负反馈放大器开环增益的幅频特性，问它 45的相位裕量？为了使放大电路能够稳定工作(即不产生自激振荡)，反馈系数的上限值为多根据放大倍数表达式可知，放大电路高频段有三个截止频率，分别为45fL1= 10 HZfL2 = fL3= 10 HZ因为fL2 = fL3 = 10 fL1，

21、所以，在f = fL2 = fL3时，A约为60dB，附加相移约为一 180 °。为了使f = fL2 = fL3时的20lg AF小于0dB，即不满足自激振荡的幅值条件，反馈系数20lg F的上限值应为一60dB，即F的上限值为10一3。465.21某直流放大器电压增益 Au0=100,极点频率3 P1=10 rad/s , 3 P2=10 rad/s,无有限零 点。(1) 构成电压并联负反馈放大器，要求闭环极点为重极点，求反馈系数B的值是多少？(2) 求开环增益带宽积 GB和闭环增益带宽积 GBf，并讨论你的结论。解：(1)"(s) =100(1 滸(1Av(s)101

22、2s2 - (104 106)s 1010AVf(S)一1Av(s) B1012A的两个极点角频率为:s (1010 )s 1010 B(104 +106) _J(104 +106)2 _4(1010 +1012)cPf =P f(104 +106) +J(104 +106)4(1010 +1012)B46 21012(1010 ) =4(1010 B)"2f "P2f厂为使 一阿，则要求由上式解得B =0.245，即当B为0.245时，两极点重合为1464:.-?P f =甘 (1010 )二 505 1022rad/秒(2) 丁开环时'P2 d P1，满足主极点条件4 H " I =10 rad/秒.GB =102 104 =106rad/秒4由题6-13知，当重极点出现时，闭环带宽%二。644 =32.3"10翻秒而代。f 9帆傀】010 1012 0.245 = 3.92101246.闭环增益宽积 GBf 二心'，Hf =3.92 3