第章-反馈放大电路-习题解答

1、第章-反馈放大电路-习题解答作者:日期:第五章习题参考答案5-1试判断图5-22所示集成运放电路的反馈类型。R?a)b)图5-22题5-1的图答(a) Rf、Ri ：弓I入串联电压负反馈。(b) Rf、Ri：弓I入了正反馈。5-2电路如图5-23所示，解答下列为题:1) Rfi引入了何种反馈，其作用如何？2) Rf2引入了何种反馈，其作用如何?图5-23题5-2图解1) Rfi、Re3引入的是直流电流并联负反馈。其作用是稳定静态电流Ie2。其稳定过程如下：I E2 r U E2 r I B1 r I C1 r U Ci，I B 2 J I E2 "2) Rf2引入的是交、直流电压串联

2、负反馈。其作用是交流电压串联负反馈可改善放 大器的性能，如提高电压放大倍数的稳定性、减小非线性失真、抑制干扰和噪声、展宽 放大电路的通频带等。由于是电压负反馈还可使反馈环路内的输出电阻降低(1 AF)倍。由于是串联反馈可使反馈环路内的输入电阻增加(1 AF )倍。RF2引入的直流电压串联负反馈的作用是稳定静态电压UC2，其稳定过程如下：U C2 UE1 I Bi Ic1 Uc1 Ic2 Uc2 25-3在图5-24所示的两级放大电路中，（1）那些是直流负反馈；（2）哪些是交流负 反馈，并说明其类型；#（ 3）如果Rf不接在T2的集电极，而是接在 C2与Rl之间，两者 有何不同？ （4）如果Rf

3、的另一端不是接在 Ti的发射极，而是接在它的基极， 有何不同, 是否会变为正反馈？5-24 题 5-3 图解1） Rei、Re2直流串联电流负反馈，Rf、Rei直流电压串联负反馈。2）Rf、Rei交流电压串联负反馈。3）如果Rf不接在T2的集电极，而是接在C2与Rl之间，则Rf、Re1只有交流电 压串联负反馈，没有直流反馈。4）如果Rf的另一端不是接在 Ti的发射极，而是接在它的基极，则变为正反馈。5-4对图5-25所示电路，该电路都引进了哪些级间反馈？判断其反馈类型。图5-25题5-4图答 R6、R7引入直流电压并联负反馈；R4引入交、直流电流串联负反馈。5-5放大电路如图5-26所示，试分

4、别判断各电路反馈的极性和组态。答（a） Rf、Ri :串联电流负反馈；（b） Rf、Ri：正反馈。(a)图5-26题5-5的图5-6说明图5-27所示各电路的反馈类型，并说明哪些可以稳定输出电压；哪些可以 稳定输出电流；哪些可以提高输入电阻；哪些可以降低输出电阻。a)b)c)d)图5-27题5-6图解根据电路结构可知反馈若从输出端引出则为电压反馈，若从非输出端引出则为电流反馈；反馈若引回到输入端则为并联反馈，若引回到非输入端则为串联反馈。然后再 根据瞬时极性法判断是正反馈或是负反馈。Rfi、Rei、Re3 : 13级间电流串联负反馈，可稳定电流，提高输入电阻;（b）Rf :电压并联负反馈，可稳

5、定电压、降低输出电阻；（c）Rf、Rei、C:电压串联正反馈；（d）Rfi、Rei :电压串联负反馈，可稳定电压、降低输出电阻、提高输入电阻；Rf2 直流电流并联负反馈，可稳定电流。5-7图5-28所示的电路为两级放大电路构成，Rfi构成第一级反馈，Rf2构成第二级反馈，Rf构成两级之间的反馈。试判断它们分别是正反馈还是负反馈？若是负反馈， 判断其反馈组态。图5-28 题5-7图27应引入电压串联负反馈；应引入电流并联负反馈； 应引入电流串联负反馈；5-29所示的放大电路中，引入负反答Rfi :电压串联负反馈；Rf2 :电压并联负反馈；Rf ：电压并联负反馈。5-8如果需要实现下列要求，在交流

6、放大电路中应引入哪种类型的负反馈？（1）要求输出电压U。基本稳定，并能提高输入电阻。（2）要求输出电流I c基本稳定，并能减小输入电阻。（3）要求输出电流Ic基本稳定，并能提高输出电阻。 答（1）（2）（3）5-9在图 馈后，希望：1）降输入电阻；2）输出端接上（或 改变）负载电阻Rl时，输出电压变化小。试问应 引入何种组态的反馈？在图上接入反馈网络。答1）欲降低输入电阻应引入并联反馈；2）欲使输出电压变化小应引入电压负反馈反馈； 故应引入并联电压负反馈。如图5-29虚线所示。5-10在图5-30所示的放大电路中，弓I入负反馈后，希望： 1）能够使电路输出电压 稳定；2）信号源向放大电路提供的

7、电流较小。试问应引入何种组态的反馈？在图上接入 反馈网络。答1）欲使输出电压稳定应引入电压负反馈反馈；2）欲信号源向放大电路提供的电流较小应提高输入电阻，应引入串联反馈； 故应引入串联电压负反馈。如图5-30虚线所示。Q哥石斗厂a011_1a141 4I1-图5-30题5-10图5-11某放大器无负反馈时，电压增益相对变化量为 25%,引入电压串联负反馈之后，电压增益Af =100，相对变化量为1%,试求无反馈时的电压增益A和反馈系数F的大小。dAufdA 1解由于代fA 1 + AF0.01 "25Af 解得 A-25。,F =0.00965-12在图5-31所示的两个电路中，集成

8、运放的最大输出电压二-13V。试分别说明，在下列三种情况下，是否存在反馈？若存在反馈，是什么类型的反馈？当m点接至a点时；（2）当m点接至b点时；（3）当m点接"地”时。Tilb)a)图5-31题5-12图八0血J-E-15V自激振荡的相位条件，即 =0 图5-32题5-13图在谐振频率下，选频网络的反馈系数是F =1 3，这就要求基本放大电路,也就是引至运算放大器反相端的负反馈放大电路的放大倍数A必须略大于3，以满足起振的幅值答（1）当m点接至a点时：a）为电压串联负反馈；b）为电压并联负反馈;（2）当m点接至b点时：a）和b）均为正反馈；（3） 当m点接"地”时：a）和

9、b）均无反馈。5-13对于图5-32所示的正弦波振荡器，解答下列问题：1）它属于何种形式的振荡器？2）该电路能否满足起振的相位条件和幅值条件？3）该电路有无稳幅措施？估算振荡波形的振幅值。4）估算该振荡器的振荡频率。电路参数为：R=19k， C =0.005F， R =20.3k，R2 =10k，R3，R,，R5，R3k'?解1）该电路是采用集成运算放大器组成的同相输入比例 运算放大器和 RC串并联选频网络构成的文氏电桥振荡 器。2）从运算放大器和选频网络组成的反馈环路来看，运算放 大器式同相输入，其输出与输入信号相位相同。选频网络 在谐振频率下输出信号与输入信号相位亦相同，因此满足1

10、0 =31条件，根据所给电路参数可知:.旦R2=1 空 3.310综上，该电路既满足自激振荡的相位条件又满足幅值条件，是可以产生自激振荡的。3）该电路有稳定振幅的措施。VD1、R3、R4组成负向限幅环节， VD2、R5、R6组成正向限幅环节。其工作过程是：振荡器起振后，振幅不断升高，当振幅升高到某一 数值，u。的负半波峰值使二极管 VD1导通，u。的正半波峰值使二极管 VD2导通。二极 管导通后，负反馈加强，使基本放大器的增益下降，因而限制了振幅的进一步增高。根据电路参数，可估算振荡波形振幅的值：运算放大器反相端电压限幅网络的分压值U1同理设二极管的死区电压为向限幅值Uom可由下式求出:从而得

11、R2& +r2 Uo10uo =0.33u。20.3 10R3R4R3R4 E R3 R4 Uo1 L 3u2 E uo440.5V ,一丄E4则当u2 = u _ 0.5V时，VD 2导通而正向限幅，正-Uo0.33Uom40.5Uom -10.12V因负向与正向限幅是对称的，所以振荡器输出电压Uo得振幅约为Uom二-10.12V。4）该振荡器的振荡频率为:12 二 RC 2 3.14 10 103 0.005 10二 3.18kHz5-14图5-33是用运算放大器构成的音频信号发生器的简化电路。（1） R1大致调到多大才能起振？（ 2）Rp为双联电位器，可从 0调到14.4k1，试

12、求振荡频率的调节范围。U4.tQ 1rF1O.I/2F图5-33 题5-14图解（1）RC串并联电路振荡频率为2RC当 f = f° 时，'F - 0：A = 0 （同向输入）所以满足起振的相位条件。在谐振频率下，选频网络的反馈系数是 F =13，这就要求引至运算放大器反相端的 负反馈放大电路的放大倍数 A必须大于3，以满足起振的幅值条件，根据所给电路参数 可知：A=iRf1Rf2R1所以当A 3即R1 ：1.5k Q时该电路可以起振。（2）当 Rp =0 时16 = 995.2Hz2 二 1.6 103 0.1 10当 Rp =14.4kQ 时136 二 99.5Hz2二（

13、R RP）C 2二 16 103 0.1 10RF =22k，其2）若图中R1此电路振荡频率的调节范围为 99.5 995.2Hz5-15某音频信号发生器的原理电路如图5-34所示。R1 =10k,它电路参数如图所示。 求：1）该电路能否满足振荡的相位条件和幅值条件。Rp从1k 1变到换成热敏电阻 Rt，Rt的温度系数取正还是取负？3）若同轴电位器10k，计算电路振荡频率的调节范围。图5-34题5-15图解1）从运算放大器和选频网络组成的反馈环路来看，运算放大器式同相输入，其输 出与输入信号相位相同。选频网络在谐振频率下输出信号与输入信号相位亦相同，因此 满足自激振荡的相位条件，即 -0在谐振

14、频率下，选频网络的反馈系数2222 =3.2310综上，该电路既满足自激振荡的相位条件又满足幅值条件,2）Rt的温度系数应取正。U 0 Rt U Rt r U 0 0从而保证U 0稳定。3）当同轴电位器 RP = 1kQ时. 1是可以产生自激振荡的。U。的振幅为U 0 ,如果温度升高导致Uo升高，则有:1f03J22二(R Rp)C 2 3.14 23 106600 10当同轴电位器RP = 10k Q时, 1°一2二（只只卩2一 2 3.14 32 103 6600 102所以该电路振荡频率的调节范围为753 1048Hz。5-16用相位平衡条件试判断图5-35所示各电路能否振荡。=1048 Hz=753HzQ +£；ccRa)O +Uccb)C)d)35图5-35 题5-16图解a）根据瞬时极性法可知， 若输入端信号瞬时极性为正则V2集电极输出为正，谐振时从RC串并联回路引回到输入端的反馈信号极性也为正，所以该反馈是正反馈，若 满足振幅条件可以振荡。b）若反相输入端信号瞬时