北京交通大學(xué)模擬電子技術(shù)習(xí)題及解答第七章負反饋放大電路.doc

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第七章負反饋放大電路 7-1 選擇填空 1．當(dāng)反饋量與放大電路的輸入量的極性_______，因而使________減小的反饋稱為________。 a.相同 b.相反 c.凈輸入量 d.負反饋 e.正反饋 2．為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點，應(yīng)該引入_______。為了改善放大器性能，應(yīng)該引入_______。為了穩(wěn)定輸出電壓，應(yīng)該引入_______。為了穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)該引入_______。 a.直流負反饋 b. 交流負反饋 c.電壓負反饋 d.電流負反饋 e.串聯(lián)負反饋 f.并聯(lián)負反饋 3．為了減小輸入電阻，應(yīng)該引入_______。為了增大輸入電阻，應(yīng)該引入_______。為了減小輸出電阻，應(yīng)該引入_______。為了增大輸出電阻，應(yīng)該引入_______。 a.電壓負反饋 b.電流負反饋 c.串聯(lián)負反饋 d.并聯(lián)負反饋 4．負反饋所能夠抑制的干擾和噪聲是__________。 a.外界對輸入信號的干擾和噪聲 b.外界對輸出信號的干擾和噪聲 c.反饋環(huán)內(nèi)的干擾和噪聲 d.反饋環(huán)外的干擾和噪聲 5．為了得到一個由電流控制的電壓源，應(yīng)選擇_______負反饋放大電路。為了得到一個由電壓控制的電流源，應(yīng)選擇_______負反饋放大電路。 a.電壓串聯(lián)負反饋 b.電壓并聯(lián)負反饋 c.電流串聯(lián)負反饋 d.電流并聯(lián)負反饋 6．為了得到一個由電流控制的電流源，應(yīng)選擇_______負反饋放大電路。 a.電壓串聯(lián)負反饋 b.電壓并聯(lián)負反饋 c.電流串聯(lián)負反饋 d.電流并聯(lián)負反饋 7．為了增大從電流源索取的電流并增大帶負載的能力，應(yīng)選擇_______負反饋放大電路。為了減小從電壓源索取的電流并增大帶負載的能力，應(yīng)選擇_______負反饋放大電路。 a.電壓串聯(lián)負反饋 b.電壓并聯(lián)負反饋 c.電流串聯(lián)負反饋 d.電流并聯(lián)負反饋 8．負反饋放大電路產(chǎn)生自激的條件是_______。 a.AB=1 b.AB=-1 c.AB=0 d.AB=∞ 9．單管共射放大電路如果通過電阻引入負反饋，則__________。如果單管共集放大電路如果通過電阻引入負反饋，則__________。 a.一定會產(chǎn)生高頻自激 b.一定不會產(chǎn)生高頻自激 c.一般不會產(chǎn)生高頻自激 d.可能產(chǎn)生高頻自激 10．多級負反饋放大電路容易引起自激振蕩的原因是____________。 a.電路增益Af過大 b. 反饋系數(shù)B過大 c.反饋深度F過大 d.各級放大電路的參數(shù)分散 答： 1．bcd 2.a b c d 3.d c a b 4. c 5. b c 6. d 7.b a 8.b 9.b d 10 d 7-2 判斷題7-2圖中各放大電路是否引入了反饋。如果引入，判斷是直流反饋、交流反饋、交直流反饋？是正反饋還是負反饋？假設(shè)所有電容對交流信號均可視為短路。 分析：判斷電路有無反饋的方法：觀察放大電路的輸入回路和輸出回路之間是否有起聯(lián)系作用的反饋網(wǎng)絡(luò)。如果有，則有反饋；如果沒有，則無反饋。 解答： (a)引入了直流負反饋。 （b）引入了交直流負反饋。 （c）沒有引入反饋。 （d）引入了交直流負反饋。 7-3在題7-3圖所示各電路中，試指明反饋網(wǎng)絡(luò)是由那些元件組成的，并判斷所引入的反饋類型（正或負反饋、直流或交流反饋、電壓或電流反饋、串聯(lián)或并聯(lián)反饋） 分析： 1．反饋網(wǎng)絡(luò)（元器件）判斷方法：與輸入回路有關(guān)，又與輸出回路有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。 2．直流或交流反饋判斷方法—電容觀察法： （1）反饋通路如存在隔直電容，則為交流反饋。 （2）反饋通路如存在旁路電容，則為直流反饋。 （3）反饋通路不存在電容，則為交直流混合反饋。 3．正或負反饋判斷方法—瞬時極性法：在放大電路的輸入端，假設(shè)輸入信號的電壓極性，可用“＋”、“－”表示， 信號瞬時極性按如下傳輸方向變化：基本放大器輸入基本放大器輸出反饋網(wǎng)絡(luò)放大器輸入，判斷出反饋信號的瞬時電壓極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小，則為負反饋；反之為正反饋。需要注意的是：CE組態(tài)輸出與輸入反相，即反極性，CB、CC組態(tài)輸出與輸入同極性。信號經(jīng)過耦合電容、電阻等元件傳遞信號時，一般只產(chǎn)生衰減而瞬時極性不變。 4．電壓或電流反饋判斷方法： 判斷方法1（輸出電壓短路法）： 將輸出電壓‘短路’，若反饋信號為零，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。 判斷方法2（電流電壓比例法）：反饋信號與輸出電壓成比例，則為電壓反饋，與電流成比例，則為電流反饋。 5．并聯(lián)或串聯(lián)反饋判斷方法：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個電極，則為并聯(lián)反饋；反之，加在放大電路輸入回路的兩個不同的電極，則為串聯(lián)反饋。 本題目利用定義法判斷電路(a)、（c）的正負反饋，利用瞬時極性法判斷其他電路。 解： （a）RE構(gòu)成電流串聯(lián)負反饋； （b）Rf、RE1構(gòu)成電壓串聯(lián)負反饋。 （c）R3、R2構(gòu)成電壓串聯(lián)負反饋。 （d）R5、R3構(gòu)成電壓串聯(lián)負反饋。 （e）REE構(gòu)成電流串聯(lián)負反饋。 （f）R5、R2構(gòu)成電壓串聯(lián)負反饋。 （g）R3、R5、R6、VT3構(gòu)成電流串聯(lián)負反饋。 （說明：可以把該題目差分電路的雙端輸入等效為單端輸入。盡管該電路是電流串聯(lián)反饋，但是輸出端的反饋信號是通過R6上得到的電壓改變VT3的電流，改變反饋引入到輸入端電壓的大小的。而R6上電壓的大小與R5沒有直接關(guān)系，但是有間接關(guān)系。） （h）R6、R3構(gòu)成電流并聯(lián)負反饋。 （i）Rf構(gòu)成電壓并聯(lián)負反饋。 （j）Rf、RE2構(gòu)成電流并聯(lián)負反饋。 7-4 某半導(dǎo)體收音機的輸入級如題7-4圖所示。試判斷該電路中是否有反饋？如果有反饋，屬于何種反饋組態(tài)？ 解： 1． Rf1、RE1構(gòu)成電壓串聯(lián)負反饋；是交直流反饋； 2． Rf2、R3構(gòu)成電流并聯(lián)負反饋，是直流反饋。 7-5 說明在深負反饋條件下估算增益的方法。 解答： 負反饋放大電路框圖如題7-5圖所示。 反饋條件下，電路總增益（閉環(huán)增益）為 在深度負反饋條件下，有|1+AB|>>1，此時有1+AB ≈AB。 對深度負反饋放大器的增益估算方法通常有兩種： 方法一：利用直接計算四種組態(tài)的增益。 方法二：利用計算增益。串聯(lián)反饋時，Xf=uf ≈ ui；并聯(lián)反饋時，Xf=if ≈ ii。 7-6放大電路如題7-6圖所示。試判斷電路中是否有反饋？如果有反饋，屬于何種反饋組態(tài)？并給出反饋電路的反饋系數(shù)和電壓放大倍數(shù)的表達式。 解答： 圖（a）放大電路引入了電壓并聯(lián)負反饋。 反饋系數(shù) 對于深度負反饋， 閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為 當(dāng)考慮深負反饋有時，有 圖（b）放大電路引入了電流串聯(lián)負反饋。RE兩端電壓為uf，反饋網(wǎng)絡(luò)由RE1、RE2、Rf組成。 反饋系數(shù)： 對于深度負反饋， 閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為 圖（c）放大電路引入了電流并聯(lián)負反饋。 反饋系數(shù) 對于深度負反饋， 電壓放大倍數(shù)為 當(dāng)考慮深負反饋時，有 圖（d）放大電路引入了電壓并聯(lián)負反饋。 反饋系數(shù)： 對于深度負反饋， 電壓放大倍數(shù)為 當(dāng)考慮深負反饋時，有 7-7 在題7-7圖所示電路中，引入適當(dāng)?shù)呢摲答?，以滿足提高輸入電阻和帶負載能力的要求。引入該反饋后，當(dāng)RB=1kΩ時，，試計算反饋電阻Rf的值。 分析：輸入端引入串聯(lián)反饋可以提高輸入電阻。 帶載能力強說明電路的輸出電阻小，輸出端應(yīng)引入電壓反饋以減小輸出電阻。 因此電路應(yīng)該引入電壓串聯(lián)負反饋。 解：為了滿足題目要求，需要采用電壓串聯(lián)負反饋。加反饋后的放大電路如題7-7圖a所示。 7-8 一個多級放大電路如題7-8圖所示。試說明為了實現(xiàn)以下要求，應(yīng)該分別引入什么反饋組態(tài)？分別畫出加入反饋后的電路圖。 1．要求進一步穩(wěn)定各直流工作點。 2．要求負載電阻RL變動時，輸出電壓uO基本不變，而且輸入級向信號源索取的電流較小。 3．要求負載電阻RL變動時，輸出電流Io基本不變。 分析： 1． 直流電流負反饋可以穩(wěn)定直流工作點。 2． 電壓負反饋可以穩(wěn)定輸出電壓，電流負反饋可以穩(wěn)定輸出電流。 3． 輸入引入方式為并聯(lián)方式時，將減小輸入電阻，增大向信號源索取的電流。為串聯(lián)方式時，增大輸入電阻，將減小向信號源索取的電流。 解： 1．增加直流電流并聯(lián)負反饋，可以進一步穩(wěn)定直流工作點。引入電流并聯(lián)負反饋的電路如題7-8圖a所示。 2．希望輸出電壓uo穩(wěn)定，輸入級向信號源索取的電流較??；此時應(yīng)該引入電壓串聯(lián)負反饋。電壓反饋可以穩(wěn)定輸出電壓，串聯(lián)反饋可以增加輸入電阻，減小輸入級向信號源索取電流，電路連接方式如題7-8圖b所示。 3. 輸出引入方式為電流時，可以穩(wěn)定輸出電流，但前提必須是負反饋。根據(jù)題7-8圖， 電路適合采用電流并聯(lián)負反饋。電路連接方式如題7-8圖a所示為電流并聯(lián)負反饋。 如果引入電流串聯(lián)反饋時，將產(chǎn)生正反饋，正反饋不能滿足題目要求。 7-9放大電路如題7-9圖所示。三極管的電流增益為hfe1=hfe2=50，輸入電阻hie1=hie2= 1kΩ，rce=100 kΩ，RL=1 kΩ。試求： 1．判斷電路中引入的反饋類型。 2．放大電路的電壓增益。 3．輸入電阻和輸出電阻。 解： 1． 根據(jù)瞬時極性法及反饋相關(guān)判決方法，如題7-9圖b所示,可知電路為電流并聯(lián)負反饋，Rf 、RE2構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)。 2． 放大電路的電壓增益的計算。 放大電路引入了電流并聯(lián)負反饋。 反饋系數(shù) 當(dāng)電路滿足深度負反饋條件時，電流增益 如果不滿足深度負反饋條件時，可以利用級聯(lián)放大電路的分析方法計算AIf。 電壓放大倍數(shù)為 當(dāng)考慮深負反饋時，有 3． 輸入電阻的計算 利用方框圖法，依據(jù)分離基本放大電路輸入回路和輸出回路的兩條原則，可以得到電路的基本放大電路，如題7-9圖b所示。同時為了分析方便，將電壓信號源轉(zhuǎn)換為電流信號源。 根據(jù)題7-9圖b所示的基本放大電路，可直接計算輸入電阻和輸出電阻。 輸入電阻 輸出電阻 有反饋時，輸入電阻，輸出電阻 電路需要計算AI，其計算過程如下。 所以輸入電阻 輸出電阻 輸出電阻考慮RC2時， 7-10 在雷雨天時，收音機經(jīng)常出現(xiàn)較強的天電干擾。請問能否在收音機放大電路中引入合適的反饋來減少這種干擾？為什么？ 解答：不能。因為這種干擾屬于環(huán)路之外的干擾，負反饋只能改善環(huán)路內(nèi)部的性能，抑制環(huán)路內(nèi)部的干擾和噪聲。 7-11負反饋放大電路的頻率特性如題7-11（a）、（(b)、(c)、(d)圖所示。試問： 1．判斷哪個電路會產(chǎn)生自激振蕩？ 2．哪個電路最穩(wěn)定？哪個電路最不穩(wěn)定？ 3．如果圖(a)所示電路反饋系數(shù)|B|=0.1，則電路的開環(huán)增益|A|=？ 4．如果使圖(a)所示電路相位裕度φm=45，反饋系數(shù)應(yīng)該修改為多大？ 5．如果使圖(c)所示電路幅度裕度Gm=10dB，應(yīng)如何調(diào)整|AB|曲線？ 分析：如果|AB|<1，不論相位如何，電路穩(wěn)定，不會自激振蕩。 如果φ（AB）≠180，則無論|AB|如何，電路穩(wěn)定，不會自激振蕩。 如果φ（AB）=180，需要判斷負反饋放大電路幅度裕度Gm的大小。若Gm<0，則電路穩(wěn)定；若Gm=0，電路出現(xiàn)等幅振蕩；若Gm>0，電路出現(xiàn)增幅振蕩。 解： 1． 自激振蕩的判斷 圖（a）電路中幅度裕度 Gm<0，電路穩(wěn)定，不會振蕩。 圖（b）電路φ（AB）≠180，電路穩(wěn)定，不會振蕩。 圖（c）電路中幅度裕度 Gm>0，電路不穩(wěn)定，會產(chǎn)生自激振蕩。 圖（d）電路中幅度裕度 Gm>0，電路不穩(wěn)定，會產(chǎn)生自激振蕩。 2．（b）電路是最穩(wěn)定的電路，因為其相位永遠不滿足振蕩的條件。 （d）電路是最不穩(wěn)定的電路，因為AB相位為-180時，20lg|AB|=20 (dB)，即|AB|=102，而(c )電路AB相位為-180時，|AB|=10。 3．（a）電路的通頻帶內(nèi)，20lg|AB|=80(dB)，若|B|=0.1，則|A|=105。 4．如果使圖(a)所示電路相位裕度φm=45，既AB在fo點相位為-135時，|AB|=1，原幅頻曲線需下降20dB，相當(dāng)與|AB|要下降20dB，這樣B應(yīng)從0.1改為0.01。 5．如果使圖(c)所示電路幅度裕度Gm=-20dB，，既AB在fo點相位為-180時，20lg|AB|=－20dB，原幅頻曲線需下降40dB。 7-12 已知某負反饋放大電路的開環(huán)增益表達式為 。引入反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻的負反饋后，為了使電路能夠穩(wěn)定工作，計算反饋系數(shù)的取值范圍。 解：該放大電路為三級放大電路，當(dāng)f=106Hz時，A(jf)的相位為-180，幅度約為5000，即|A|=5000。為了使電路在任何頻率都能否穩(wěn)定工作，此時需滿足|AB|<1，即|B|<1/|A|=0.0002。