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(完整版)反馈及负反馈放大电路-习题解答.doc

2020-07-06 来源:步旅网


负反馈典型例题

6.4 如图 T6.4 所示,它的最大跨级反馈可从晶体管的集电极或发 射极引出,接到的基极或发射极,共有

4 种接法(①和③、①和④、②

和③、②和④相连)。试判断这 4 种接法各为何种组态的反馈?是正反 馈还是负反馈?设各电容可视为交流短路。

+V CC

R4

R1

R2

R3

C2 +

+

'

R

C 1

+

VT 1

VT 2

VT 3

RS + us -

② R5

R6

+ C3

uo C4

R7

-

C5R9 ④

图T 6.4

6.5 已知一个负反馈放大电路的 A 10 5 , F 2 10 3 。 求:

(1) Af =? (2) 若 A 的相对变化率为 20%,则 Af 的相对变化率为多 少?

6.6 电路如图 T6.6 所示。试问:若以稳压管的稳定电压 U Z 作为输 入电压,则当 R2 的滑动端位置变化时, 输出电压 U O 的调节范围是多少?

UI

+V CC R

+ ∞

+ -

UI

UO

+V CC R

+ ∞

+ -

UO

UI

+V CC R

+

+ - ∞

UO

VD Z

VD Z

VD Z

UZ =6V

R3

UZ =6V

R3

UZ =6V

R2

R1

R3

R1

R2

R1

R2

'

R2

图T 6.6 图解 T 6.6 ( a)

图解 T 6.6 (b)

6.7 在图 P6.2 的各电路中,说明有无反馈,由哪些元器件组成反

1

馈网络,是直流反馈还是交流反馈?

+V CC

R2

R3 +

+V CC

+V CC

RC

+

RB +

R1

+

VT 2

VT 2

+ VT

+

+ RL+

VT 1

VT 1

RF

+

R5

RL uo +

RS + us -

+

+ + u o

ui

RE

uo ui

ui

_

_

R4

RE

-

-

- -

(a)

R4

R2

R7 + VT 3

VT 2

+V CC

(b)

+V CC

(c)

+V CC

R4

R1

+

R2

R1

R3

+

R6 +

+

VT 2

R1

R2

+ +

VT 2

VT 1

+ +

VT 1 R5

+ +

VT 1

R4

+

RL uo

+

5 RL uo ui R3

-

R6

+

R8

- RS + us -

ui

R5

R7

-

ui

R

RL uo

R3

-

-

-

(d)

有无反 馈 ( a)有 反馈

(e)

哪些元器件组成反

馈网络

RE

(f) 是直流反馈还是交

流反馈 交直流反馈

( b)有 反馈

R5 :级间(全局) R5 :交流反馈; R4 :直流反馈

反馈;

R4 :本级(局部)

反馈

( c )有 反馈

RF 、 RE 交直流反馈

( d)有

R8 、 R5 和 R3 :级间 R3 、 R5 和 R8 :交直

2

反馈

反馈; 流反馈;

R3 、 R8 :本级反馈; R3 、 R8 :交直流反 R6 :本级反馈

馈;

R6 直流反馈 R4 :交流反馈; R7 :交直流反馈

( e)有 反馈 ( f )有 反馈

R4 :级间反馈; R7 :本级反馈

R5 、 R3 :级间反馈; R5 、 R3 :交流反馈 ; R3 :本级反馈

R3 :交直流反馈

6.8 在图 P6.8 的各电路中,说明有无反馈,由那些元器件组成反馈 网络,是直流反馈还是交流反馈?

R2

R3 +

+V CC

∞ +

C1

RL

+

R1

ui

∞ -

_

u

ui

o

+

ui

+ +

uo

RL

- ∞

+

-

VT

1

+

4

R2

3

uo

R R R

(a) (b) (c)

3

R5

+

∞ +

R5

-

R2

A 2 R3

∞ -

R1

R3

+

∞ -

R1

-

+

+

uo

ui

A 1

+

R4

A 2

R2

图P 6.8

4

+

R4

A 1

+

uo

RL

(e)

ui

(d)

【解 6.4】简答①和③相连:电压并联组态,负反馈;

①和④相连:电

流并联组态,正反馈;

②和③相连:电压串联组态,正反馈;

②和④相连:电流串联组

态,负反馈。

详解:(a)①和③相连: 如图解 T 6.4(a),用瞬时极性法分析可知,

从输入端来看: iid

i i if ,净输入电流减小,反馈极性为负;反馈回来的

信号与输入信号在同一节点,表现为电流的形式,为并联反馈;从输出 端来看:反馈信号从电压输出端引回来与输出电压正比,为电压反馈。

总之,①和③相连为电压并联负反馈。

( b)①和④相连:如图解 T 6.4 (b),用瞬时极性法分析可知,输

入端 iid

ii

i f ,净输入电流增加,反馈极性为正,且为并联反馈;从输出

端来看:反馈信号从非电压输出端引回来,反馈信号不与输出电压成正 比,而与输出电流成正比,为电流反馈。总之,①和④相连为电流并联

正反馈;

( c)②和③相连:如图解 T 6.4(c),用瞬时极性法分析可知,从

输入回路来看:

uid

ui uf ,净输入电压增加,反馈极性为正;反馈回来

的信号与输入信号不在同一节点,表现为电压的形式,为串联反馈;从 输出端来看:反馈信号从电压输出端引回来与输出电压成正比,为电压

反馈。总之,②和③相连为电压串联正反馈。

( d)②和④相连:如图解 T 6.4(d),用瞬时极性法分析可知,从输入回路来看: uid ui uf ,净输入电压减小,反馈极性为负;反馈回来

5

的信号与输入信号不在同一节点,表现为电压的形式,为串联反馈;从

输出端来看:反馈信号从非电压输出端引回来,反馈信号不与输出电压

正比,而与输出电流成正比,为电流反馈。总之,②和④相连为电流串

联负反馈。

R2

R1

+

i

R3

R4

+V CC _

C2 + R8

R2

_

R3

+V CC

R4

C 1

+

_

+

VT 2

RS + u s -

ii

VT 1

id

VT 3

'

+

C 1 +

R1

C 2

+

+

VT 3

+

RSu o +

i VT 1

VT 2

+

i i

id

① us

i f

+

uo ① if

R5

R6 + C 3

C 4 R5

R

6

+ C 3

R7

R7 ③

- -

C 5

R9

-

(a)①和③相连:电压并联负反馈

(b)

①和④相连:电流并联正反馈

+V CC

+V CC

R4 C2 +

R1

R2

R3

_

C 2 + R8

R4

R1

R2

R3

C1

+

+ + +

uid

_

+

VT 2

RS

VT 1

_

-

VT 3

' 4

+

C1

+

+

_

VT 1

+

+

VT 2

+

VT 3

+ u i u s - -

-

C

uo

RS + us

+ +

u id -

ui

uf

+

R5

R6

+ C 3

R7

-

-

-

+ uf -

R5

R6

+ C 3 +

u o

R7

-

C 5

R

9

(c)②和③相连:电压串联正反馈

(d)②和④

相连:电流串联负反馈

A 1 AF

图解 T 6.4

4 5 10

【解 6.5】(1) Af

5 10 53 1 10 2 10

9

(2)

dAf Af dA1 A 1 AF

20%

1 5 3 1 10 2 10

1 10

【解 6.6】输出电压最大值如 图解 T 6.6 (a)所示:

6

U

Omax

(1 R2 R3 )U I (1 R1

R2R3 R1 )U Z

(1 R2 R3 )6V R1

T 6.6 ( b ) 所 示 : 输 出 电 压 最 小 值 如 图 解

U Omin (1

R3 )U I (1

R3 )U Z (1

R3 R1 R2

)6V

R1 R2 R1 R2

【解 6.7】

有无反 馈

哪些元器件组成反

馈网络

RE

是直流反馈还是交

流反馈 交直流反馈

( a)有 反馈

( b)有 反馈

R5 :级间(全局) R5 :交流反馈; R4 :直流反馈

反馈;

R4 :本级(局部)

反馈

( c )有 反馈

RF 、 RE 交直流反馈

( d)有 反馈

R8 、 R5 和 R3 :级间 R3 、 R5 和 R8 :交直 反馈; 流反馈;

R3 、 R8 :本级反馈; R3 、 R8 :交直流反 R6 :本级反馈

馈;

R6 直流反馈

( e)有 反馈

R4 :级间反馈; R7 :本级反馈

R4 :交流反馈; R7 :交直流反馈

7

( f )有

R5 、 R3 :级间反馈; R5 、 R3 :交流反馈 ; R3 :本级反馈

R3 :交直流反馈

反馈

6.8 在图 P6.8 的各电路中,说明有无反馈,由那些元器件组成反馈 网络,是直流反馈还是交流反馈?

R2

R3 +

+V CC

∞ +

C1

RL _

u

o

+

+

R1

ui

ui

-

VT

+ +

uo

ui

RL

- ∞

+

-

+

1

4

R2

3

uo

R R R

(a)

(b)

(c) ∞ +

R5

+

R5

-

R2

A 2 R3

- ∞

R

3

R1

u

+

-

R1

u

-

+

+

+ +

ui

+ R4

A 1

uo

A

1

R4

A 2

RL

R2

(d)

(e)

图P 6.8

【解 6.8】

有无反馈

哪些元器件组成反馈网络

(a) 有 反 馈

R2 、 R3 、 C1

是直流反馈还是交 流反馈

直流反馈

(b) 有 反 RL 馈

(c) 有 反

交直流反馈 交直流反馈; 交直流反馈

R1 、 R2 :级间反馈;

8

R3 :本级反馈;

(d) 馈

有 反

R2 :级间反馈;

R2 :交直流反馈; R5 :交直流反馈; R5 :本级反馈; A

交直流反馈

1 的输出端与其反向输入端的连线:

本级反馈

有 反

A2 , R3

(e) 馈

交直流反馈

6.4 判断图 P6.2所示各电路的反馈类型, 哪些是用于稳定输出电压?

哪些用于稳定输出电流?哪些可以提高输入电阻?哪些可以降低输出电阻?

【解 6.4】

级间反馈元

反馈类型 稳定输出 电压还是

电流

对输入电 阻的影响

对输出电 阻的影响

(a) RE

电 压串联负 稳定输出 提高输入 反馈

电压

电阻

减小 输出 电阻

( b) R5电 压并联正反馈

(c) RF 、 RE 电 压并联负 稳定输出 减小输入

减小输出 电阻

反馈 电压 电阻

9

(d)R8 、R5 和 电 流串联负 稳定输出 提高输入

提高 输出 电阻 提高输出 电阻

R3

反馈 电流 电阻

(e) R4

电 流并联负 稳定输出 减小输入 反馈

电流

电阻

( f) R5 、 R3 电 压串联正反

6.5 判断图 P6.3 所示各电路的反馈类型,哪些是用于稳定输出电 压?哪些用于稳定输出电流?哪些可以改变输入电阻?哪些可以改变

输出电阻?

【解 6.5】 级间反馈元

反馈类型 稳定输出电 压还是电流

对输入电 阻的影响

对输出电 阻的影响

(a)R2 、R3 、 直流电压并联 稳定输 出直

C1

负反馈 流电压

(b) RL

电流并联负反 稳定输 出电 减小输入 馈

电阻

提高输出 电阻 减小输出 电阻 减小 输出 电阻 减小 输出 电阻

(c) R1 、 R2 电压串联负反 稳定输 出电 提高输入

(d) R2

压 电阻

电压并联负反 稳定输 出电 减小输入 馈

电阻

(e) A2 , R3 电压并联负反 稳定输 出电 提高输入

馈 压

10

电阻

6.6 判断图 P6.6 级间交流反馈的极性和组态,如是负反馈,则计

算在深度负反馈条件下的反馈系数和闭环电压放大倍数

A uf

U o

(设各三

U i

极管的参数

β, rbe 为已知,电容足够大) 。

+V CC

R5

R2

R1

R4 C2

R7

R2

R1

R4 _ C2

R7

C1

VT 3

C5

+

R5

+

C1 + +

VT 3 C5

+

+

VT 1

ui

VT 2

uo

ui

R3

R6

C3R

+ VT 1 uid - VT 2

+ +

R3

+

uo

8 C4

-

uf

R6

C3

R

8

C4

-

- - -

P 6.6

图解 P 6.6

【解 6.6】如图解 P 6.6 所示,级间交流反馈为电压串联负反馈。

在深度负反馈条件下:

βR

U i U f , U f U o

,反馈系数 F

U f U o 1

βR

rbe

rbe

闭环电压放大倍数 Auf

U o

U o

rbe

βR

3

U i U f

F

6.7 估算图 P6.2所示各电路在深度负反馈条件下的电压放大倍数。

【解 6.7】图 P6.2 中( b)(f )为正反馈,(a)(c)(d)( e)为负反

馈。

( a)电路引入电压串联负反馈,如图解 P 6.7(a)所示,在深度串 联负反馈条件下, uid ui uf

0 ,ui uf ,闭环电压放大倍数 Auf

uo ui

uo uf

1 。 ( c)电路引入电压并联负反馈,如图解 P 6.7(c)所示,在深度并 联 负 反 馈 条 件下 , i id

ii i f 0 , if

is , ui ube 0

, ∴ is

us RS

11

uoi f RFi sRF

RF

us ,闭环电压放大倍数 Ausf

uo us

RF 。 RS

RS

( d)电路引入电流串联负反馈,如图解 P 6.7(d)所示,在深度串 联负反馈条件下, ui

uf , uf

( R3 R5 ) R8 i o R3 1 R3 R5 R8 R3 R5

R3

io , R3R8

R5 R8

uo

i o (R7 // RL )

闭环电压放大倍数 Auf

uo ui

uo uf

R3 R5 R3 R8 R8

( R7 // RL ) 。

( e)电路引入电流并联负反馈,如图解 P 6.7(e)所示,在深度并

ii

联负反馈条件下, iid

if

0 , ui

ube

0 , if is

us , i 7 RS

R4 i f R7

s , R4 R7 RS

uio

(i f i7 )

o

(1 R4 ) us ,

R7 RS

6

u

o

i (R // R ) (1

L

R4us

) ( R // R )

R7 RS

6

L

闭环源电压放大倍数 Ausf

uo us

+V CC

(1 R4 ) 1 ( R6 // RL ) R6 RL (R4 R7 ) 。

R7 RS

R7 RS(R6 RL )

+V CC

RB + +

RC _

ui

+

+ VT uid - + +

+

uf RE RL

is

i id

VT 2

+ RS

+ + if

VT 1

RF

_ +

+ uo _

_

-

us -

+

ui

+ uo -

RE

-

(a)

(c)

R4 R2 _ VT 1

R7

+V CC

+V CC

+

R1

+

+

VT 3

R1 i id

R2R

3

R6

+

+

+

+

VT 2

+

uid -

R5

+ i o

+ i s

_

+ VT 2

+

RL

uo

++

ui

+

f

RS

us

i f

VT 1

R4

i o _ RL uo

+

R3 R6

+

R8

+ -

ui

R5

R7

i7

-

- - - -

(d)

(e)

图解 P 6.7

12

6.8 估算图 P6.3( a) ( b) ( c) ( d) 所示各电路在深度负反馈条件下

的电压放大倍数。

【解 6.8】

( a)在直流工作状态时, 电路为直流电压并联负反馈, 如图解 P 6.8

(a)所示,在深度负反馈条件下, I id I i 有 I i

I f 0 , I i I f ,根据虚短 u- U o

0 ,

U i R1

, I f

U o R2 R3

,电压放大倍数 Auf

R2

R3

Ui R1

( b)电路引入电流并联负反馈,如图解 P 6.8(b)所示,在深度并 联负反馈条件下, ii

if , u-

0 ,电压放大倍数 Auf

U o U i RL R1

( c)电路引入电压串联负反馈,如图解 P 6.8(c)所示,在深度串 联负反馈条件下, uid

ui

uf 0 ,根据虚断有 iid

0 ,∴ u i

uf

R1 R1 R2

uo , 电压放大倍数 A

uf

uo ui

uo

u f

1 R2 ; R1

( d)电路引入电压并联负反馈,如图解 P 6.8(d)所示,在深度负 反馈条件下, ii

i f

大倍数 Auf

u o ui

ui uo R1 R2 R2 R3 R5

, uui ii R1

。 R1 R5

ui R2 uo R1 , uo R1 R2

R5

u ,电压放 R3

R1 R3 R2 R3

R2 C1

+

R3

I i R1

+

If I id

1

if_ RL

uo

+

Ui

u-

- ∞ +

_ U o RL +

i

i

iid

+

ui

u-

- ∞ +

u_ +

4

R

(a) (b)

13

+

uid

+V CC

R5

+

+ -

+ -

+

+

VT

- ∞

+ R1

u

i f

R3

+

+

- ∞

_

+

uo

ui

+ i id

+

R2

uo

R3

ui

i i

+

+ uf

-

iid

A 1

+

-

R1

R4

A 2

R2 (c)

图解 P 6.8

(d)

6.9 分析图 P6.9 所示电路,说明电路中有那些级间交、 直流反馈? 各是什么极性、类型?起什么作用?并计算电路的闭环电压放大倍数。

R

3.6k Ω

RE2

+

C1

8.2kΩ

CE2

+V CC +10V

R

RE2

3.6kΩ RF _ 750kΩ

C1 +

RF 750kΩ

50μF

8.2k Ω

CE2

+VCC

+10V

50μF

+

1

VT 2

+

C1

VT 2

+

C2 10μF

+

C2 10μF

RS 1k Ω

us

+ 10μF

VT 1

CF +

RC21 4.7kΩ

+

uo

+

RS 1kΩ

us

+ +

10μF

+

VT 1

uid -

RL 2.7kΩ

CF

+ +

RC21

+

uo

4.7kΩ + R

C22

RL

+

ui -

R

E1

30μF

RC22

+

ui -

+ R

uf

30μF

E1

2.7kΩ

-

10k Ω 200Ω

-

-

- 10k Ω

200Ω -

P 6.9

图解 P 6.9

【解 6.9】(1) RF 引入级间直流反馈,直流负反馈, 提供 VT1 基级电

流,稳定工作点;

(2)如图解 P 6.9, RE1 、 CF 、 RC22 反馈网络引入级间电压串联负反馈, 作用:稳定输出电压,提高输出电阻。减小输出电阻,稳定闭环电压增

益。在深度串联负反馈条件下,

倍数 Auf

ui uf

RE1 // RC22

u o ,闭环电压放大

uo uo

R

E1

RE1 // RC22 RC21

24.97 。

1

C21

ui uf

R// RC22

6.10 如图 P6.10 所示,假设在深度负反馈条件下,估算下图所示

14

各电路的闭环电压放大倍数。

R1

-

R2

R2

R1

R4

R3

+ A 1

-

- ∞

ui

∞ +

+

ui

+

RL

A 2

+

+

A 1 R3

- -

+

uo

+

+

uo _

A 2 R4

R5

R5

(a)

(b)

+V CC

R8

+

R7

C2

+

+18V

2.4kΩ

7.5kΩ

VT 3

VT 2

VT 2

15kΩ

C2

+

+

VT 1

R6

+

1.5kΩ

C1

R2

R3

uo

C1+ +

VT 1

1.5kΩ

ui

R1

+

C

R5

+ ui 2kΩ

3

uo

C3

R4

-

-

1kΩ

-

-

22k Ω

(c)

(d)

图 P 6.10

【解 6.10】 电路如图解 P 6.10

( a)R2 引入级间电压并联负反馈, 在深度并联负反馈条件下, ii

0 ,可求得闭环电压放大倍数 Auf

if ,

u-

uo ui

R2 ; R1

( b) R5 引入级间电流串联负反馈,在深度串联负反馈条件下,

ui uf io R5

uo R5 ,闭环电压放大倍数 Auf RL

uo ui

RL ; R5

( c) R6 和 R1 引入电压串联负反馈,在深度串联负反馈条件下,

ui uf

R1 R1 R6

uo ,闭环电压放大倍数 Auf

uo ui

1 R6 ; R1

( d)22 kΩ 和 1 kΩ 的电阻引入电压串联负反馈,在深度串联负反馈

15

条件下, ui

uf

1

uo ,闭环电压放大倍数 22

+ R1 ui

+ ∞

A

uf

uo ui

1 22 23 ;

1

1

R3

+

R1

ii

if

iid

ui

u-

R2

- ∞ _

+ +

∞ -

+ R2 +

R4

- ∞

+

_

+

_

+ RL +

uo iid

R3

A 1

- -

A 1

+

i o + uo _

A 2

A 2 R4

R5

+ uf -

R5

(a)

(b)

+V CC

R8

+

R7

_

C2 + +

+18V

7.5k Ω

2.4kΩ

+

VT 3

VT 2

+ C1

15kΩ

+

_

VT 2

+

VT 1

+

R6

R

+ C2

+

2

C1

u o

+

+ +

VT 1

1.5kΩ

ui

+ ufR1 -

R5

R3

+ + uf -

+

C3

+

ui 2kΩ -

C3

uo

1kΩ

R4

-

-

-

22kΩ

(c)

图解 P 6.10

(d)

6.13 放大电路如图 P6.13 所示,试解答:

(1) 为保证构成负反馈,请将运放的两个输入端的+、-号添上; (2) 判断反馈的组态;

(3) 请按深度负反馈估算电压增益。

16

+15V

RC

5.1k Ω

RC 5.1kΩ

∞ +

RF

RB

uo -

+

+

VT 1 VT 2

1kΩ

u

i R10kΩ B

-

1kΩ

I

- 15V

图 P 6.13

【解 6.13】(1) 为保证构成负反馈,运放的两个输入端的

P6.13 所示;

(2)反馈的组态:电压串联负反馈 (3)深度负反馈条件下,电压增益:

uRAo uo uf

1

F 11

ui uf

RB

+15V

RC RC

5.1k Ω

5.1k Ω

_

-

+

+

+

+

+

uo

+ RB

+

VT 1

VT +RF

-

2

u 1kΩ

+ 10kΩ

i uf B R

-

1kΩ

- I

- 15V

图解 P 6.13

6.14 电路如图 P6.14 所示,试求:

(1) 合理连线,接入信号源和反馈,使电路的输入电阻增大,输出

(2) 若 Au 20 ,则 RF 应取多少千欧?

17

+、-号

如图解

电阻减小;

R3

+V CC

+

R1 -

10kΩ R2 10kΩ

VT 1

VD 1

- uf + R1 + - ∞

10k Ω

R3

+V CC

+

VT 1

VD 1

+

ui -

+

+

VD 2

VT 2

R4 RF

RL

+ uo _

R2 +

+ +

+

+

VD 2

- VCC

ui -

10k Ω

RL

VT 2

uo _

RF

R4

- VCC

图 P 6.14 图解 P

6.14

【解 6.14】(1) 为使电路的输入电阻增大、输出电阻减小,可联接为电压串联负反馈如 图解 P6.14;

(2) 深度负反馈条件 下,电压增益: Auf

uo ui

uo

1

RF R1

20 , ∴

uf

RF 190 kΩ 。

6.15 三级放大电路如 图 P6.15 所示,为使放大电路有较大的带负

载能力和向信号源索取较小的信号电流,问该放大器中应引入什么类型

的反馈,并在电路图上画出反馈支路,但反馈支路不能影响原电路的静

态工作点。

+V CC RC3 +

+

VT 3

uo

RE3

-

RF

+V CC

RB

RC1

RE2

RC3

RB

RC1 _

RE2

VT 2

_

VT 2

+

VT 3

+

VT 1

RS +

uo

R + -

S

VT 1

+ + uf RE1 -

RC2

us

RE1

RC2

R

E3

us

- -

CF +

P

6.15 图解 P 6.15

【解 6.15】串联负反馈使输入电阻增大从而对索取的输入电流较小,

18

电压负反馈可以使输出电阻减小从而增大大负载能力,为了不影响静态

工作点可采用交流反馈,总之,电路应引入交流电压串联负反馈,如

解 P6.15。

19

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