第5章-反馈放大电路-习题解答

第五章习题参考答案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 a b 图 5 22 题 5 1 的图 答 a 引入串联电压负反馈 F R 1 R b 引入了正反馈 F R 1 R 5 2 电路如图 5 23 所示 解答下列为题 1 引入了何种反馈 其作用如何 1F R 2 引入了何种反馈 其作用如何 2F R 图 5 23 题 5 2 图 解 1 引入的是直流电流并联负反馈 其作用是稳定静态电流 其稳 1F R 3E R 2E I 定过程如下 2211122EBCCBEE IIUIIUI 2 引入的是交 直流电压串联负反馈 其作用是交流电压串联负反馈可改善放 2F R 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倍 1 AF 由于是串联反馈可使反馈环路内的输入电阻增加倍 引入的直流电压串联 1 AF 2F R 负反馈的作用是稳定静态电压 其稳定过程如下 2C U 2211112CCCCBEC UIUIIuU 5 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 如果不接在 T2的集电极 而是接在 C2与之间 F R L R 两者有何不同 4 如果的另一端不是接在 T1的发射极 而是接在它的基极 有 F R 何不同 是否会变为正反馈 5 24 题 5 3 图 解 1 直流串联电流负反馈 直流电压串联负反馈 1E R 2E R F R 1E R 2 交流电压串联负反馈 F R 1E R 3 如果不接在 T2的集电极 而是接在 C2与之间 则 只有交流 F R L R F R 1E R 电压串联负反馈 没有直流反馈 4 如果的另一端不是接在 T1的发射极 而是接在它的基极 则变为正反馈 F R 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 图 5 25 题 5 4 图 答 引入直流电压并联负反馈 引入交 直流电流串联负反馈 6 R 7 R 4 R 5 5 放大电路如图 5 26 所示 试分别判断各电路反馈的极性和组态 答 a 串联电流负反馈 F R 1 R b 正反馈 F R 1 R 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 a 1 3 级间电流串联负反馈 可稳定电流 提高输入电阻 1F R 1E R 3E R b 电压并联负反馈 可稳定电压 降低输出电阻 F R c C 电压串联正反馈 F R 1E R d 电压串联负反馈 可稳定电压 降低输出电阻 提高输入电阻 1F R 1E R 直流电流并联负反馈 可稳定电流 2F R 5 7 图 5 28 所示的电路为两级放大电路构成 构成第一级反馈 构成第二 1F R 2F R 级反馈 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 F R 判断其反馈组态 图 5 28 题 5 7 图 答 电压串联负反馈 电压并联负反馈 电压并联负反馈 1F R 2F R F R 5 8 如果需要实现下列要求 在交流放大电路中应引入哪种类型的负反馈 1 要求输出电压基本稳定 并能提高输入电阻 o U 2 要求输出电流基本稳定 并能减小输入电阻 c I 3 要求输出电流基本稳定 并能提高输出电阻 c I 答 1 应引入电压串联负反馈 2 应引入电流并联负反馈 3 应引入电流串联负反馈 5 9 在图 5 29 所示的放大电路中 引入负反馈 后 希望 1 降输入电阻 2 输出端接上 或改 变 负载电阻时 输出电压变化小 试问应引 L R 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 图 5 29 题5 9图 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 引入负反馈后 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 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 相对变化量为 1 试求无反馈时的电压增益和反馈系数100 uf A A 的大小 F 解 由于 AFA dA A dA uf uf 1 1 故 解得 A Auf 25 0 01 0 2500 A0096 0 F 5 12 在图 5 31 所示的两个电路中 集成运放的最大输出电压 试分别VUom13 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 a b 图 5 31 题 5 12 图 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 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 k19RF005 0 C k 3 20 1 R k10 2 R k1 3 R k3 4 R k1 5 R k3 6 R 解 1 该电路是采用集成运算放大器组成的同相输入比例 运算放大器和串并联选频网络构成的文氏电桥振荡RC 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 因此满足自激振荡的相位 条件 即 图 5 32 题 5 13 图 0 AF 在谐振频率下 选频网络的反馈系数是 这就要求基本放大电路 也就是31 F 引至运算放大器反相端的负反馈放大电路的放大倍数必须略大于 以满足起振的幅A3 值条件 根据所给电路参数可知 3 3 10 3 20 11 2 1 R R A 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 组成负向限幅环节 1 VD 3 R 4 R 2 VD 5 R 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 6 R 某一数值 的负半波峰值使二极管导通 的正半波峰值使二极管导通 o u 1 VD o u 2 VD 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 ooo uuu RR R u33 0 10 3 20 10 21 2 限幅网络的分压值 oo uEu RR R E RR R u 4 3 4 1 43 4 43 3 1 同理 o uEu 4 3 4 1 2 设二极管的死区电压为 则当时 导通而正向限幅 正V5 0V5 0 2 uu 2 VD 向限幅值可由下式求出 om U 5 033 0 4 3 4 1 omom UUE 从而得 V12 10 om U 因负向与正向限幅是对称的 所以振荡器输出电压得振幅约为 o uV12 10 om U 4 该振荡器的振荡频率为 kHz18 3 10005 0 101014 3 2 1 2 1 63 0 RC f 5 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 大致调到 1 R 多大才能起振 2 为双联电位器 可从 0 调到 试求振荡频率的调节范围 p R k 4 14 图 5 33 题 5 14 图 解 1 串并联电路振荡频率为RC RC f 2 1 0 当时 0 ff 0 F 而 同向输入 0 A 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 这就要求引至运算放大器反相端31 F 的负反馈放大电路的放大倍数必须大于 以满足起振的幅值条件 根据所给电路参A3 数可知 1 21 1 R RR A FF 所以当即时该电路可以起振 3 Ak 5 1 1 R 2 当时0 P R RC f 2 1 63 101 0106 12 1 Hz 2 995 当时k 4 14 P R CRR f P 2 1 63 101 010162 1 Hz 5 99 此电路振荡频率的调节范围为Hz 2 995 5 99 5 15 某音频信号发生器的原理电路如图 5 34 所示 kR10 1 kRF22 其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 2 若图 中换成热敏电阻 的温度系数取正还是取负 3 若同轴电位器从变 1 R t R t R P R k1 到 计算电路振荡频率的调节范围 k10 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 AF 在谐振频率下 选频网络的反馈系数 2 3 10 22 11 1 R R F F 3 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 2 的温度系数应取正 的振幅为 如果温度升高导致升高 则有 t R o u o U o U 从而保证稳定 oRtto UURU o U 3 当同轴电位器时k 1 P R Hz1048 106600102314 3 2 1 2 1 123 0 CRR f P 当同轴电位器时k 10 P R Hz753 106600103214 3 2 1 2 1 123 0 CRR f P 所以该电路振荡频率的调节范围为 Hz1048 753 5 16 用相位平衡条件试判断图 5 35 所示各电路能否振荡 a b c d 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集电极输出为正 2 V 谐振时从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 RC 若满足振幅条件可以振荡 b 若反相输入端信号瞬时