模拟电子技术基础学习指导与习题解答谢红主编思考题与习题解答

1、第六章思考题与习题解答6-1要满足下列要求，应引入何种反馈？(1)稳定静态工作点；(2)稳定输出电压；(3)稳定输出电流；(4)提高输入电阻；降低输入电阻；(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响；(7)提高输出电阻、提高输入电阻。目的复习引入反馈的原则。解(1)欲稳定静态工作点应引入直流负反馈，因为静态工作点是个直流问题。(2)稳定输出电压应引入电压负反馈。输出电压是交流参量，电压负反馈属于交流反馈组态。在四种交流负反馈组态中，电压串联负反馈和电压并联负反馈均能达到稳定输出电压的目的。(3)稳定输出电流应引入电流负反馈。输出电流也是交流参量，在四种组态中，引电流 串联负反馈或电流并联负

2、反馈均可。(4)提高输入电阻应引入串联负反馈，如电压串联负反馈或者电流串联负反馈。降低输入电阻应引入并联负反馈，如电压并联负反馈或者电流并联负反馈。(6)降低输出电阻、减小放大电路对信号源的影响是一个减小输出电阻并提高输入电阻 的问题，应引入电压串联负反馈。(7)输入、输出电阻均提高应引入电流串联负反馈。6-2负反馈放大电路为什么会产生自激振荡？产生自激振荡的条件是什么？解 在负反馈放大电路中，如果把负反馈引的过深会将负反馈变成正反馈，于是自激振荡就产生了。产生自激振荡的条件是AF - -1幅度条件 AF =1相位条件a r gAF= (2n+1)u ,n为整数或者附加相移卜士1806-3判断

3、下列说法是否正确，用/或 号表示在括号内。(1)一个放大电路只要接成负反馈，就一定能改善性能。()(2)接入反馈后与未接反馈时相比，净输入量减小的为负反馈。()(3)直流负反馈是指只在放大直流信号时才有的反馈；()交流负反馈是指交流通路中存在的负反馈。()。(4)既然深度负反馈能稳定放大倍数，那么电路所用各个元件都不必选用性能稳定的。()(5)反馈量越大，则表示反馈越强。()(6)因为放大倍数A越大，引入负反馈后反馈越强，所以反馈通路跨过的级数越多越好。()(7)负反馈放大电路只要在某一频率变成正反馈，就一定会产生自激振荡。()(8)对于一个负反馈放大电路，反馈系数F 越大，越容易产生自激振荡

4、。()目的澄清基本概念。解(1) X。直流负反馈只能稳定静态工作点，不能改善交流性能。(2) Vo(3)X, Vo 直流负反馈是指反馈量为直流量，而与信号的直、交流性质无关，因此前 种说法不对。(4)X。(5)VoA 一， . .(6)X。由式 A =- 可知，Af与 A 的变化基本无关，如当 A 增加时，分子、分1 AF母同时增加，Af基本不变。(7)X。还要看幅度条件是否满足，若Af 0）ii（Riif） If-RiUoR2UoRiR2Ri淤6-10试判断图题6-10各电路的交流负反馈组态，写出反馈系数F 和深度负反馈条件下的电压放大倍数表达式。目的熟练判别交流反馈组态及计算深度负反馈条件

5、下的闭环电压增益。整理得UAuSf =一USlb )图题6-10说明本题三个电路均由分立元件构成，要能熟练地分析与计算它们。解 图(a)基本放大电路由两级共射电路组成，引入级间负反馈，支路RF属于电流并联负反馈。用深度负反馈特点计算: If视 Ube1出 0,RF/ Re2，用分流比公式求因此IfRe2Re2(T e2)-RFRe2Re2RFRL= RC2/4R - rRSrifUS-RSRLUSUoRe2RFRLRe2UogRe2RFRL 0)Re2RSr代.图(b)电路的基本放大电路由两级构成，第一级是由NPN差动对管组成的单入一单出 (反相端输出)的长尾电路；第二级由PNP管组成的单管共

6、射放大电路。引入级间反馈，反馈元由PNP管 V2组成共射放大电路；第三级又是由NPN管组成的共射放大电路。引入级间反馈,其反馈元件是 RF与 Re1，属于电流串联负反馈组态。反馈信号电压Uf取自 Re1上的电压。注意处理问题时要合理地忽略次要因素。用深度负反馈特点产生的影响比反馈信号电流 If的影响小得多，可忽略不计，近似将e1极视为开路。这样处理后能使计算大为简便，此时Re1与 RF串联后再与 Re3并联。(RC3 RLS . RF. Re3)Re1 -Re36-11在图题6-11所示反馈系统中，若 Uj=0.2 V,A=50,Uo=2 V,试求 F、Uf、U ：及件是RF与RS,属于电压串

7、联负反馈组态。反馈信号电压 Uf取自于RS的电压，上正下负。UfRSRS-UoRFF ，RS因此AUoAuf =UiRSRFERS图(c)电路的基本放大电路由三级构成，第一级由NPN管 V1组成共射放大电路；第二级UifcUf计算。因为 Ie1在 Rel上Uf=Ie3(Re1- RF)/ Re3 1e3RelRe1, (Re1RF)Re3I XXoRF(Re1RF) Re3Re1RFRelRelRe3Io(Re1RF) Re3=Io(RC3/ RL)AufUoIo(RC3RL)Re1Re3U -=-UiUf1o (Re1RF)Re3图题6-11目的 由方框图判断反馈组态，并计算各参量。分析 方

8、框图的输入端三个电量输入量U j、净输入量 U：及反馈量 Uf均以电压形式出现，可见这是串联负反馈；再看反馈网络的输入信号直接取基本放大电路的输出电压Uo说明是电压负反馈。总之，这是电压串联负反馈组态。解求 Af由定义 Af=% =三=10Ui0.2求 FA .由美系式 Af=-列万程，即1 AF5010=-1 50 F解出F=0.08(3)求 Uf由定义式 F =呈可知UoUf=FUo=0.082=0.16 V(4)求 UUi=Ui-Uf=0.2- 0.16=0.04 V次6-13一个放大电路的开环放大倍数A 的相对变化量为10%，要求闭环放大倍数 Af的相对变化量不超过0.5%,如闭环放大

9、倍数 Af=150时，试问 A 和 F 分别应选多大？Af =Ui目的 由负反馈放大电路的稳定性求参数。 解列联立方程组进行求解。11 AF代入数据10.005 =- (1)1 AFA150=- (2)1 AF由式可得 A = ，代入式得F191150=20F解出F=0.006因此19A =- 31670.006洪6-14由理想运放组成图题6-14(a)(d)所示的反馈电路。判断各电路的反馈组态,在深度负反馈条件下，求出各电路的闭环增益Auuf的表达式。图题6-14目的 熟练计算由运放组成的负反馈放大电路的闭环增益。解 图(a)中的基本放大电路是反相输入的运放，反馈元件是 RF,属于电压并联负

10、反馈。.: A=-XAA1 AF盘自于 R1上电压，上正下负。RF与 R 是并联关系。将 R 上的电压记为 UR,于是U。U。URA = = -Rfu f由虚断 IRz0,贝 U I i fc If，由虚地 U*0知AuufUo-If#FRF- =ft UiIi_RiRi这个结果说明，凡是电压并联负反馈组态，其闭环电压放大倍数的大小均由级间反馈电这个结论同样也在图题6-5(d)、(e)、图题6-8(c)中得到验证。可以当公式使用，直接由此写出结果。至于前面的正、负阻与输入端电阻的比值来决定。如果在不要求推导过程的情况下,号就看电路的反相与否而定。若Uo与 Uj反相，则取负号；若同相，则取正号。

11、图(b)：运放是同相输入。反馈元件是RF和 R1,属于电压串联负反馈，反馈信号电压取因此AuufUi ：Uf4URiR2R1RFRF1-=1 RiRi这个结果说明，凡是电压串联负反馈组态，其电压放大倍数的大小均由级间反馈电阻与输入回路中反馈电阻的比值再加1决定。这个结论同样在图题到验证。如果在不要求推导过程的情况下，此结论可以当公式使用，6-8(a)、(b)、 图题6-10(b)中得 直接得结果。图(c)：反馈支路由 RF组成，属于电流串联负反馈。因为I充0,流过 RL与 RF的电流均为 IUf-RF因此图(d)中的反馈元件是RFUoRLUAuu f =一UooteUiUfRLRF，属于电流并

12、联负反馈, 运放为反相输入。由虚断概念有I _田0,则 Ii：IfO 由虚地概念,UiUiUoRLURR/RFUR-If_RFRF=R5 UiIi-RIRI因此_ R f RF（R +RF）FLuu fR / RF、RJR眼1洪6-15理想运放组成图题6-15（a）、（b）所示电路。判断图（a）、（b）电路的反馈极性。若为负反馈，试确定其反馈组态，在深度负反馈条件下求出闭环电压增益Auuf。解图（a）用瞬时极性法判断反馈极性。设 U 的一个瞬时极性为“ +”，因运放是同相输 入，故输出端 Uo处的瞬时极性也为“ +”，通过反馈网络（由 R1与 R2构成）时不反相，因此反馈信号的瞬时极性为“ +

13、”。再由差模输入概念可得反馈信号的瞬时极性反映到信号输入端U +处应为“-”，与原来的瞬时极性相反，说明Uf是削弱净输入信号的，符合负反馈的定义,因此是负反馈。由于反馈网络的输入端（右端）与输出电压 Uo直接相连，说明取的是输出电压；反馈网 络的输出端（左端）与非信号输入端点相连，并且反馈信号以电压形式出现，说明在输入回路 中 Uj、u，Uf三者是串联关系。综合以上的判别可知其反馈组态为电压串联负反馈。根 据以前各题的经验可直接写出答案：图（b）,先用瞬时极性法判别反馈极性：设 Ui的一个瞬时极性为“ +”，由于运放为反相输入，输出端的瞬时极性为“-”，通过反馈网络（由 R1与 R2构成）时不

14、反相，U + 端反馈信其中Auuf土 =1&UiR1图题6-15目的 用瞬时极性法判断反馈极性，判断负反馈的反馈组态，心算闭环电压增益。号的瞬时极性为“”。再由差模输入概念知，反馈信号反映到信号输入端的瞬时极性应为“+”，与原来的瞬时极性相同， 说明反馈信号是使净输入信号加强的，符合正反馈的定义，因此反馈极性是正反馈。淤6-16试判断图题6-16的反馈组态。近似计算电压放大倍数目的 熟练地判别由分立元件组成的多级放大电路的反馈组态并速算放大倍数。解这是由两级分立元件构成的放大电路：第一级为单入一单出（同相端输出）长尾式差动放大电路；第二级由PNP管组成的单管共射放大电路；引入级间反馈R

15、F。由瞬时极性法可判断它是负反馈（如图中的+、-号所示）。RF的右端直接与 Uo相连，左端与信号的输入端 点相连，因此该反馈组态为电压并联负反馈。根据前面各题的计算经验可直接写出结果来：RLRs因为信号只在第二级反相，所以AuSf为负。淤6-17理想运放组成图题6-17所示电路。判断图（a）、（b）电路的反馈极性。若为负反馈讨论其反馈组态，并写出求闭环增益Auuf的表达式。AusfAuSfUi图题6-16图题6-17目的与题6-15相同。分析本题为多级运放与反馈共同构成反馈放大电路。图两级反相器构成，反馈网络由 R1、R2构成。图(b)中用A1反相输入运放作基本放大电路，反馈网络由电压跟随器A

16、2与R2构成，说明运放本身也可以作反馈通路，A2的输入信号为 Uo。解 图(a)中用瞬时极性法判断反馈极性。设 Uj的一个瞬时极性为“+”，经两次反相使 Uo端的瞬时极性也为“ +”，通过反馈元件R2(不反相)使反馈信号 Uf对地的瞬时极性为“ +”,再根据差模输入概念，使反馈信号反映到信号输入端的极性为“-”，与原来的瞬时极性相反，即圈内为“”，圈外为“ +”，二者异号，满足负反馈的定义，因此是负反馈。再由反馈网络右端直接取输出电压，因此是电压反馈；看输入回路，净输入电压UjUj-Uf或者看反馈网络的左端与基放的非信号输入端相连，因此是串联反馈。综合以上讨论，本图的反馈组态为电压串联负反馈。

17、其闭环增益表达式为比较圈内、圈外为异号，因此是负反馈；反馈网络右端取的是输出电压U。，因此是电压反馈；左端与信号的输入端相连，因此是并联反馈。综合以上的讨论可确定其反馈组态 为电压并联负反馈。其闭环增益表达式为次6-21差动放大电路如图题6-21所示。(1)为稳定输出电压 U。，应引入何种反馈？在图中标明反馈支路。(a)中基本放大电路连续用了AUi=1 虫Ri图(b)，用瞬时极性法判断反馈极性。设Uj为+，运放A1反相，Uo的极性为一”,视A2的传输系数为1(相当于一条短路线),R2为线性电阻，不反相，使A1的反相端极性为AU。R2AuSf =一 UiR1图题6-21图题6-22淤6-22放大

18、电路如图题6-22所示。为达到下述四种效果，应该引入什么反馈 馈支路的路径。(1)稳定电路的各级静态工作点;(2)稳定电路的输出电压U。；稳定电路的输出电流;提高电路的输入电阻。 目的练习引反馈。分析 本电路由三级构成。第一级由NPN管V构成共射放大电路；第二级由PNP管 V2构成共射放大电路；第三级由NPN管 V3构成共集放大电路。先考虑四个问题的性质是什么, 再根据引反馈的原则引入适当的负反馈。解(1)稳定静态工作点的问题是个直流问题，应引入直流负反馈。有两个途径可以满(2)为了使深度负反馈条件下的闭环增益Auuf=15,反馈电阻 RF应为多大？目的引反馈，反算反馈电阻。分析 本题电路由两

19、级分立元件放大电路构成。第一级为带恒流源的单入一单出(同相端输出)差放组成；第二级由V3管构成共集电路。电路中参数Rb2=1 kQ。解(1)为稳定输出电压，应通过RF引入电压负反馈。根据电路的具体情况，只能引入电压串联负反馈，即将 RF的右端接 Uo处，左端接 b2极。如果将 RF左端接到 b1 极上，贝 U 构 成正反馈了，不满足要求，因此答案是惟一的，如图中所示。求 RF。根据电压串联负反馈的表达式Af=1RFRb2R_代入数据 15 =1 一1贝URF=14k Q衔明反足此要求：是通过 RF把 e1 极与 e3极连起来，由瞬时极性法可以判别RF引入的是负反馈，可以稳定三级的静态工作点，见

20、图中各点的+”、_”号；同样也是直流负反馈，也能稳定三级的静态工作点，做法是将Rb1与电源正极(+VCC)连接点断开，并把 Rb1断开点直接连到 c3处。这样做可以节省一个反馈电阻RF，使反馈电阻的反馈任务由Rb1来承担，同时不影响 Rb1给 V1管提供偏置的作用。这样 Rb1就具有了双重作用，既是偏置电阻又是反馈电 阻。它的负反馈性质可由图中的+”、_”号表示。(2)稳定输出电压的问题是个交流负反馈问题，应引入电压负反馈，途径可以满足这 个要求。(3)稳定输出电流的问题仍是个交流负反馈问题，应引入电流负反馈，如图中途径所 示。(4)提高输入电阻的问题还是个交流负反馈问题，也是改善放大性能的问

21、题，应引入串联负反馈，如图中途径所示。综合以上分析，反馈途径、中交、直流负反馈均有。交流负反馈组态如途径为电 压串联负反馈，途径为电流并联负反馈。淤6-24某放大电路AF、波特图如图6-24(a)所示。问此电路是否会产生自激振荡？若电路形式如图题6-24(b)所示，并设图中 R2=R4,V4、V5的内阻为 r4、r5,晶体管的 rbe均相 同。如果电路产生自激振荡，可采取什么措施？在图上定性地画出来。图题6-24目的 用频率判据法判断系统是否自激，并会消除自激的措施。解(1)用频率判据法判别图题6-24(a)系统是否自激。先找到L曲线与横坐标f的交点(AF=1,先满足幅度条件)，垂直对应到相频

22、特性的交点,该交点对应的相角 *| -180o,说明也满足自激的相位条件，因此该系统是自激的。或者先找到_180点，过_180作水平线与相频特性曲线交于一点，再过该交点作垂直线，与L曲线交于一点，该交点对应纵坐标的分贝数大于0 dB,说明在满足了自激的相位 条件下又满足幅度条件，因此该系统是自激的。这两种方法应得到相同的答案。(2)消除自激振荡的措施可在前级的输出电阻高、后级的输入电阻也高的级间对地接入RC网络(或校正电容)。对于图题6-24(b)电路，第一级的输出电阻为R2；第二级的输入电阻为 rbe2+(1 +P)(4+5),其输出电阻为 R4 ；第三级的输入电阻为 rbe3。已知R2=

23、R4,rbe2= rbe3，比较 rbe2+(1 + E)(r4+r5)窖 rbe3，因此将RC网络接入第一、二级间对地。如果在对通频带要求不高的情况下，只接入一个校正电容C就可以了。图题6-25淤6-25某放大电路的对数幅频特性如图题6-25所示。试回答：(1)此放大电路的中频放大倍数Aum和3 dB带宽是多少？当输入 Ui=10HV ,f=100 kHz的信号时，其输出电压 Uo是多少？(2)为了使放大电路的放大倍数相对变化量由10%减少到0.01%,求应引入的反馈深度是多少？目的 在幅频特性上确认中频电压增益、3 dB带宽以及掌握分贝与倍数之间的换算。解(1)求 Aum和 fbw在图题6-25上查水平段对应的分贝数即为Aum的分贝数，即20 lg气刀=120求反对数幅频特性上的第一个拐点对应的频率为上限频率，则因为输入信号频率为f=100 kHz,在横坐标上找到100 kHz并向上作垂直线与幅频特性相交于一点，该点所对