模拟电子技术基础学习指导与习题解答谢红主编第六章思考题与习题解答

1、精品文档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；(5)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

2、或电流并联负反馈均可。(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。(5)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二-1幅度条件AF=1相位条件argAF=±(2n+1)兀,n为整数或者附加相移M=

3、77;180°6-3判断下列说法是否正确，用，或x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

4、馈系数F越大，越容易产生自激振荡。()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) 乂,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),A(6) X。由式Af=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<1就自激不起来。(8)6-4从反馈效果看，为什么说串联负反馈电路信号源内阻Rs愈小愈好，而并联负反馈电路中Rs愈大愈好？解对于串联负反馈有Ube=Ui-Uf。当Ui恒定时，反馈信号电压Uf的变化全部反

5、映在净输入电压Ube上，才能充分地体现出反馈作用。RS愈小，信号源愈近似于恒压源(理想恒压源内阻RS=0),反馈作用体现得愈明显。对于并联负反馈有I1=Ii-If。当Ii恒定时，If的变化可全部反映在净输入电流水上，才能充分地体现出反馈作用。Rs愈大，信号源愈接近恒流源(理想恒流源内阻Rs=oo),反馈作用体现得愈明显。6-5分析下列各电路中的反馈，是正反馈还是负反馈？是直流反馈还是交流反馈？(a> b)图题6-5目的分析反馈。解图(a)反馈元件是Rl与R3,直、交流反馈兼有，交流反馈组态是电流并联负反馈。用瞬时极性法判别负反馈(见图中的+、-号)。图(b)反馈元件是R,交、直流负反馈均

6、有。交流反馈组态为电压串联负反馈，瞬时极性法见图中的+、-号。图(c)中，反馈元件是R、R2、C2。从Uo至反相端之间的短路线中，既有交流反馈,也有直流反馈，经C2隔直后，R2上只有交流反馈而没有直流反馈。电路中有两种反馈，正反馈与负反馈。负反馈：设Ui相同输入Uo短路线 , .U精品文档差模输入正反馈：设Ui相同输入Uo短路线UUi或见图中的+、-号表示。C2Uf图(d)中，反馈支路是由R2、R3、R4构成的T型网络(或称星型网络)。直、交流负反馈都有，瞬时极性见图中的+、-号表示。交流反馈组态为电压并联负反馈。图(e)中的反馈比较复杂，只看基本放大电路A1:R2与A2构成A1的反馈支路，直

7、、交流反馈兼有，交流反馈组态是电压并联负反馈。A2本身也带有反馈，反馈支路是短路线，它的输入信号是Uo,A2是由运放组成的电压跟随器(见第七章)，属于深度的电压串联负反馈。图中的反馈更复杂，对于基放A1来说，有两个反馈通路：一是R3,构成交流电压并联负反馈，同时也兼有直流负反馈；二是R2与A2构成交流电压并联正反馈，也有直流负反馈。作为反馈支路的A2来说，它本身也带有反馈，其反馈元件是R2、R3,构成交流电压并联负反馈，同时也有直流负反馈，各点的瞬时极性见图中的+、-号表示。6-6分析说明图题6-5中，哪些电路能够稳定输出电压或电流？哪些电路能提高或降低输入电阻？判断各电路的交流负反馈组态。解

8、凡是电压负反馈均能稳定输出电压，如图题6-5中的图（b）、（c）、（d）、（e）、中的负反馈；凡是电流负反馈均能稳定输出电流，如图（a）。凡是串联负反馈均能提高输入电阻，如图（b）、（c）中的负反馈；凡是并联负反馈均能降低输入电阻，如图（a）、（d）、（e）、中的R3支路。交流负反馈组态已在题6-5的答案中。6-7电路如图题6-5（a）、（b）、（d）、（e）所示，计算深度负反馈条件下各电路的电压放大倍数。目的计算深度负反馈条件下放大电路的闭环增益。If解图（a）,因为反馈组态是电流并联负反馈，采用深度负反馈的特点进行计算比较方便。Ii运放是反相输入，有虚地概念，即 U ： 0R3中无电流，I

9、l的方向由上而下，If方向由左向右，二者方向相反。因此IfUoRl整理后得IiUR2Ui feR2_UoRlAuf 二UoUiRlR2图（b）是电压跟随器，属于电压串联负反馈，用两种方法均能很快地计算出来。Uc1法一：用近似公式Af=外：UiFUf =Uo,F匕=1UoA1A=1F法二：用深度负反馈特点Uf5tUi计算:Auf 二UoUiUo &Uf=1图(d),先作Y-变换:由于运放是反相输入，有虚地U_兔0,将R短路。Rc接于Uo与地之间，相当于负载,运放的带载能力很强，近似于恒压源，因此Rc对放大倍数无影响。只有R有用，相当于反相比例中的它与R2、R3、R4的关系可由以下公式确定

10、:RF = Rb =R2R3R3R4R4R2RR2R3二 r2r3一R4本题的交流反馈组态为电压并联负反馈，采用深度负反馈特点计算较方便。IiIf-UoUiStsRLRi整理得图(e),将电压跟随器 A2的放大倍数视为1,相当于短路线，反馈支路只剩下R2,属于电压并联负反馈，采用深度负反馈特点计算方便。IiIf整理得UiRi：-UoR2Auf =UiR2Ri6-8电路如图题6-8所示，要求同题6-5。XX6-9试判断图题6-8中各电路的交流负反馈组态，并写出深度负反馈条件下的电压放大倍数、反馈信号、反馈系数的表达式。图题6-8目的计算深度负反馈条件下的闭环增益。说明图题6-8中三个负反馈放大电

11、路是由运放和分立元件电路互相搭配组成的。将题6-8与6-9两题合起来做。解图(a)是由同相输入运放与共集电路构成的两级基本放大电路，又引入级间负反馈。反馈元件是R与R2,构成电压串联负反馈。反馈信号应该是Ri两端的压降，极性为上正下负。反馈信号电压Uf-Uo-Uo-UoRR211011反馈系数F=Uf=，.0.09UoR1R2110放大倍数%用=1.艮=11UiFR或者AUoUoAuf-=11UiUf图(b)是由带恒流源单入一双出的差放与运放A相搭配构成两级基本放大电路，再引入级间负反馈。反馈元件是R1与&,构成电压串联负反馈。反馈信号为R1上的压降，上正下负。Uf=RR2UoRiRR

12、2Ui FRi图是由反相输入运放与分立元件构成的OCL功放共同组成两级基本放大电路，再引入级间负反馈构成的负反馈放大电路。反馈支路由R2组成，属于电压并联负反馈组态。反馈信号以电流形式出现，即流过R2上的电流为If ,方向由左向右。I i IfU -UUoUoR2R2UoUoUi - Ii(R1%) IflR(rif> 0)Uo二艮-uLr1R1R2X6-10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下的闭环电压增益。(h)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

13、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：IiIf视Ubei=0,Rf/Re2,用分流比公式求If:Re2Re2Rf e2)=Re2Re2JRe2Rf RlRl =%/RRe2RfIoUSUSIi=LS(rif>0)因此RSrifRSUs_Re2UoRs-Re2RfRl整理得图(b)电路的基本放大电路由两级构成，第一级是由NPN对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管组成的单管共射放大电路。引入级间反馈，反馈元件是Rf与Rs,属于电压串联负反馈组态。反馈信号电压Uf取自于Rs上的电压，上正下负

14、。UfRsRsRfUo匚UfRsF二二因此UoRsRfAU.11.RFAuf1UiFRs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R1,属于电流串联负反馈组态。反馈信号电压Uf取自R1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UixUf计算。因为Ie1在Re1上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,(ReiRf)Re3ReiIo八八(ReiRf)Re3ReiRf理后能使计算大为简便，此时

15、Re1与Rf串联后再与Re3并联。Uf=Ie3EiRf)"J1-ReiRf(ReiRF)Re3Uo=I。(Rc3/Rl)UoUoIo(Q/Rl)te=UiUf_IReiRe3o(ReiRf)Re3(Rc3/RL)(ReiRfRe3)e36-ii在图题6-ii所示反馈系统中，若Ui=0.2V,A=50,Uo=2V,试求F、Uf、U：及UoUi乙、图题6-11十具备参里。目的由方框图判断反馈组态,分析方框图的输入端三个电量输入量Ui、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说明是电压负反馈。总之，这是电压串联负反馈组

16、态。由定义A u Ui20.2=10解求A(2)求F一A由关系式A=一列方程，即1AF5010=150F解出F=0.08求Uf由定义式FUf可知UoUf=FUo=0.082=0.16V求UUi'Ui-Uf=0.2-0.16=0.04VX6-13一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%,如闭环放大倍数A=150时，试问A和F分别应选多大？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。AA1=xAA1AFA=，1AF代入数据10.005=1AF150=1Af由式可得.19A =厂，代入式得解出因此X6-1419150=-

17、20 FF =0.00619A = 31670.006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。< b )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,属于电压并联负反馈。由虚断1_七0,则IiIf,由虚地U_七0知UUo-JJ_RfRf“UT宙.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阻与输入端电阻的比值来决定。这个结论同样也在图题6-5(d)、(e)、图题6-8(c)中得到验证。如果

18、在不要求推导过程的情况下，可以当公式使用，直接由此写出结果。至于前面的正、负号就看电路的反相与否而定。若Uo与Ui反相，则取负号；若同相，则取正号。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，反馈信号电压取自于Ri上电压，上正下负。由R1Ui：Uf=-U。RiR2因此八UoUoRiRfdRfAuuf一一一1UiUfR1Ri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6-8(a)、(b)、图题6-10(b)中得到验证。如果在不要求推导过程的情况下，此结论可以当公式使用，直接得结果。图(c

19、):反馈支路由R组成，属于电流串联负反馈。因为1_之0,流过Rl与Rf的电流均为I。Uf-IoLrfUo<oLRl因此AuufUo UoRz RlUi Uf Rf图(d)中的反馈元件是Rf,属于电流并联负反馈,运放为反相输入。由虚断概念有I _之0,则Ii定If。由虚地概念，U_0,岸与R是并联关系。将 R上的电压记为Ur,于是AuufUo Ur- Ui UrUi其中UoRlUR-R/RFUR_-IfLRFRFu_-liLRi一茁因此A_RlRf（R+RF）LR"R/RFJRrR!RX6-15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

20、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。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。解图（a）用瞬时极性法判断反馈极性。设Ui的一个瞬时极性为“+”，因运放是同相输入，故车出端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“+”。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

21、（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Ui、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：AuufUoR2=1一UiRi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（由与R2构成）时不反相，U+端反馈信号的瞬时极性为“”。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。图题6-16X6-16试判断图题6-1

22、6的反馈组态。近似计算电压放大倍数AuSfUs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RFO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:AuSfUiRfRs因为信号只在第二级反相，所以AuSf为负。X6-17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

23、组态，并写出求闭环增益Auuf的表达式。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(a)中基本放大电路连续用了两级反相器构成，反馈网络由R、Q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A2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Ui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“

24、+”，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U：=Ui-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。其闭环增益表达式为AuufUiRi图(b),用瞬时极性法判断反馈极性。设Ui为“+”，运放A1反相，Uo的极性为“-”,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Uo,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

25、电压并联负反馈。其闭环增益表达式为AuSfR2R图题6-21X6-21差动放大电路如图题6-21所示。(1)为稳定输出电压Uo,应引入何种反馈？在图中标明反馈支路。(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=1kQo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，则构成正反馈了，不满足要求，

26、因此答案是惟一的，如图中所示。(2)求Rf。根据电压串联负反馈的表达式代入数据15=1F1则R=14kQ图题6-22淅明反X6-22放大电路如图题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V1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

27、以满足此要求：是通过Rf把e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Rbi与电源正极(+Vcc)连接点断开，并把Rbi断开点直接连到q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Rbi来承担，同时不影响Ri给Vi管提供偏置的作用。这样Rbi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，

28、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。X6-24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。一m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(

29、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)，垂直对应到相频特性的交点,该交点对应的相角伊叫下卜180°,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0dB,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e2+(1+P)(4+后)，其输出电阻为R；第三级的输入电阻为rbe3。已知R=R4，%e2=be3,比较be2+(1+P)(4+5)l_be3,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。I2C I网确 20图题6-25XX6-25某放大电路的对数幅频特性如图题6-25所示。试回答:此放大电路的中频放大倍数Aum和3dB带宽是多少？当输入Ui=10NV