电路与模拟电子技术基础习题及实验指导（第5版）习题及答案 第9、10章 负反馈放大电路；信号产生与处理电路

·PAGE232·电路与模拟电子技术基础·PAGE231·第8章负反馈放大电路第9章负反馈放大电路习题99.1什么叫反馈？反馈有哪几种类型？解：在电子系统中，将输出回路的输出量（输出电压或电流）通过一定形式的电路网络，部分或全部馈送到输入回路中，并能够影响其输入量（输入电压或电流），这种电压或电流的回送过程称为反馈。负反馈可分为4种类型的反馈组态（或称反馈类型）：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。9.2某放大电路的信号源内阻很小，为了稳定输出电压，应当引入什么类型的负反馈？解：应该引入电压串联负反馈9.3负反馈放大电路一般由哪几部分组成？试用方框图说明它们之间的关系？解：根据反馈放大器各部分电路的主要功能，可将其分为基本放大电路和反馈网络两部分，如图所示。9.4要求得到一个电流控制的电流源，应当引入什么负反馈？解：应该引入电流并联负反馈9.5在图9.1所示的各电路中，请指明反馈网络是由哪些元件组成的，判断引入的是正反馈还是负反馈？是直流反馈还是交流反馈？设所有电容对交流信号可视为短路。解：（a）Re、Ce，直流电流串联负反馈；（b）Rf交、直流电压并联负反馈；（c）Rf1、Rf2、C，直流电压并联负反馈；Re1级间交、直流电流串联负反馈，Re2本级交、直流电流串联负反馈；（d）Rf、Re2级间交、直流电流并联正反馈；（e）R1、R2、Rf交、直流电压并联负反馈；（f）R2、R5本级的交、直流电压并联负反馈；R6级间交、直流电流串联负反馈；（g）R1、Rf交、直流电压串联正反馈；（h）R3交、直流电流并联负反馈9.6试判断图9.1所示电路的级间交流反馈的组态。解：（a）无交流负反馈（b）Rf交流电压并联负反馈；（c）Re1级间交流电流串联负反馈；（d）Rf、Re2级间交流电流并联正反馈；（e）R2、Rf交流电压并联负反馈；（f）R6级间交流电流串联负反馈；（g）R1、Rf交流电压串联正反馈；（h）R3交流电流并联负反馈图9.1习题9.5电路图9.7某反馈放大电路的方框图如图9.2所示，已知其开环电压增益，反馈系数。若输出电压=2V，求输入电压、反馈电压及净输入电压的值。图9.2习题9.7电路图解：；，，9.8一个放大电路的开环增益为，当它连接成负反馈放大电路时，其闭环电压增益为，若变化10%，问变化多少？解：，9.9图9.2.2（a）图所示的电压串联负反馈放大电路采用基本的电压放大器，Ui=100mV，Uf=95mV，Uo=10V。相对应的A和F分别为多少？解：，9.10图9.2.2（c）图所示的电流串联负反馈放大电路采用基本的电压放大器，Ui=100mV，Uf=95mV，Io=10mA。相对应的A和F分别为多少？解：，9.11为了减小从电压信号源索取的电流并增加带负载的能力，应该引入什么类型的反馈？解：引入电压串联负反馈9.12某电压反馈的放大器采用一个增益为100V/V且输出电阻为1000Ω的基本放大器。反馈放大器的闭环输出电阻为100Ω。确定其闭环增益。解：，9.13某电压串联负反馈放大器采用一个输入与输出电阻均为1KΩ且增益A=2000V/V的基本放大器。反馈系数F=0.1V/V。求闭环放大器的增益Auf、输入电阻Rif和输出电阻Rof。解：，，9.14在图9.3所示多级放大电路的交流通路中，按下列要求分别接成所需的两极反馈放大电路：（1）电路参数变化时，变化不大，并希望有较小的输入电阻；（2）当负载变化时，变化不大，并希望放大器有较大的输入电阻。图9.3习题9.14电路图解：（1）引入电压并联负反馈（2）引入电流串联负反馈9.15判断图9.4所示电路的反馈类型和性质，写出Io表达式，并说明电路的特点。图9.4习题9.15电路图解：电流串联负反馈；电流反馈会稳定输出电流，增大输出电阻；串联反馈使输入电阻增大，该电路将输入电压转换为稳定的输出电流，是一个压控的电流源。9.16电路如图9.1.5所示，试用虚短概念近似计算它的互阻增益，并定性分析它的输入电阻和输出电阻。解：该电路是电压并联负反馈，有；并联反馈使输入电阻减小：→0，电压反馈使输出电阻减小：→0。9.17在图9.1(b)、(c)、(e)所示各电路中，在深度负反馈的条件下，试近似计算它的闭环增益和闭环电压增益。解：（b）该电路是电压并联负反馈，根据深度负反馈条件有；所以(c)该电路是电流串联负反馈，根据深度负反馈条件有，而，所以；而，所以。(e)该电路是电压并联负反馈；根据深度负反馈条件有，而所以;，9.18试指出图9.5所示电路能否实现的压控电流源的功能，若不能，应该如何改正？图9.5习题9.18电路图解：该电路为电压负反馈，要实现压控电流源的功能应该改为电流负反馈，将R与RL的位置互换就可以实现。9.19反馈放大电路如图9.6所示，（1）指明级间反馈元件，并判别反馈类型和性质；（2）若电路满足深度负反馈的条件，求其电压放大倍的表达式；（3）若要求放大电路有稳定的输出电流，问如何改接。请在电路图中画出改接的反馈路径，并说明反馈类型。图9.6习题9.19电路图解：（1）Rf、R1，电压串联负反馈；（2）因为是串联负反馈，根据深度负反馈条件有，而所以；（3）电流并联负反馈9.20反馈放大电路如图9.8所示，各电容对交流呈短路，已知，，，，，，和忽略不计。（1）指明级间反馈元件，并判别反馈类型；（2）若电路满足深度负反馈的条件，求其源电压增益。图9.8习题9.20电路图解：（1）反馈元件为Rf，C，是交流电流并联负反馈；（2）根据深度负反馈条件，可得，而反馈支路、对输出电流分流，所以，而，，，所以第10章信号产生与处理电路习题1010.1振荡电路与放大电路有何异同点。解：振荡电路和放大电路都是能量转换装置。振荡电路是在无外输入信号作用时，电路自动地将直流能量转换为交流能量；放大电路是在有外输入信号控制下，实现能量的转换。10.2正弦波振荡器振荡条件是什么？负反馈放大电路产生自激的条件是什么？两者有何不同，为什么？。解：正弦波振荡电路的振荡条件为，电路为正反馈时，产生自激的条件。负反馈放大电路的自激条件为，电路为负反馈时，产生自激的条件。10.3根据选频网络的不同，正弦波振荡器可分为哪几类？各有什么特点？解：正弦波振荡电路可分为RC正弦波振荡器，LC正弦波振荡器和石英晶体振荡器。RC正弦波振荡器通常产生低频正弦信号，LC正弦波振荡器常用来产生高频正弦信号，石英晶体振荡器产生的正弦波频率稳定性很高。10.4正弦波信号产生电路一般由几个部分组成，各部分作用是什么？解：正弦波振荡电路通常由四个部分组成，分别为：放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅网络。放大电路实现能量转换的控制，选频网络决定电路的振荡频率，正反馈网络引入正反馈，使反馈信号等于输入信号，稳幅网络使电路输出信号幅度稳定。10.5当产生20Hz～20KHz的正弦波时,应选用什么类型的振荡器。当产生100MHz的正弦波时,应选用什么类型的振荡器。当要求产生频率稳定度很高的正弦波时，应选用什么类型的振荡器。解：产生20Hz~20KHz的正弦波时,应选用RC正弦波振荡器。产生100MHz的正弦波时,应选用LC正弦波振荡器。当要求产生频率稳定度很高的正弦波时，应选用石英晶体振荡器。10.6电路如图10.1所示，试用相位平衡条件判断哪个电路可能振荡，哪个不能振荡，并简述理由。解：(a)不能振荡，不满足正反馈条件；(b)可能振荡，满足振荡条件。图10.1习题10.6电路图10.7电路如图10.2所示：（1）保证电路振荡，求的最小值；（2）求振荡频率的的调节范围。图10.2习题10.7电路图解：电路为RC文氏桥振荡器，根据振荡条件，，，∴，10.8如图10.3所示各元器件：（1）请将各元器件正确连接，组成一个RC文氏桥正弦波振荡器；（2）若短路，电路将产生什么现象；（3）若断路，电路将产生什么现象；（4）若短路，电路将产生什么现象；（5）若断路，电路将产生什么现象。图10.3习题10.8电路图解：若短路，电路没有稳幅网络，电路可能输出方波；若断路，电路不满足振幅条件，电路停振，输出电压为零；若短路，电路不满足振幅条件，电路停振，输出电压为零；若断路，电路没有稳幅网络，电路可能输出方波。10.9图10.4所示为正弦波振荡电路，已知A为理想运放。（1）已知电路能够产生正弦波振荡，为使输出波形频率增大应如何调整电路参数？（2）已知，若产生稳定振荡，则约为多少？（3）已知，问电路产生什么现象？简述理由。（4）若Rf为热敏电阻，试问其温度系数是正还是负？图10.4习题10.9电路图解：（1）减小或者的值；（2）若，约为20；（3）若，，则电路会停振，输出为0，因为不满足振幅条件；（4）应为负温度系数的热温电阻。10.10电路如图10.5所示。试用相位平衡条件判断电路是否能振荡，并简述理由。指出可能振荡的电路属于什么类型。（a）(b)(c)(d)图10.5习题10.10电路图解：（a）(b)不能振荡，不满足相位平衡条件，即电路不是正反馈。(c)(d)可能振荡，因为电路满足LC正弦波振荡电路的相位平衡条件，其中(c)为电容三点式振荡器，(d)为电感三点式振荡器。10.11石英晶体振荡电路如图10.6所示。试用相位平衡条件判断电路是否能振荡，并说明石英晶体在电路中的作用。解：（a）可能振荡，石英晶体作等效电感，电路为并联型石英晶体振荡器。（b）可能振荡，石英晶体等效为短路线，电路为串联型石英晶体振荡器。(a)(b)图10.6习题10.11电路图10.12电路如图10.12所示，设二极管和运放都是理想的：（1）A1、A2各组成什么电路？（2）求出电路周期T的表达式。图10.12习题10.17电路图A1迟滞电压比较器，A2反相积分电路，则门限电压当时，VD1导通，积分常数为R5C，下降，当下降到时，跳变到，，此时，VD2导通积分常数为R6C，上升，当上升到时，跳变到，可得下图。由图可见，在T1期间：∴同理，可得，10.13一个具有一阶低通滤波特性的电压放大器，它的直流电压增益为60dB，3dB频率为1000Hz。分别求频率为100Hz，10KHz，100KHz和1MHz时的增益。解：，其幅频特性如图所示10.14设A为理想运放，试推导出图10.8所示电路的电压放大倍数，并说明这是一种什么类型的滤波电路。解：，，是高通电路10.15设A为理想运放，试推导出图10.9所示电路