电子技术基础模拟部分 第五版 第七章作业题解答 田汉平 湖南人文斛故学院通信与控制工程系
电子技术基础模拟部分 第五版 第七章作业题解答 田汉平 湖南人文科技学院通信与控制工程系
湖南人文科技学院田汉平 7反馈放大电路 7.1反馈的基本概念与分类 7.1.1在图题7.1.1所示的各电路中,哪些元件组成了级间反馈通路 它们所引人的反馈是正反馈还是负反馈?是直流反馈还是交流反馈(设各电路 中电容的容抗对交流信号均可忽略) 亚D2 o-Vac Re3 R
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湖南人文科技学院田汉平 T 0 kQ R R 1 kQ A Ilio 图题7.1.1 解:图题7.1.la中,由电阻R2组成反馈通路,引人负反馈,交、直流反 馈均有;b图中,由Ra引人负反馈,交、直流反馈均有,由Rn、Ra2引人直流 反馈;c图中,由Rr、R2引入负反馈,交、直流反馈均有;d图中,由R2、 R1引人负反馈,交、直流反馈均有;e图中,由A2、R3引入负反馈,交、直 流反馈均有;f图中,由R6引入负反馈,交、直流反馈均有。 7.1.2试判断图题7.1.1所示各电路中级间交流反馈的组态。 解:图题71.1a中,R2引入电压并联负反馈; b图中,Rn引人电流串联负反馈 c图中,R、R2引入电流并联负反馈; d图中,R2、R1引入电压串联负反馈; e图中,A2、R3引入电压并联负反馈; f图中,R6引入电流串联负反馈。 7.1.3在图题7.1.3所示的两电路中,从反馈的效果来考虑,对信号源
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湖南人文科技学院田汉平 内阻R,的大小有何要求? 解:图题7.1.3a中引入串联负反馈,故从反馈效果考虑,要求R,越小越 好。b图中引入并联负反馈,故从反馈效果考虑,要求R越大越好。 A Uo RL 图题7.1.3 7.2负反馈放大电路的四种组态 7.2.1电路如图题7.2.1所示。(1)分别说明由Rn、Rn引入的两路反馈 的类型及各自的主要作用;(2)指出这两路反馈在影响该放大电路性能方面可 能出现的矛盾是什么?(3)为了消除上述可能出现的矛盾,有人提出将Ra断 开,此办法是否可行?为什么?你认为怎样才能消除这个矛盾? R C1 R R Us rold Ra Real 图题7.2.1 解:(1)Rn在第一、三级间引入交、直流负反馈,此直流负反馈能稳定
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湖南人文科技学院田汉平 前三级的静态工作点,其交流反馈为电流串联负反馈,可稳定第三级的输出电 流,同时提高整个放大电路的输入电阻;Ra在第一、四级间引入交、直流负 反馈,其中直流负反馈为T1提供直流偏置,且稳定各级的静态工作点,而其 交流反馈为电压并联负反馈,可稳定该电路的输出电压,即降低电路的输出电 阻,另外也降低了整个电路的输入电阻 (2)Rn的引入使Ra上升,而Rn的引入使R下降,产生矛盾。 (3)不能断开Ra,因Ra是T1的偏置电阻,否则电路不能正常工作。消 除上述矛盾的方法是在Rn的两端并一容量足够大的电容器,去掉Ra上的交流 负反馈,这对输出电压的稳定不会有很大影响,因为T4是射极输出器。 7.2.2试指出图题7.2.2a、b所示电路能否实现规定的功能,若不能, 应如何改正? 解:图题7.2.2a电路不能实现规定的功能,因引入了正反馈。应将运放 的同相端和反相端位置互换。图b电路也不能实现规定的功能。应将R与R, 位置互换。 R R2 R RLI 1 ko 图题7.2.2 (a)Aa=100的直流放大电路(b)i=u1/R的压控电流源 7.2.3设图题7.2.3所示电路中运放的开环增益A很大。(1)指出所引 反馈的类型;(2)写出输出电流i的表达式;(3)说明该电路的功能。 解:(1)由R2、R3引入了电流并联负反馈。 (2)在深度负反馈条件下(因开环增益很大),由虚短、虚断可知 ≈-L: R 又 R R2+R3 故 R2+R R,R
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湖南人文科技学院田汉平 RI R3 0k2 10 kQ 0Ω R D 平 R 图题7.2.3 已知R1=R2=10k9,R3=109,R2>>R3,则 io=-R3109 (3)此电路可视为压控电流源。 7.2.4由集成运放A及BTT1、T2组成的放大电路如图题7.2.4所示, 试分别按下列要求将信号源v,、电阻R正确接入该电路。(1)引入电压串联负 反馈;(2)引人电压并联负反馈;(3)引入电流串联负反馈;(4)引入电流并 联负反馈。 R 0凸 图题7.2.4 解:(1)a-c、b-d、h (2)a-d、b-c、h- (3)a-d、b
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湖南人文科技学院田汉平 (4) 7.3负反馈放大电路增益的一般表达式 7.3.1某反馈放大电路的方框图如图题7.3.1所示,已知其开环电压增 益A。=2000,反馈系数F=0.0495。若输出电压v=2V,求输入电压v;、反 馈电压v及净输入电压v1的值。 A 解:A 2000 20 1+A.F。1+200×0.0495 U。2V 1 v vr=FU。=0.0495×2v=0.099V F =0.001V A,2000 7.3.2某反馈放大电路的方框图如图 图题7.3.1 题7.3.2所示,试推导其闭环增益x/x的表达式。 解:设该放大电路的开环增益为A A= A id1 A2F2 则 A 1+AF A A 1+AF A,A AJA A2 F2 FI 1+A1A2F1+A2F2 A1 A2 F F 图题7.3.2 7.3.3由运放组成的同相放大电路中,运放的A。=10°,R1=47k2
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湖南人文科技学院田汉平 R1=5.1k9,求反馈系数F和闭环电压增益A;。 解 5.1 0.098 R1+R5.1+47 10° 1+AF。1+106×0.098 ≈10.2 7.4负反馈对放大电路性能的影响 7.4.1一放大电路的开环电压增益为Ao=10°,当它接成负反馈放大电 路时,其闭环电压增益为An=50,若Av变化10%,问A变化多少? 解:因为 1+A 0F=A=50 =200 所以,当A0变化10%时,A变化 dA 200 10%=0.05% 7.4.2负反馈放大电路的反馈系数 F,=0.01,试绘出闭环电压增益|AM|与开 环电压增益A之间的关系曲线,设A0在1 与1000之间变化。 解:依据式 A A 1+Avo F 及|F。|=0.01,可画出|An与A0的关 系曲线,如图解7.4.2所示。 图解7.4.2 7.4.3反馈放大电路的方框图如图题 4.3所示,设V为输入端引入的噪声,V2为基本放大电路内引入的干扰(例 如电源干扰),V3为放大电路输出端引入的干扰。放大电路的开环电压增益为 r=AnAn2。证明 (v;+)-v2/A 1+AyF 并说明负反馈抑制干扰的能力。 解:由图题74.3可知
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湖南人文科技学院田汉平 2 A Fy 图题7.4.3 v。 Var=an vil -v2=An(v +v,-Frvo)-V2 V =AnVr-v3=aman(vi+)=anvi 又已知A;=AnA12,故 Ap[(V;+V1)-V2/A-V3/A] +aFI 由V的表达式可见,干扰从放大电路的前级混入比从后级混入造成的影 响更为严重。因此,在设计制造多级反馈放大电路时,要特别注意釆取措施防 止噪声或干扰从前级混入。如果干扰信号在反馈环内出现(例如在V处),由 于有效信号可人为地提高,引人负反馈,则可提高信噪比。反之,如噪声随同 有效信号一同混入,则即使引入负反馈也是无效的。 7.4.4图题7.1.1所示各电路中,哪些电路能稳定输出电压?哪些电路 能稳定输出电流?哪些电路能提高输入电阻?哪些电路能降低输岀电阻? 解:图题7.1.1所示电路中 稳定输出电压的有a、d、e; 稳定输出电流的有b、c、f; 提高输入电阻的有b、d、f; 降低输出电阻的有a、d、e 7.4.5电路如图题7.4.5(主教材图7.9.1)所示。(1)指出由R引入的是 什么类型的反馈;(2)若要求既提高该电路的输入电阻又降低输出电阻,图中的连 线应作哪些变动?(3)连线变动前后的闭环电压增益A是否相同?估算其数值。 解:(1)R引入了电压并联负反馈。 (2)要使引入的负反馈既能提高电路的输入电阻又能降低输岀电阻,则 需引入电压串联负反馈。连线可按以下两种方案变动
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湖南人文科技学院田汉平 10kg凵10kg , otK Rb 10 kelo 5kQ Red 190uA 图题7.4.5 ①将T3的基极与T1的集电极相连,同时将R的一端从T1的基极移至T2 的基极 ②将T2的基极通过R2接于v1,T的基极通过R1接地。 (3)改接前 R R 改接后 R A,=1+ 故不相同。 7.5深度负反馈条件下的近似计算 5.1电路如图题7.5.1(主教材图7.1.5b)所示,试近似计算它的闭环 电压增益并定性地分析它的输入电阻和输出电阻。 解:对交流信号而言,图7.5.1所示电路中引入了电压串联负反馈。设为 深度负反馈,根据虚短概念有 b2 U:Ur- R+r 则闭环电压增益 R R 此负反馈使R上升、Rn下降。 7.5.2电路如图题7.1.1a、b、c、d所示,试在深度负反馈条件下,近 似计算它们的闭环增益和闭环电压增益
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