7反馈放大电路 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?它们所引入的反馈 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) 解图题7.1.1a中,由电阻R2、R1组成反馈通路,引入负反馈,交、直流反馈均有;b图中, 由Ra引入负反馈,交、直流反馈均有,由Rn、R引入直流负反馈;c图中,由R1、Ra引入负反 馈,交、直流反馈均有;d图中,由R2、R1引入负反馈,交、直流反馈均有;e图中,由A2、R3引人 负反馈,交、直流反馈均有:图中,由R。引入负反馈,交、直流反馈均有。 于北 HHKT, K
k 图题7.1.1 7.1.2试判断图题7.1.1所示各电路的级间交流反馈的组态。 解图题7.1.1a中,R2、R1引入电压并联负反馈; 人(b图中,Ra引入电流串联负反馈; c图中,R1、Ra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,R。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。 7.1,4电路如图题7.1.4所示。(1)分别说明由Rn、R2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R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 图题7.1.3 R 图题7.1.4 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的引人使Ra上升,而R12的引入使R下降,产生矛盾。 (3)不能断开Ra,因Rn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R的两端并一容量足够大的电容器,去掉Rn2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。 7.1·5试指出图题7.1.5a、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71.5a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 位置互換。图b电路也不能实现规定的功能。应将R与R1位置互换 7.16设图题7.1.6所示电路中的开环增益A很大。(1)指出所引反馈的类型;(2)写出 输出电流。的表达式;(3)说明该电路的功能
图题7.1.5 (a)Av=100的直流放大电路(b)it=vR的压控电流源 DY R 图题7.1.6 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 ≈≈0,1≈-1 又 R,+R I。 R,+R RIRS 已知R1=R2=10k,R3=109,R2≥R3,则 100 (3)此电路可视为压控电流源
7.17由集成运放A及BJTT1T2组成的放大电路如图题7.1.7所示,试分别按下列要求 将信号源vs、电阻R正确接入该电路。(1)引入电压串联负反馈;(2)引入电压并联负反馈; (3)引入电流串联负反馈;(4)引入电流并联负反馈。 图题7.1.7 解(1)a-c、b-d、h-i、j-f (2)a-d、b-c、h (3)a-d、b-c、g-ij-e b-d,,j-e 7.2.1某反馈放大电路的方框图如图题72.1所示,已知其开环电压增益Ay=2000,反馈 系数Fy=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Va的 图题7.2.1 解 1+AFy1+2000.0495=20 v V 0.1V V=FvV。=0.0495×2V=0.099V
品高nmy 722某反馈放大电路的方框图如图题7.2,2所示,试推导其闭环增益文/文的表达式。 解设该放大电路的开环增益为A A X。XaX。 1+A2F2 X1+AF EAA 1+A2F2 A1A 1 1)1+AA2F+A2F2 AA 图题7.2.2 7.2.3由运放组成的同相放大电路中,运放的Av=10°,R1=47k0,R1=5.1k,求反馈 系数Fv和闭环电压增益Av大立 解同相放大电路中引入了电压串联负反馈,则 F R R1+R15.1+47 ≈0.098 A A A=oF110×、W0.2 73.1一放大电路的开环电压增益为A10=10,当它接成负反馈放大电路时,其闭环电压 增益为Av=50,若Av变化10%,问Avy变化多少? 解因为 图强大 =10 1+ AvF.- A 200 所以,当Av变化10%时,Av变化
AvE 200 ×10%=0.05% 73.2负反馈放大电路的反馈系数|F|=0.01,试绘出闭环电压增益Av|与开环电压增 益A0之间的关系曲线。设A1在1与1000之间变化。 依据式 IAvI= 1+ AvoIF 及|F|=0.01,可画出|Av|与Avo的关系曲线,如图解7.3.2所示。 7.3.3设一非线性放大电路的电压传输特性的示意图如图题7.3.3所示。为简明起见,不 考虑相位关系,所有变量均用实数。其中一象限I区的斜率Av1=2×10(0<v0<5V);Ⅱ区的 斜率A2=0.5×103(5V<v0<12V);三象限类似。若用此放大电路组成一负反馈放大电路, 其反馈系数Fv=0.05,试描绘此放大电路的闭环传输特性v1-o 区 图解7.3.2 图题7.3.3 解 由已知条件可知,用此非线性放大电路组成负反馈放大电路时,其反馈深度分别为 1+AvFy=1+2×103×0.05=101 1+AvFy=1+0.5×103×0.05=26 当0<v0<5V时,闭环输出电压为0<vo<io≈0.05V=50mV 当5V<v0<12V时,005V<mm<(0.05 V≈0.3187V=318.7mV 闭环电压传输特性如图解7.3.3所示。 7.3.4放大电路的传输特性如图题7.3.3所示。设Av=1200,Av2=400。将此放大电路 构成负反馈放大电路,试选择一反馈网络的反馈系数Fv,使得闭环增益Av下降不多于5%,设 此时放大电路工作在Ⅱ区内,求出对应于所选定的F时的AvF 解依题意可知,在Ⅱ区内,闭环电压增益
图解7.3 A F ≈1.32×10 73.5设某电压放大电路的开环传输特性v1-v0具有四个区域,其斜率各不相同。从原点 起,当v1=0.2V时,vo=2V;v1=0.6V时,vo=4V;而当v1≥1V时,v达到5V。由此放 大电路组成一负反馈放大电路,并设Fv=0.1,试描绘v1-vo的关系曲线,并令0<vo<5V。 解由已知条件可画出开环时的传输特性,如图解7.3.5a所示,同时可求得对应的开环电 压增益分别为 Av=0.2v=10,Av2-(0.6-0.2)v=5,Aw(1-0.6)V=2.5 (5-4)V 反馈深度分别为 1+AvFy=2,1+Av2Fv=1.5,1+AFv=1.25
故当0<v0≤2V时,有 0<1+AnF=2N=1y 当2V<vo≤4V时,有 1V<=1+AnF+lv=(4-2)v 1V≈2.3V 5V时,有 23V<1+AF+2.3y=1.25+2.3v=31V 由以上分析计算可绘出v1-vo的关系曲线,如图解7.3.5b所示。 单界 图解7.35并的 7.3.6设某运算放大器的增益一带宽积为4×105H,若将它组成一同相放大电路时,其闭 环增益为50,问它的闭环带宽为多少? 解闭环带宽Bw=增益一带宽积=4×10H2=800Hx=8kHz
7.3.7一运放的开环增益为10°,其最低的转折频率为5Hz。若将该运放组成一同相放大电 路,并使它的增益为100,问此时的带宽和增益一带宽积各为多少? 解因开环与闭环时的增益一带宽积相等,故增益一带宽积为A·BW≈A·f1=5 10°Hz,闭环时的带宽 A·fH5×10°Hz 用出 1F-100 =5×104Hz=50kHz 中0 7.38反馈放大电路的方框图如图题7.3.8所示,设V为输入端引入的噪声,2为基本 放大电路内引入的干扰(例如电源干扰),v,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Av=AvAv2。证明 v=AvL(V+V1)-V2lAv-V3lAyI AvF 并说明负反馈抑制干扰的能力。 图题7.3.8 解由图题7.3.8可知 的人身 =它立一F的只 不国 的已是的,T Va=AvVa-V2=Av(V+V1+FyV。)-V2只如面基的 它。=A2v。-v3=AmA(v+v-FV)-Av2-v 又已知Av=AvA,故 v=Av[(+)-v2Am-的3A1 由Y。的表达式可见,于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,要特别注意采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V2处),由于有效信号可人为地提高,引入负反馈后,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。 7.3.9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?哪些电路能降低输出电阻 101
