反馈放大电路习题解答.docx
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反馈放大电路习题解答
第五章习题参考答案
5-1试判断图5・22所示集成运放电路的反馈类型。
R7
a)
图5・22题5J的图
答(a)Rf、Ry引入串联电压负反馈。
(b)心、&:
引入了正反馈。
5-2电路如图5-23所示,解答下列为题:
1)尺冋引入了何种反馈,苴作用如何
2)心2引入了何种反馈,其作用如何
b)
图5-23題5-2图
解尺凸引入的是直流电流并联负反馈。
苴作用是稳左静态电流乙2。
苴稳定过程如I':
I£2个TU口匸―‘胡>Ic\匸―UaI—>182J—I£2I
2)RF2引入的是交、直流电压串联负反馈。
其作用是交流电压串联负反馈可改善放大器的性能,如提髙电压放大倍数的稳立性、减小非线性失真、抑制干扰和噪声、展宽放大电路的通频带等。
由于是电压负反馈还可使反馈环路内的输出电阻降低(1+AF)倍。
由于是串联反馈可使反馈环路内的输入电阻增加(1+AF)倍。
尺尸2引入的直流电压串联负反馈的作用是稳左静态电压uC2.其稳左过程如下:
u(.、T—>“门T—>/biI~/(-|丄一>t/(.jT―>/(.、T―>u(.、I
5-3在图5-24所示的两级放大电路中,
(1)那些是直流负反馈;
(2)哪些是交流负反馈,并说明英类型:
(3)如果/?
尸不接在T2的集电极,而是接在C2与尺丄之间,两者有何不同(4)如果/?
卢的另一端不是接在L的发射极,而是接在它的基极,有何不同,是否会变为正反馈
5-24题5-3图
解1)'尺氏直流串联电流负反馈,Rf、尺約直流电压串联负反馈。
2)心、交流电压串联负反馈。
3)如果不接在T2的集电极,而是接在C2与/^之间,则Rf、R川只有交流电压串联负反馈,没有直流反馈。
4)如果的另一端不是接在T】的发射极,而是接在它的基极,则变为正反馈。
5-4对图5-25所示电路,该电路都引进了哪些级间反馈判断其反馈类型。
图5-25题5-4图
答&、禺引入直流电压并联负反馈:
心引入交、直流电流串联负反馈。
5-5放大电路如图5-26所示,试分别判断各电路反馈的极性和组态。
答(a)Rf、&:
串联电流负反馈;
(b)叫、正反馈。
图5-26•題5-5的图
稳泄输出电流:
哪些可以提髙输入电阻;哪些可以降低输出电阻。
I1%
图5-27题5-6图
解根据电路结构可知反馈若从输出端引出则为电压反馈,若从非输出端引岀则为电流反馈;反馈若引回到输入端则为并联反馈,若引回到非输入端则为串联反馈。
然后再根据瞬时极性法判断是正反馈或是负反馈。
(a)R八、张、Re-3级间电流串联负反馈,可稳左电流,提髙输入电阻:
(b)/?
.:
电压并联负反馈.可稳左电压、降低输岀电阻:
(c)R/.•.R"、C:
电压串联正反馈:
(d)R门、尺加电压串联负反馈,可稳泄电压、降低输岀电阻、提高输入电阻:
Rf?
直流电流并联负反馈,可稳定电流。
5-7图5-28所示的电路为两级放大电路构成,尺门构成第一级反馈,Rf2构成第二级反馈,构成两级之间的反馈。
试判断它们分别是正反馈还是负反馈若是负反馈,判断其反馈组态。
图5-28题5-7图
答R加电压串联负反馈;尺门:
电压并联负反馈:
Rf:
电压并联负反馈。
5-8如果需要实现下列要求,在交流放大电路中应引入哪种类型的负反馈
(1)要求输岀电压基本稳立,并能提高输入电阻。
(2)要求输出电流匚基本稳泄,并能减小输入电阻。
(3)要求输出电流0基本稳泄,并能提高输出电阻。
答
(1)应引入电压串联负反馈;
(2)应引入电流并联负反馈:
(3)应引入电流串联负反馈:
5-9在图5-29所示的放大电路中,引入负反馈后,希望:
1)降输入电阻;2)输岀端接上(或改变)负载电阻尺丄时,输岀电压变化小。
试问应引入何种组态的反馈在图上接入反馈网络。
答1)欲降低输入电阻应引入并联反馈:
2)欲使输出电压变化小应引入电压负反馈反馈:
图5・29题5・9图
故应引入并联电压负反馈。
如图5・29虚线所示。
5-10在图5-30所示的放大电路中,引入负反馈后,希望:
1)能够使电路输岀电压稳立;2)信号源向放大电路提供的电流较小。
试问应引入何种组态的反馈在图上接入反馈网络。
答1)欲使输岀电压稳左应引入电压负反馈反馈:
2)欲信号源向放大电路提供的电流较小应提高输入电阻,应引入串联反馈:
故应引入串联电压负反馈。
如图5・30虚线所示。
5-11苇放大器无负反馈时,电压增益相对变化量为25%,引入电丐串联负反馈乙后,电压增益AhJ.=100,相对变化量为1%,试求无反馈时的电压增益[和反馈系数斤的大小。
解由于
A故0.01=0.25丄解得4=2500,F=0.0096
A
5-12在图5-31所示的两个电路中,集成运放的最大输出电压Uom=±\3Vo试分别说明,在下列三种情况下,是否存在反馈若存在反馈,是什么类型的反馈
⑴当m点接至a点时:
(2)当m点接至b点时:
(3)当m点接“地"时。
-OMo
~~o8
b)
图5-31題5-12图
答
(1)当m点接至a点时:
a)为电压串联负反馈;b)为电压并联负反馈;
(2)当m点接至b点时:
a)和b)均为正反馈:
(3)当m点接“地”时:
a)和b)均无反馈。
5-13对于图5-32所示的正弦波振荡器,解答下列问题:
1)它属于何种形式的振荡器
2)该电路能否满足起振的相位条件和幅值条件
3)该电路有无稳幅措施估算振荡波形的振幅值。
4)估算该振荡器的振荡频率。
电路参数为:
R=19kQ,C=0.005//F,&=20.3kD,
R2=lOkQ・R、=lkQ,瓦=3kC,R5=lkC,
R(、=3kn
解1)该电路是采用集成运算放大器组成的同相输入比例运算放大器和RC串并联选频网络构成的文氏电桥振荡器。
2)从运算放大器和选频网络组成的反馈环路来看,运算放大器式同相输入,其输出与输入信号相位相同。
选频网络在谐振频率下输出信号与输入信号相位亦相同,因此满足自激振荡的相位条件,即
在谐振频率下,选频网络的反馈系数是F=1/3,这就要求基本放大电路,也就是引至运算放大器反相端的负反馈放大电路的放大倍数A必须略大于3,以满足起振的幅
值条件,根据所给电路参数可知:
综上,该电路既满足自激振荡的相位条件又满足幅值条件,是可以产生自激振荡的。
3)该电路有稳左振幅的措施。
VD|、心组成负向限幅环节,\°2、他、他组成正向限幅环节。
其工作过程是:
振荡器起振后,振幅不断升髙,当振幅升高到某一数值,化的负半波峰值使二极管VO】导通,化的正半波峰值使二极^VD2导通。
二极管导通后,负反馈加强,使基本放大器的增益下降,因而限制了振幅的进一步增高。
根据电路参数,可估算振荡波形振幅的值:
运算放大器反相端电压
=0.33叫
R.10
u==—Ilt=II
'&+R]°20.3+10
限幅网络的分压值
-E+-U
同理1匸3
/G=--E+-uo
■44°
设二极管的死区电压为0.5V,则当u2=//_+0.5V时,\。
2导通而正向限幅,正向限幅值卩如可由下式求岀:
13
--E+-U()m=0.33U<>m+0.5
从而得卩。
”,=10.12V
因负向与正向限幅是对称的,所以振荡器输出电压"。
得振幅约为U呦=±10.12Vo
4)该振荡器的振荡频率为:
==:
=3.18kHz
2tcRC2x3.14x10x103x0.005x10-6
5-14图5-33是用运算放大器构成的音频信号发生器的简化电路。
(1)&大致调到多大才能起振
(2)心为双联电位器,可从0调到14.4M1,试求振荡频率的调节范叭
图5-33题5-14图
解⑴RC串并联电路振荡频率为
九=2欣C
当•/=人时,甲卜、=0
而(pA=0(同向输入)
所以满足起振的相位条件。
在谐振频率下,选频网络的反馈系数是F=1/3,这就要求引至运算放大器反相端的负反馈放大电路的放大倍数A必须大于3,以满足起振的幅值条件,根据所给电路参数可知:
A=l+w"2
&
所以当q>3即&<1.5kG时该电路可以起振。
(2)当Rp=O时
f=—1—=1=9952Hz
"RC2^xl.6xl03x0.1xl0-6
当Rp=14.40时
f=!
=!
=99.5Hz
2MR+RJC2^x16x103x0.1x10-6
此电路振荡频率的调节范国为99.5〜995.2Hz
5-15某音频信号发生器的原理电路如图5-34所示。
Ri=\OkCl,R“.=22kG,其它电路参数如图所示。
求:
1)该电路能否满足振荡的相位条件和幅值条件。
2)若图中
R|换成热敏电阻&的温度系数取正还是取负3)若同轴电位器Rp从变到
10胚1,计算电路振荡频率的调节范用。
图5-34题5-15图
解2)从运算放大器和选频网络组成的反馈环路来看,运算放大器式同相输入,英输出与输入信号相位相同。
选频网络在谐振频率下输岀信号与输入信号相位亦相同,因此满足自激振荡的相位条件,即(pF+(pA=0°
综上,该电路既满足自激振荡的相位条件又满足幅值条件,是可以产生自激振荡的。
2)/?
『的温度系数应取正。
心的振幅为匕,如果温度升髙导致匕升高,则有:
uoTtRtt->uRtT-^uoJ从而保证匕稳定。
3)当同轴电位器=lkG时
当同轴电位器RP=10kQ时
1
27r(R+Rp)C一
1
2x3.14x32x103x6600x10-12
=753Hz
/o=
所以该电路振荡频率的调节范围为753〜1048Hz。
5-16用相位平衡条件试判断图5-35所示各电路能否振荡。
b)
c)d)
图5-35题5-16图
解a)根据瞬时极性法可知,若输入端信号瞬时极性为正则匕集电极输出为正,谐振时从RC串并联回路引回到输入端的反馈信号极性也为正,所以该反馈是正反馈,若满足振幅条件可以振荡。
b)若反相输入端信号瞬时极性为正则运算放大器输出为负,经过三级移相网络(每级60°)后极性再次为正,引回到输入端的信号极性为正,所以该反馈是正反馈,若满足振幅条件可以振荡。
c)若输入端信号瞬时极性为正则集电极输出为负,谐振时从RC串并联回路引回到输入端反馈信号极性也为负,所以该反馈是负反馈,此电路不能振荡。
d)若输入端信号瞬时极性为正则叫集电极输出为负,从而匕集电极输岀为正,谐振时从RC串并联回路引回到输入端的反馈信号极性也为正,所以该反馈是正反馈,若满足振幅条件可以振荡。