模拟电子技术基础_胡宴如_耿苏燕_高等教育出版社_第四章_课后答案

56 第 4 章 负反馈放大电路 4.1 某放大电路输入的正弦波电压有效值为 10mV，开环时正弦波输出电压有效值为 10V，试求引入反馈系数为 0.01的电压串联负反馈后输出电压的有效值。 解：开环电压放大倍数为 1000 10 10 === mV V u uA i o u 引入 Fu=0.01的电压串联负反馈后，闭环电压放大倍数为 990 01010001 1000 1 . .FA AA uu u uf ≈×+=+= 故可得该负反馈放大电路输出电压的有效值为 UO=Auf·Ui=90.9×10mV≈0.91V 4.2某电流并联负反馈放大电路中，输出电流为 io=5sinωt(mA)，已知开环电流放大倍 数为 Ai=200，电流反馈系数为 Fi=0.05，试求输入电流 ii、反馈电流 if和净输入电流 iid。 解： )A(tsin)mA(tsin A ii i o id µω=ω== 25200 5 if=Fiio=0.05×5 sinωt(mA)=250 sinωt(μA) ii=iid+if=275 sinωt(μA) 4.3分析图 4.3所示电路中的反馈：（1）反馈元件是什么？（2）是正反馈还是负反馈？ （3）是直流反馈还是交流反馈？ 解:（a）无反馈元件，电路通过输出端与集成运放反相端之间的连线引入负反馈； 为交、直流反馈。 （b）反馈元件是 RE，引入了直流负反馈。 57 （c）反馈元件是 R3，引入了交、直流正反馈。 （d）对集成运放 A1而言，反馈元件是集成运放 A2所构成的电路及电阻 R2，它们引 入交、直流正反馈。对集成运放 A2而言，由其输出端和反相输入端之间的连线引入了交、 直流负反馈。 （e）对集成运放 A1而言，反馈元件是 R3，引入了交、直流负反馈。对集成运放 A2 而言，反馈元件是 R6、R7，引入了交、直流负反馈。另外，集成运放 A1、A2之间还存在 级间反馈，反馈元件是 R4、C，引入了交流负反馈。 （f）反馈元件是 R2，引入了直流负反馈。 4.4分析图 P4.4所示各电路中的交流反馈（若为多级电路，只要求分析级间反馈）：（1） 是正反馈还是负反馈；（2）对负反馈放大电路，判断其反馈类型。 图 P4.3 58 解：（a）图（a）中，R4为反馈元件，引入串联反馈，故反馈信号为 uf，可标出 uf、 净输入电压 uid如图解 P4.4（a）所示。设该图中的 ui瞬时极性为正，并用 表示，则可得 ' iu 、uf的瞬时极性也为正，而 f'iid uuu −= ，因此引入 uf后削弱了净输入信号，为负反馈。 若令 uo=0，该反馈仍将存在，故为电流反馈。因此，该电路为电流串联负反馈放大电路。 （b）图（b）中 RS为反馈元件，引入串联反馈，可标出反馈电压 uf、净输入电压 uid 如图解 P4.4（b）所示。设 ui的瞬时极性为正，则可得 uf的瞬时极性也为正，而 uid=ui-uf， 故引入的是负反馈。由于 uf=uo，反馈取样于输出电压，故为电压反馈。因此，这是电压串 联负反馈放大电路。 图 P4.4 图 P4.4 59 （c）图（c）中，R7为级间反馈元件，引入级间串联反馈，可标出 uf、uid如图解 P4.4 （c）所示。设 ui对地的瞬时极性为正，则可得 iu' 对地的瞬时极性为正、uo1对地的瞬时极 性为负，uo2对地的瞬时极性为正，由于 2 76 7 of uRR Ru += 故 uf的瞬时极性也为正，而 f'iid uuu −= ，故引入的是负反馈。若令 uo=0，由图可见反馈 仍存在，故为电流反馈。因此，这是电流串联负反馈放大电路。 （d）图（d）中，由连线 NA引入并联反馈，可标出 ii、if、iid如图解 P4.4（d）所示。 设 ui对地的瞬时极性为正，则可得 ii的瞬时极性为正，uo’对地的瞬时极性为负，输出电流 io的实际流向如图所示，而 if=io，故 if的瞬时极性也为正，而 iid=ii-if，故引入的是负反馈。 图解 P4.4 － 60 由于 if=io，反馈信号取样于 io，故为电流反馈。因此，这是电流并联负反馈放大电路。 （e）图（e）中，级间反馈元件为 R5，引入并联反馈，可标出 ii、if、iid如图解 P4.4 （e）所示。设 ui对地的瞬时极性为正，则可得 ii、uo1的瞬时极性均为正，uo的瞬时极性 为负，故 if的瞬时极性也为正，而 iid=ii-if，故引入的是负反馈。令 uo=0时，反馈将消失， 故为电压反馈。因此，这是电压并联负反馈放大电路。 （f）图（f）中，级间反馈元件为 R3、RE，引入并联反馈，可标出 ii、if、iid 如图解 P4.4（f）所示。设 ui对地的瞬时极性为正，则可得 ii极性为正，uo1对地极性为负，uo3对 地极性为正，故 if的瞬时极性为负，而 iid=ii-if，故引入的是正反馈。 4.5某负反馈放大电路的闭环增益为 40dB，当开环增益变化 10%时闭环增益的变化为 1%，试求其开环增益和反馈系数。 解：由题意知，Af=40dB=100， A dA =10%时引起 f f A dA =1%，故 10 1 101 ===+ % % A/dA A/dA AF ff A=Af（1+AF）=100×10=1000=60dB 3109 1000 9110 −×==−= A F 4.6图 P4.6所示各电路中，希望降低输入电阻，稳定输出电压，试在各图中接入相应 的反馈网络。 解：欲降低输入电阻、稳定输出电压，应引入级间电压并联负反馈。 对图 P4.6（a），可在 V1基极与 V2发射极间接入反馈电阻 RF，如图解 P4.6（a）所示。 图中，设 ui瞬时极性为正，可得 ii极性为正，uo1对地极性为负，uo对地极性为负，故 if 图 P4.6 61 极性也为正，iid=ii-if，故引入了负反馈。 对图 P4.6（b），可在 A1同相输入端与 A2输出端之间接入 RF，如图解 P4.6（b）所示。 图中，设 ui对地瞬时极性为正，可得 ii、uO1的极性均为正，uo对地极性为负，故 if极性为 正，引入了负反馈。 4.7分析图 P4.7所示各深度负反馈放大电路；（1）判断反馈类型；（2）写出电压放大 倍数 i o uf u uA = 的表达式。 解:（a）图（a）中，R4、R6构成级间交流反馈网络，引入串联反馈，可标出反馈电压 uf如图解 P4.7(a)所示。若令 uO=0，这种反馈将会消失，故为电压反馈。由于是深度串联负 反馈放大电路，有 uf≈ui。 又由图解 P4.7(a)可求得 of uRR Ru 64 4 += 故可得闭环电压放大倍数为 4 61 R R u u u uA f o i o uf +=== 图解 P4.6 图 P4.7 62 （b）图（b）中，R3、R4、A3电路和 R7、R8共同构成级间反馈网络，引入串联反馈， 可标出反馈电压 uf如图解 P4.7(b)所示。若令 uo=0，则反馈消失，故为电压反馈。由于电 路构成深度串联负反馈放大电路，故有 uf≈ui。 由图解 P4.7(b)可得 87 8 RR Ru f += oo uRR R) R R( RR Ru ⋅+⋅+⋅+= 43 4 5 6 87 8 3 1 故可得闭环电压放大倍数为 65 5 8 7 4 3 11 RR R) R R)( R R( u u u uA f o i o uf +⋅++=== 4.8分析图 P4.8所示各反馈电路：（1）标出反馈信号和有关点的瞬时极性，判断反馈 性质与类型；（2）设其中的负反馈放大电路为深度负反馈，估算电压放大倍数、输入电阻 和输出电阻。 解：（a）图（a）中，R1、R3构成级间反馈网络，引入串联反馈，可标出反馈信号 uf 如图解 P4.8（a）所示。设 ui的瞬时极性为正，则得 uo1对地极性为负，uo的对地极性为正， 而 of uRR Ru 31 1 += ，故 uf极性也为正，而 uid=ug - u1g2=ui-uf，故 uf削弱了净输入信号，引 入的是负反馈，由于 uf取样于 uo，故为电压反馈。由于电路构成深度电压串联负反馈放大 电路，故 uf≈ui，Rif→∞，Rof≈0。因此闭环电压放大倍数为 6 20 10020 1 31 =+=+=== R RR u u u uA f o i o uf 图解 P4.7 63 输入电阻为 Ri=R1+Rif→∞ 输出电阻为 Ro=Rof≈0 （b）图（b）中，R2 引入了级间反馈，为并联反馈，可标出 if、ii、iid 如图解 P4.8(b) 所示。设 ui的瞬时极性为正，则得 ii的极性为正，uo1的对地极性为负，uo的对地极性也为 负，故 if的极性为正。由于 iid=ii-if，if削弱了净输入信号，故为负反馈。若令 uo=0，则反 馈消失，故为电压反馈。由于电路构成深度电压并联负反馈放大电路，故 if≈ii，Rif≈0， Rof ≈0。 图 P4.8 - 图解 P4.8 64 由于 Rif ≈0，故 uA≈0 2 1 R ui R ui o f i i −= = 闭环电压放大倍数为 10 10 100 1 2 −=−=−== R R u uA i o uf 输入电阻为 Ri=R1+Rif≈R1=10kΩ 输出电阻为 Ro=Rof≈0