第5章反饋習題解答

2022-12-02 13:06:02 字數 2793 閱讀 5694

1. 判斷下列電路中是否存在反饋?是正反饋還是負反饋?若是負反饋,請說明反饋型別,並寫出反饋係數。

(ab)

(cd)

(e) (f)

答:(a)為電流串聯負反饋,

(b)為電壓併聯負反饋,

(c)就交流訊號而言為提高輸入電阻的正反饋自舉電路。

(d)為電壓串聯負反饋,

(e)為電流串聯負反饋,

(f)為電流併聯負反饋,

2. 有人說,可以將共集電極電路看成是施加百分之百電壓負反饋的共發射極電路,將共基極電路看成是施加百分之百電流負反饋的共發射極電路。試從電路的結構、增益、輸入電阻、輸出電阻等方面證明上述說法的正確性(提示:

將共發射極電路看成乙個四端網路)。

證明:對共發射極電路引入電壓串聯負反饋,如下圖所示:

其中a為共發射極電路,rc為考慮反饋網路負載效應時的等效電阻,對百分之百電壓負反饋:,則:

可見與共集電極電路除了增益相差乙個負號外,其它效能指標基本一樣。

對共發射極電路引入電流併聯負反饋如下所示:

對百分之百電流負反饋,則

可見與共基極電路效能指標基本一樣。

3. 「負反饋可以改善放大器的放大效能」這句話是否一定正確?它要求有什麼先決條件?

答:負反饋放大器的效能指標都有所改變。除了增益下降以外,其他效能指標的改變都有利於放大器效能的提高。

所以可以說,放大器中加入負反饋,是一種以犧牲增益換取其他指標效能提高的方法。需要指出的一點是:所有上述分析都是建立在基本放大器能夠正常放大的前提下。

如果由於某種原因(例如溫度的改變、訊號動態範圍過大等)使得基本放大器脫離了正常放大的範圍,則上述結論全部無效。

4. 運用虛短路、虛開路概念估算負反饋放大器電路有什麼限制?

答:限制條件是:深度負反饋條件是。

由、φi=φs-φf 可以知道,所謂深度負反饋,其實質是由於負反饋的作用,施加於放大器輸入端的有效訊號遠小於反饋訊號和源訊號,所以在深度負反饋放大器的近似計算中可以忽略放大器的有效輸入訊號。

5. 寫出第1題中負反饋電路的電壓增益表示式,假設其中電晶體的gm或β 已知,early效應可忽略。

解:(a)為電流串聯負反饋,,考慮反饋網路負載效應的基本放大電路為:

(b)為電壓併聯負反饋,,考慮反饋網路負載效應的基本放大電路為:

(d)為電壓串聯負反饋,

考慮反饋網路負載效應的基本放大電路為:

(e)為電流串聯負反饋,

考慮反饋網路負載效應的基本放大電路為:

(f)為電流併聯負反饋,

考慮反饋網路負載效應的基本放大電路為:

6. 已知下圖電路中,所有電晶體的引數為:β=100,vbe = 0.

7v,va =100v。其餘電路引數已經在圖中標明。試計算此電路的電壓增益、輸入電阻和輸出電阻。

解:先進行靜態工作點的求解(忽略各管基極電流):

根據以上靜態工作點利用公式,求得各管交流引數。

考慮反饋網路負載效應的基本放大器交流等效電路如下圖所示:

基本放大器差模輸入電阻:

基本放大器輸出電阻:

7. 試用虛短路、虛開路概念計算下列電路的源電壓增益。

(ab)

(c) (d)

解:圖(a)電路定義節點a如下圖所示:

解上兩方程即求得源電壓增益:

圖(b)電路定義節點a如下圖所示:

解上兩方程即求得源電壓增益:

圖(c)電路定義節點a如下圖所示:

解上兩方程即求得源電壓增益:

圖(d)電路定義節點a如下圖所示:

解上兩方程即求得源電壓增益:

8. 某些整合運放為了增加頻寬,在進行頻率補償時故意不作全補償(即在波特圖0db線上方保留了兩個極點)。在這種運放的使用說明中,要求使用者設計的放大器的閉環放大倍數不能小於某個一定的值,譬如10。

試用波特圖說明它的原理。

解:沒有進行全補償的波特圖如下圖所示:

由圖可見,放大器工作要穩定,補償後反饋增益線必須在斜率在-20db/十倍頻以內,否則放大器工作可能不穩定,這也是閉環放大倍數不能小於某個一定的值的原因。

9. 下圖是一種多級移相的rc反饋振盪器的原理電路。試分析它的工作原理,並寫出它的幅度平衡條件和相位平衡條件。

解:將電路進行拆環等效如下:

求得環路增益為:

相位平衡條件是**rc相移網路提供1800相移,上式分母虛部為0。

=0振盪頻率為:

幅度平衡條件為:

10. 下圖是一種實用的文氏橋振盪器,其中d1是普通二極體,dz是穩壓二極體,t1是n溝道結型場效電晶體。試分析它的穩幅原理(提示:

場效電晶體在vds很小的時候工作在可變電阻區,其導通電阻是vgs的函式)。

解:在輸出訊號的負半周,經d1、dz對c1充電,t1的vgs往負向變化,使t1的漏源間溝道電阻加大,,放大器增益下降,從而限制vo幅度的進一步提高,其中d1起負向檢波作用。

11. 試證明錯誤!鏈結無效。式,並畫出反相滯回比較器的電壓傳輸特性曲線。

證明:方波發生器如下所示:

圖中,電阻r1和電容c1構成定時反饋網路,比較器和正反饋網路rf、r構成反相滯回比較器。當運放輸出正向飽和電壓時,電容c1通過r1充電,充電到時,比較器反轉,運放輸出負向飽和電壓,此時電容c1通過r1放電,放電到時,比較器反轉。所以比較器的閾值電壓為:

12. 下圖是乙個占空比不等於1的方波發生器。試分析其工作原理,並寫出vo=voh和vo=vol的時間常數表示式(假設d1、d2是理想二極體)。

解:當運放輸出正向飽和電壓時,電容c1通過r1充電,充電到時,比較器反轉,運放輸出負向飽和電壓,此時電容c1通過r2放電,放電到時,比較器反轉。所以比較器的閾值電壓為:

vo=voh的時間常數為:r1c1,vo=vol的時間常數為:r2c1。

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