第5章-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。

a) b)图5-22题5-1的图答 （a ）F R 、1R ：引入串联电压负反馈。

（b ）F R 、1R ：引入了正反馈。

5-2 电路如图5-23所示，解答下列为题： 1）1F R 引入了何种反馈，其作用如何？ 2）2F R 引入了何种反馈，其作用如何？图5-23 题5-2图解 1)1F R 、3E R 引入的是直流电流并联负反馈。

其作用是稳定静态电流2E I 。

其稳定过程如下：↓↓→↓→↑→↑→↑→↑→2211122E B C C B E E I I U I I U I2)2F R 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，如提高电压放大倍数的稳定性、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的输出电阻降低)1(AF +倍。

由于是串联反馈可使反馈环路的输入电阻增加)1(AF +倍。

2F R 引入的直流电压串联负反馈的作用是稳定静态电压2C U ，其稳定过程如下：↓↑→↑→↓→↓→↑→↑→2211112C C C C B E C U I U I I u U5-3 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，并说明其类型；（3）如果F R 不接在T 2的集电极，而是接在C 2与L R 之间，两者有何不同？（4）如果F R 的另一端不是接在T 1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)1E R 、2E R 直流串联电流负反馈，F R 、1E R 直流电压串联负反馈。

2)F R 、1E R 交流电压串联负反馈。

3)如果F R 不接在T 2的集电极，而是接在C 2与L R 之间，则F R 、1E R 只有交流电压串联负反馈，没有直流反馈。

4)如果F R 的另一端不是接在T 1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。

图图5-25 题5-4图答 6R 、7R 引入直流电压并联负反馈；4R 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 ）F R 、1R ：串联电流负反馈； （b ）F R 、1R ：正反馈。

图5-26 题5-5的图5-6 说明图5-27所示各电路的反馈类型，并说明哪些可以稳定输出电压；哪些可以稳定输出电流；哪些可以提高输入电阻；哪些可以降低输出电阻。

a) b)c) d)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，若从非输出端引出则为电流反馈；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)1F R 、1E R 、3E R ：1~3级间电流串联负反馈，可稳定电流，提高输入电阻； (b)F R ：电压并联负反馈，可稳定电压、降低输出电阻； (c)F R 、1E R 、C ：电压串联正反馈；(d)1F R 、1E R ：电压串联负反馈，可稳定电压、降低输出电阻、提高输入电阻；2F R 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，1F R 构成第一级反馈，2F R 构成第二级反馈，F R 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 1F R ：电压串联负反馈；2F R ：电压并联负反馈；F R ：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） 要求输出电压o U 基本稳定，并能提高输入电阻。

（2） 要求输出电流c I 基本稳定，并能减小输入电阻。

（3） 要求输出电流c I 基本稳定，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）输出端接上（或改变）负载电阻L R 时，输出电压变化小。

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）能够使电路输出电压稳定；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）欲使输出电压稳定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。

图5-30 题5-10图5-11某放大器无负反馈时，电压增益相对变化量为25％，引入电压串联负反馈之后，电压增益100=•uf A ，相对变化量为1％，试求无反馈时的电压增益•A 和反馈系数•F 的大小。

解 由于AFA dA A dA ufuf +⋅=11故 AA uf 25.001.0=解得2500=A ，0096.0=F5-12 在图5-31所示的两个电路中，集成运放的最大输出电压V U om 13±=。

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。

a ）b ）图5-31 题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：Ω=k 19R ，F 005.0μ=C ，Ω=k 3.201R ，Ω=k 102R ，Ω=k 13R ，Ω=k 34R ，Ω=k 15R ，Ω=k 36R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0=+A F ϕϕ。

图5-32 题5-13图 在谐振频率下，选频网络的反馈系数是31=F ，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：3.3103.201121=+=+=R R A 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) 该电路有稳定振幅的措施。

1V D 、3R 、4R 组成负向限幅环节，2V D 、5R 、6R 组成正向限幅环节。

其工作过程是：振荡器起振后，振幅不断升高，当振幅升高到某一数值，o u 的负半波峰值使二极管1V D 导通，o u 的正半波峰值使二极管2V D 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o o o u u u R R R u 33.0103.2010212=+=+=-限幅网络的分压值o o u E u R R R E R R R u 43414344331+=+++=同理o u E u 43412+-=设二极管的死区电压为V 5.0，则当V 5.02+=-u u 时，2V D 导通而正向限幅，正向限幅值om U 可由下式求出：5.033.04341+=+-om om U U E 从而得 V 12.10=om U 因负向与正向限幅是对称的，所以振荡器输出电压o u 得振幅约为V 12.10±=om U 。

4)该振荡器的振荡频率为：kHz 18.310005.0101014.32121630=⨯⨯⨯⨯⨯==-RC f π 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）1R 大致调到多大才能起振？（2）p R 为双联电位器，可从0调到Ωk 4.14,试求振荡频率的调节围。

图5-33 题5-14图解 (1)RC 串并联电路振荡频率为RCf π210=当0f f =时，0=F ϕ而 0=A ϕ（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31=F ，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：1211R R R A F F ++=所以当3>A 即k Ω5.11<R 时该电路可以起振。

(2)当0=P R 时 RC f π21=63101.0106.121-⨯⨯⨯⨯=πHz 2.995=当k Ω4.14=P R 时 C R R f P )(21+=π63101.0101621-⨯⨯⨯⨯=πHz 5.99= 此电路振荡频率的调节围为Hz 2.995~5.995-15 某音频信号发生器的原理电路如图5-34所示。

Ω=k R 101，Ω=k R F 22，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1R 换成热敏电阻t R ，t R 的温度系数取正还是取负？3）若同轴电位器P R 从Ωk 1变到Ωk 10，计算电路振荡频率的调节围。

图5-34 题5-15图解 1)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0=+A F ϕϕ在谐振频率下，选频网络的反馈系数 2.31022111=+=+=R R F F 3> 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)t R 的温度系数应取正。

o u 的振幅为o U ，如果温度升高导致o U 升高，则有：↓↑→↑→↑→o Rt t o U U R U 从而保证o U 稳定。

3)当同轴电位器k Ω1=P R 时Hz 1048106600102314.321)(211230=⨯⨯⨯⨯⨯=+=-C R R f P π当同轴电位器k Ω10=P R 时Hz 753106600103214.321)(211230=⨯⨯⨯⨯⨯=+=-C R R f P π所以该电路振荡频率的调节围为Hz 1048~753。