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 I

2)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。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 U

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；2

F 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

AF

A dA A dA uf

uf +?

=

11

故 A

A uf 25

.001.0=解得2500=A ，0096.0=F

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 ??。 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：

3.310

3.201121=+=+

=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 33.010

3.2010212=+=+=

-

限幅网络的分压值

o o u E u R R R E R R R u 4

3

414344331+=+++=

同理

o u E u 4

3

412+-=

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：

5.033.04

3

41+=+-

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 18.310

005.0101014.321

216

30=?????==

-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范围。

图5-33 题5-14图

解 (1)RC 串并联电路振荡频率为

RC

f π21

0=

当0f f =时，0=F ?

而 0=A ?（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：

1

2

11R R R A F F ++

=

所以当3>A 即k Ω5.11

3101.0106.121

-????=πHz 2.995=

当k Ω4.14=P R 时 C R R f P )(21+=

π6

3101.0101621

-????=πHz 5.99=

此电路振荡频率的调节范围为Hz 2.995~5.99

5-15 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范围。

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 ?? 在谐振频率下，选频网络的反馈系数 2.310

22

111=+=+

=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

)(2112

30=?????=+=-C R R f P π

当同轴电位器k Ω10=P R 时

Hz 75310

6600103214.321

)(2112

30=?????=+=

-C R R f P π 所以该电路振荡频率的调节范围为Hz 1048~753。

5-16 用相位平衡条件试判断图5-35所示各电路能否振荡。

a ） 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2V 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1V 集电极输出为负，从而2V 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。