第八章放大电路中的负反馈
8.1试判断题8.1图所示各电路中反馈的极性和组态。
RFR1ui+-R1ui+uo-UCC
+_ARLR3(b)R4ARL+uo-
(a)R2R2RB+-RCT2uORFR2+-UCC
RBT2RCuOAARF(c)uiR1REuiR1(d)题8.1图
解:用瞬时极性法可确定(a)是正反,(b)(c)(d)是负反馈。若uo=0,则(a)、(d)中反馈消失,而(b)、(c)中反馈不消失,故(a)、(d)是电压反馈,(b)、(c)是电流反馈;另外(a)、(c)中反馈支路和输入支路接在运放的同一输入端,是并联反馈,(b)(d)中反馈支路和输入支路接在运放的不同输入端,故是串联反馈。
8.2试判断题8.2图所示各电路中反馈的极性和组态,指出反馈元件。
UCC
RFR1+UCC
RBRC+uo-+CRE(b)+uo-ui-ui-(a)
UCC
RB1RC1RB2RC2++ui-RFRE1(c)
题8.2图69
RE2uo-+ui-RB1UCC
RC1RB2RC2+RFRE1(d)
RE2uo-解:用瞬时极性法可确定(a)、(b)、(c)是负反馈,(d)是正反馈,(c、d只考虑级间反馈),令uo=0,则(a)、(b)、(c)中反馈均消失,而(d)中反馈不消失,故(a)(b)、(c)是电压反馈,(d)是电流反馈;另外(a)中反馈支路与输入支路接在晶体管的同一输入端(基极),故是并联反馈,而(b)(c)(d)中反馈支路与输入支路接在晶体管的不同输入端,故是串联反馈。(a)中反馈元件是RF;(b)中反馈元件是RE;(c)中反馈元件是RF、RE1;(d)中反馈元件是RF、RE1、RE2。
8.3在题8.3图所示电路中,既有交流反馈,又有直流反馈,分别指出构成交流反馈的反馈元件和构成直流反馈的反馈元件,并分析级间交流反馈的反馈组态。
UCC
RE2CERB1C1+RC1RC3C2+ui-RE1RC2uoRE3-RFCF题8.3图
解:直流反馈的反馈元件是RE1 、RE2和RE3,无级间反馈;交流反馈的反馈元件是RF、CF、RE1和RE3,由瞬时极性法可确定级间交流反馈是负反馈;u0=0时,反馈不消失,是电流反馈;反馈支路与输入支路接在晶体管的不同输入端,故是串联反馈,因此,该电路的级间反馈是串联电流交流负反馈。
8.4指出题8.1图和题8.2图中哪些电路能稳定输出电压,哪些能稳定输出电流,哪些能提高输入电阻,哪些能降低输出电阻。
解:由于电压负反馈能稳定输出电压,降低输出电阻,电流负反馈能稳定输出电流,故题8.1图中(d)和题8.2图中(a)、(b)、(c)能稳定输出电压,降低输出电阻,题8.1图中(b)、(c)能稳定输出电流。又由于串联负反馈能提高输入电阻,因此题8.1图中(b)、(d)和题8.2图中(b)、(c)能提高输入电阻。
8.5
如果要求当负反馈放大电路的开环放大倍数变化25%时,其闭环放大倍数变化
不超过1%,又要求闭环放大倍数为100,问开环放大倍数和反馈系数应选什么值?如果引入的反馈为电压并联负反馈,则输入电阻和输出电阻如何变化?变化了多少?
解:由
dAfAf=
1dA可得1+AFA70
0.25
≤0.01,AF≥241+AFA又Af==100,故A≥2500,选A=2500,则F=9.6×10-3,如引入的反馈为电压并
1+AF联负反馈,则输入电阻和输出电阻均降为原值的1/25。
8.6在题8.6图所示的两级放大电路中,出现了非线性失真。输入信号为正弦波,其有效值为10mV,输出信号由基波和二次谐波组成,基波分量有效值为10V,二次谐波分量有效值为1V。求
(1)若要求二次谐波减小至0.1V,如何引反馈,反馈系数为多少?反馈电阻如何取值?
(2)引入反馈后,如要求其波输出仍为10V,应采取什么措施?解:(1)原放大电路的电压放大倍数是
UCC
1000,现要使二次谐波分量由1V降为0.1V,降
RC1RB2RC2RB1C3为原值的1/10,则1+AF=10,F=0.009,由于对
C1+输入、输出电阻无特别要求,故可引入电压串联C2T1T2RF负反馈,如图所示,反馈系数+uoRE19919,
RF=RE1F==
9RE1+RF1000
(2)引入负反馈后,电路的电压放大倍数为Af=
ui-RE1题8.6图
-A1000
==100,因此若要求基波输出仍为10V,则应提高输入电压,1+AF10
Ui=
Uo10==0.1V,即将输入电压提高到100mV。Af100
8.7判断题8.7图所示电路的反馈组态,估算电压放大倍数,并说明对输入、输出电阻的影响。
解:电路的反馈组态是电压串联负反馈,Af=Au,R1
反馈系数F=。由于运放的开环放大倍数很大,
R1+RFui+-A1RF+-A2uOAF远大于1,因此
RAA1
Auf=Af=≈==1+F1+AFAFFR1
R1题8.7图又由于运放的输入电阻很大,引入串联负反馈后,输入电阻增大到开环时的(1+AF)倍,
因此,电路的输入电阻可看作无限大;另外,引入电压负反馈后,输出电阻要降到开环时的1/(1+AF),而运放的输出电阻本来就较小,因此,电路的输出电阻可看作为零。
71
8.8数。
在深度负反馈条件下,估算题8.1中图(b)、(c)、(d)三个电路的电压放大倍
解:题8.1图(b)是串联负反馈,uf=UR2≈Ui,由反相输入端虚断可得
UR4=
Ui(R2+R3)R2
对结点a应用KCL得
U0UiUi1
=+(R2+R3)RLR2R2R4故
Au=
UO(R2+R3+R4)RL=UiR2R4
题8.1图(c)电路为并联负反馈,Ii≈If,由虚短可得
Ii=
UiREREREU0,If=Ie=IC=R1RF+RERF+RERF+RERC由
UiREU0可得=
R1RF+RERCAu=
U0RR=(1+F)CUiRER1
题8.1图(d)电路为串联负反馈
Ui≈Uf=UR2=
故
R2
U0,
R2+RFAu=
U0R=1+FUiR2
8.9设题8.2中图(a)、(c)电路满足深度负反馈条件,试估算其电压放大倍数。解:题8.2图(a)电路为电压并联负反馈,在深度负反馈条件下,Ib=0,Ii=If,基极电位可看作零,这样
Ii=
Au=
Ui?U0
I==fR1RF因此
U0R=?FUiR1
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题8.2图(c)电路为电压串联负反馈,在深度负反馈条件下,
Ui≈Uf=URE1=
故
Au=
RE1
U0
RE1+RFU0R=1+FUiRE1
8.10负反馈电路如题8.10图所示,若要降低输出电阻,应从C点和E点中哪点引出输出电压?设负载电阻为RL,分别估算从C点输出电压和从E点输出电压时的电压放大倍数。
解:要降低输出电阻,应引入电压负反馈,因此,输出电压要从E点引出。电路从C点引出输出电压时
UCC
Ie=Ic=
?U0
′RLuiRB+-RCCEREAR1RUi=Uf=REIe=?EU0
R′L电压放大倍数
题8.10图Au=
U0R||RLR′
=?L=?CUiRERE电路从E点引出输出电压时
Ui=Uf=U0
Au=1,与RL无关。
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