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电工学(电子技术)习题答案第二部分-第六版-秦曾煌主编Word版

17.3典型例题例17.1 一个负反馈放大电路其开环放大倍数.A =1000,若要求电路的非线性失真从开环状态的10%减小到闭环状态吼的1%,试计算该电路的负反馈系数.F 及闭环放大倍数.F A 。

解:由于引入负反馈可使非线性失真减小1+..A F 倍,因此根据题意有..11101A F =+%%, 则..990.0091000F A === ....1000100110000.0091F A AFA ===+⨯+例17.2电路如例17.2图所示,试用瞬时极性法判断电路中级间反馈的极性。

Uo(a)UiUo(b)例17.2图解: 正、负反馈的判断可用瞬时极性法。

反馈的结果使净输入量减小的反馈为负反馈,使净输入量增大的反馈为正反馈。

在图(a )所示电路中,电阻1f R引入级间交、直反馈;由于2C 的隔直作用,2f R引入交流反馈。

在1T 的基极加一对“地”的瞬时极性为正的信号,并标上“⊕”,第一级为共射组态,输出与输入反相,故1T 的集电极信号电压对“地”的瞬时极性为负,并标上“○一”。

第二级也为共射组态,故2T 集电极信号瞬时极性为“⊕”,2e U与2b U同相,即发射极瞬时极性为“○一”。

由于2e U 为“○一”,经电阻1f R 馈送至1T 管发射极的信号瞬时极性也为“○一”,使1T 管b 、e 间的净输入信号增加,故1f R引入的级间反馈为正反馈。

由于2c U为“⊕”,经电阻2f R馈送至1T 管发射极的信号瞬时极性也为“⊕”,使1T 管b 、e 间的净输入信号减弱,故2f R引入的级间反馈为负反馈。

在图(b )所示电路中,电阻2R 引入级间交直流反馈。

运算放大器电路反馈极性的判断同样可采用瞬时极性法。

运放通常有两个输入端,即反相输入端U -和同相输入端U +。

前者和输出0U 相位相反,后者和输出0U 相位相同。

设同相输入端U +有一瞬时增量“⊕”,则1A 的输出01U 瞬时极性为“⊕”,01U 经3R接到2A的反相输入端。

所以0U 瞬时极性为“○一”,经2R馈送回1A 反相输入端,使净输入信号('iifU U U=-)增加,故引入的是正反馈。

例17.3 分析例17.3图所示电路中级间反馈为何种组态。

(a)+Uo_+Us _(b)例17.3图解: 通常反馈组态的讨论是针对交流反馈而言的。

电压反馈和电流反馈的判断方法是:将 0U 短路,若仍有反馈信号,为电流反馈;若无反馈信号存在,则为电压反馈。

在图(a )所示电路中,1R 接在1T 的发射极和3T 的发射极之间。

设1T 管基极有一瞬时增量“⊕”,则1T 管的集电极1C U为“○一”,2T 管的集电极为“⊕”,3T 管的发射极为“○一”。

3e U“⊕”经电阻1R 和1e R馈送到1T管发射极的信号也为“⊕”,使1T管b、e极间的净输入量减弱,故1R引入级间交、直流负反馈。

现如果输出0U 短路,经1R 引回的负反馈信号仍然存在,故为电流反馈;其次,将1R 接在1T管的发射极,反馈量以电压形式串联在输入回路,故为串联反馈。

因此,1R 引入的是级间交、直流电流串联负反馈,能起到稳定输出电流的作用。

2R引入的是级间直流反馈(由eC将交流分量旁路)。

可以不判别其反馈组态,但要判别反馈极性。

当1T管基极有一瞬时增量“⊕”,eC开路时,2T管的发射极信号的瞬时极性为“○一”,经2R返送到输入端,其瞬时极性为“○一”,减小了净输入信号,故2R引入级间直流负反馈,能起到稳定第一级和第二级静态工作点的作用。

在图(b )所示电路中,fR接在1T基极和2T发射极之间。

采用瞬时极性法,所得公式如下:1b U“⊕” →1c U“○一” →2e U“○一” 2e U“○一”经电阻fR馈送到1T管的基极,是1T管的净输入信号减小,故为负反馈。

若将输出0U 短路,没有反馈信号反馈回输入回路,故为电压反馈。

反馈信号与输入信号都接到1T 的基极,反馈量以电流的形式影响输入量,并为并联反馈。

因此,图(b )电路的级间反馈为电压并联负反馈,可稳定输出电压。

例17.4反馈放大电路如例17.4图所示,分析电路中级间反馈的组态。

+(a)(b)例17.4图解: 图(a )所示电路中,电路的输出信号通过电阻fR反馈到2T的基极,采用瞬时极性法:设1T的基极有一瞬时增量“⊕”,则1T 集电极为“○一”,接到运放A 的反相端。

所以运放A 输出信号极性为“⊕”,经fR反馈到2T基极,使1T、2T发射结的净输入'iifU U U=-减少,为负反馈。

当LR= 0时,fU= 0,故为电压反馈。

又因反馈信号与输入信号加在输入回路的两个输入端上,fX与iX以电压的形式加减,为串联反馈。

因此,图(a )所示电路为电压串联负反馈。

图(b )所示电路中,设反相输入端U-有一瞬时增量“⊕”,输出0U 为“○一”。

经2R反馈回反相输入端,使净输入量削若,为负反馈。

而在输入端以电流的形式影响输入量,为并联反馈。

当LR短路时,虽然0U = 0,但仍有反馈信号,为电流反馈。

故图(b )所示电路为嗲没留并联负反馈组态。

17.4练习与思考练习与思考17.2.1 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反馈?① 要求输出电压0U 基本稳定,并能提高输入电阻。

② 要求输出电流oI 基本稳定,并能减小输入电阻。

③ 要求输出电流oI基本稳定,并能提高输入电阻。

答: ① 串联电压负反馈。

② 并联电流负反馈。

③ 串联电流负反馈。

练习与思考17.2.2 在上题(1)中,是否能同时提高输出电阻? 答: 不能,电压反馈的放大电路使输出电阻减小。

练习与思考17.2.3 如果输入信号本身已是一个失真的正弦量,试问引入负反馈后能否改善失真,为什么?答: 不能改善失真,负反馈只能改变环内引起的失真,它是利用失真了的输出波形来改善放大器的失真,若输入信号本身已失真,则与反馈的失真信号相减后,并不能使输出信号的失真得到补偿。

练习与思考17.2.4 什么是深度反馈?怎样理解“负反馈越深,放大倍数降低得多,但短路工作越稳定”。

答:引入负反馈时的放大倍数1fAAFA=+,(1AF +)为反馈深度,其值越大负反馈作用越强,若AF >>1,fA≈1F,此时为深度负反馈,相应f A 仅与反馈电路的参数有关;负反馈越深,(1AF +)越大,fA ||也越小,即放大倍数降低的越多,但由11dA dA f AF A A f=-·,可知dA f A f仅为dA A 的11AF +,即放大倍数的稳定性越好,电路工作越稳定。

练习与思考17.2.5 在负反馈放大电路中,如果反馈系数F 发生变化,闭环电压放大倍数能否保持稳定?答: 如果F 发生变化,将使反馈深度发生变化,反馈越深,放大电路越稳定。

练习与思考17.2.6 对分压式偏置放大电路(教材图15.4.1)做试验时,在接入旁路电容EC和除去EC的两种情况下,用示波器观察的输出电压波形在失真和幅值上有什么不同,为什么?答: 接入旁路电容EC时,不存在交流负反馈,只有直流负反馈,因此输出电压波形失真程度大些,电压放大倍数降低的少些,因而幅度也较大些;除去EC时,存在直流负反馈和交流负反馈,输出波形的失真得到更大补偿,失真程度较小些,但电压放大倍数降低的多,因而幅度会小些。

练习与思考17.2.7 在教材图17.1.3的分立元件放大电路中,发射极电阻ER上引入何种类型的交流负反馈?答: 引入的是串联电流负反馈。

练习与思考17.3.1 试说明振荡条件、振荡建立和振荡稳定三个问题。

答: ① 振荡条件:相位条件:.fU与.iU同相,即必须是正反馈;幅度条件:fU=iU,1uA F=.② 振荡建立:起振时必须1uA F>,以1uA F>到1uA F=是振荡建立过程,反馈电压和输出电压的幅值不断增大(正反馈,到达稳定。

③ 振荡稳定:这是由于反馈元件或晶体管的非线性,使振荡幅度自动稳定下来。

练习与思考17.3.2 从1uA F>到1uA F=,是自激振荡的建立过程,在此过程中哪个量减小了?答: 以1u A F>起振时起,随着振荡幅度的增大,u A 自动减小,直到3uA=或1uA F=时,振荡幅度达到稳定。

练习与思考17.3.3 正弦波振荡电路中为什么要有选频电路?没有它是否也能产生振荡?这时输出的是不是正弦信号?答:为了得到单一频率的正弦输出信号,电路中必须有选频环节;没有选频电路,只要满足振荡条件也能产生振荡,但此时输出的不是正弦信号。

17.5习题详解习题17.1.1 在题17.1.1图所示的各电路中是否引入了反馈,是直流反馈还是交流反馈,是正反馈好事负反馈?UiUo (a)(b)UoUiR4(c)(d)习题17.1.1图解:(a)未引入反馈,因同相端接地了,无反馈信号。

(b)引入了反馈,由2A输出端引至1A同相输入端的是交直流负反馈,由2A输出端引至2A反相输入端的是交直流负反馈。

(c)引入了反馈,由运算放大器输出端引至的反相输入端的是直流负反馈。

(d)引入了反馈,由T的发射极引至运算放大器反相输入端的是交直流负反馈。

习题17.2.1 试判别题图17.2.1(a)和(b)两个两级放大电路中引入了何种类型的交流反馈。

UiUo+_Ui+_Uo习题17.2.1图解: (a )设iu在正半周,则1A 输出端瞬时极性为正,2A输出端瞬时极性为负,此时1A 同相输入电位高于2A输出端电位,反馈电流削弱了净输入电流,故为负反馈,反馈信号与输入信号以电流形式作比较,故为并联负反馈。

(b )图中FR为反馈电阻,设在iu的正半周,晶体管各极交流电位的瞬时极性为:即可看出,发射极2E交流电位的负极性反馈到基极1B,降低了1B的交流电位,使inU减小,故为负反馈,反馈电路从发射极引出,引到基极,故为并联电流反馈。

习题17.2.2 试分析射极输出器(教材图15.6.1)中引出了何种类型的负反馈,为什么说它负反馈很深?解: 射极输出器的输出信号跟随着输入端电位的变化而变化,反馈信号取自输出电压,故为电压反馈,且反馈信号与输入信号在输入端以电压形式比较,故为串联电压反馈;因其输出信号全部反馈到输入端,反馈系数为1,即F=1反馈极深,1ufA≈,电压放大倍数接近1。

习题17.2.3 为了实现下述要求,在题图17.2.3中应引入何种类型的负反馈?反馈电阻FR应从何处引至何处?①减小输入电阻,增大输出电阻;②稳定输出电压,此时输入电阻增大否?③稳定输出电流,并减小输入电阻。

+Ui _+Uo _习题17.2.3解:① FR应从3E引至1B,并联电流负反馈;②FR应从3C引至1E,串联电压负反馈,此时输出电阻增大了; ③F R应从3E引至1B,并联电流负反馈。

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