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1、第5章习题答案1.概念题：(1反馈有时将输出的全部都馈送到输入端,其典型的例子是射极跟随器放大器 和源极跟随器放大器。(2电压反馈时，反馈网路输出一定是电压吗?(不一定并联反馈时，反馈网路的输 出一定是电流吗?(是(3”负反馈有用，正反馈没用”这种说法对吗?(不对按照输入端的信号耦合方式和 输出端的信号取样方式负反馈共有4种组合形式。(4当希望稳定输出电压并且希望提高输入阻抗时，应引入电压串联负反馈;当负 载需要恒定电流并且信号源也为电流型时，应引入电流并联负反馈;当希望稳定输出 电压并且信号源为电流型时，应引入电压并联负反馈;当输入为电压信号并且输出为 电流信号时，应引入电流串联负反馈。(5
2、为了稳定电路的静态工作点，应引入直流负反馈;为了改善电路的动态特性,应 引入交流负反馈。(6方框图法是分析负反馈放大器的最基本的方法,在求解A和F时保持F网路 的空载效应是非常重要的。(7有人说:“不使用反馈技术，要设计具有精密增益、高稳定度的放大器简直难 于上青天”，你觉得对吗?(对(8设计电压电流转换电路可直接选用电流串联负反馈电路;设计电流电压转换 电路可直接选用电压并联负反馈电路。(9如果开环放大器由3级以上的单管放大器组成,则组成的负反馈电路有可能 出现自激的现象这是因晶体管结电容形成的移相造成的。(10共基放大器比共射放大器频率响应好，这是因为在共基接法下，集基电容不 产生加倍的米
3、勒效应。(11分析放大器时，按低频段、中频段及高频段分开讨论.不但计算简单,而且意 义明确。(12当信号频率较高时，有些负反馈放大器是不稳定的,此时可采用滞后补偿 法、超前补偿法等方法进行补偿。(13开环放大器A和反馈网路F可能有量纲，例如欧姆或西门子，但环路增益是 没有量纲的。2.电路图如图5-58所示。(1判断各电路中是否引入了反馈，对于引入反馈者试判断电路引入了什么性质 的反馈，这些性质包括直流反馈、交流反馈、交直流反馈、局部反馈、全局反馈、 电压反馈、电流反馈、串联反馈、并联反馈、正反馈、负反馈，设图中所有电容对 交流信号均可视为短路；(2就整体反馈而言,你认为哪些电路引入了深度负反馈
4、，请写出其反馈系数表达和闭环增益表达式。解:（1图（aR4和R5共同引入了直流电流串联负反馈R5引入交直流电流串联负 反馈。图（b由于C1对交流短路,C2对直流开路，故电路不存在任何反馈。图（cR3引入了电流串联负反馈，为局部的交直流反馈:R8也引入了电流串联负 反馈,为局部的直流反馈;R4、C 3引入了电压串联交流负反馈，为整体反馈。图（dR3、R8引入了电流串联负反馈,二者均为交直流的局部反馈R4、C4引 入正反馈，交流整体反馈。图（e R 3对于由T 1、T 2组成的差分放大器而言，对直流和共模信号构成了电 流串联负反馈，为局部反馈;R4、R 5引入了电流串联负反馈，为交直流的整体反馈。
5、图（fR3引入了电压并联负反馈，为整体的交直流反馈。图（gC2、R3引入了正反馈，为交流反馈;R4引入了电流串联负反馈，为局部直 流反馈;图（hR4引入了 A2的局部电压并联负反馈,R 2引入整体正反馈，二者均为 交直流反馈。（说明:正反馈不需要说明类型（2图（c引入了深度负反馈，反馈系数为4330 fuRRRUUF+=，闭环增益为343uufRRRF lA+w；图（e引入了深度负反馈，反馈系数为6544ofiRRRRIUF-十=，闭环增益为64541 gfR 1RRRF 1A-+=；图（f引入了深度负反馈，反馈系数为3ofgRlUIF-=，闭环增益为3gifRF1A-o 3.电路如图5-59
6、所示。(1找出电路中所有的反馈,并指明反馈的性质；(2分析R fl引入的反馈起什么作用；(3分析R f2引入的主反馈起什么作用，写 出闭环增益的估算表达式。解。Rei、Rs3、Re4和，4eR都引入了电流串联负反馈,同时是交直流的局部 反馈;Re2引入了电流串联负反馈，为直流局部反馈。R fl引入了 T 3和T 1之间的电流串联负反馈，也是交直流的局部反馈。R f2 引入了 T 4和T 1之间的电压并联负反馈，为交直流的整体反馈。(2R fl引入的反馈平衡射极、源极静态电位。(3Rf2的整体反馈可提高输出电压的稳定性，提供恒压源输出。闭环表达式：141ffRgrfRIuFAE -=4 .要设计
7、抗干扰性好、电压增益为1000、增益精度为0.02%、输入阻抗大于 10K的闭环放大器，请选择由运放搭建电路的形式，并说明运放的开环增益至少应为 多少。解:根据题目指标要求，应选择两个反相比例运算级联的方式，一级电路如图所ZFo闾 KYi v jsii R ih第一级增益可选100,第二级选10,第一级R1选10K,Rf选1000K o为了保证 精度，在选用开环增益足够大的运放，电阻的精度等级选优于0.02%等级的就行。5.某反馈放大电路的方框图如图5-60所示,已知其开环电压增益Au =1000,反 馈系数Fu =0.0725。若输出电压uo=2V,求输入电压ui、反馈电压uf及净输入 电压
8、 u id 的值, 解:l+AuFu =73.5 605.135.731000F A 1A A u u u f +=VAuufoi 147.0605.1320VFuuuof 145.00725.02=x =V u u u fi id 002.0145.0147.0=-=-=6.某反馈放大电路的方框图如题图5-61所示。(1请说明放大电路的设计思路;(2推到其闭环增益的表达式；%图5-61习题6电路图(3使用三极管或场效应管构建一种符合该模型的具体电路。解。电路通过一级电压放大器和一级带直流负反馈互导放大器级联共同组成 一个二级电压放大器、最后通过全局的电压串联负反馈稳定输出电压，改善放大器的
9、动态指标。(2F12对交流无反馈，只是稳定直流工作点。221211uLguLg u uf F R A A R A A A +=(3略7.电路如题5-62图所示。(1指出由Rf引入的是什么类型的反馈；(2作出分解后的开环放大器和反馈网路详细电路图，并写出3项动态指标表达 式;(3如果信号源内阻很大，想提高放大器输入阻抗,如何修改电路(要求只改变连 线。解。引入的是电压并联负反馈;(2分解后的详细电路图如图所示：3项动态指标表达式如下：fRf1 ou 10k(a开环放大器(b反馈网络习题7答案图gr 1 if f o F g be u f f c be f c u be f c be C u b
10、f f b be be C u u u u u F A A A R u 1F rAARRiRRAiRRiRARRRRiiRAAAAA+=y+x+kx X=ll(1(/(l(/(l(/(/(21144444334343321113211321PPPPP,211”211llifb b if be gi g i R R R R i F A R F A R i1/(11114434。+=+=beCfegrogrofiRRRFARFAR（3将反馈电阻R f连到T 2的基极与T 4的射极之间,T 3的基极改接到T 1的 集电极。形成电压串联负反馈。8.电路如图5-63所示。（1指出这4种电路各代表哪一类型
11、的反馈电路；（2作出分解后的开环放大器反馈网络详细电路图，并写出反馈网络u F 的表达式。图5-63习题8电路图解：（1图（a为电压串联负反馈;图（b为电压并联负反馈;图（c为电流串联负反馈; 图（d为电流并联负反馈。（2各开环放大器对应的反馈网络详细电路图如下:习题8答案图(a的反馈网络表达式为fllo f UR R R u u F +=图(1)的反馈网络表达式为fo f g R lu i F -=图(C的反馈网络表达式为f。fi R i u F =图(d的反馈网络表达式为f22ofiRRRnF+=9 .电路如图5-64所示。(1判断该电路中R 6引入什么类型的反馈;(2设g ml=20、。
12、2=100,R6=2K。,用方框图法求解电路的增益Af、输入阻抗 Rif和输出阻抗R of。【修正:在教材中应加入已知条件R 6=2K Q”】解。引入电压串联负反馈，且为交流反馈。(2图5-64习题9电路图115.05.15.01(1(644224692264172251121+=+=+-I I I -= x =iiu uufofuubeLumbemuuuuFAAARRRuuFARiRRRRARRgRiR g A A A A pppC=+=k RRRR if 5507/(213Q+=760/(ll649RRRFARUu of10 .电路如图5-65所示，该电路由四级三极管直接耦合而成。(1判断
13、R 7是否 引入负反馈，并判断反馈类型；(2电路有无可能发生自激振荡;(3假设闭环增益|AF卜在低频段为80dB,T 4管的结电容影响可忽略。Tl、T2及T3的结电容在频率f=104处会引入 一个低通环节，请画出201g |AF|-的波特图。并分析自激可能产生在什么频率处；(4若要消除自激，可采用哪些方案。解QR7引入了电压并联负反馈。(2电路由四级三极管耦合而成，可能产生超过180。的相移，故有可能发生自激振 荡。(3波特图如图所示:fc -2.5xlO5KHZ ,f 0-2.5X104KHZ ,fc f 0,系统不稳定。 自激可能产生在fO2.5xlO4KHZ频率处。(4a、可以降低低频段
14、的闭环增益|AF卜，让fc提前产生，如|AF卜=50dB.就可以让fc105Hz,从而避免自激振荡。这可以通过改变放大器开环增 益或反馈系数达到目的，且不改变放大器的带宽和相频特性。b、采用频率补偿，在反馈环路中增加阻容元件，改变|AF卜的频率特性，常用的补偿方法有滞后补偿和超前补偿，具体可参考课本。11 .电路如图5-66所示。按照晶体管、场效应管的高频等效模型在全频段内分 析该放大器的增益uA-，输入阻抗 Z i，输出阻抗 Zoo 已知 V CC =12V ,pl=50,rby=300Q,f Tl=100MHz ,C g=20pF ,g in2=4mS , R S =lk O,C gs =
15、C gd =2pF ,C ds =0.1pF o【修正:教材中该题应把g m2改为4mS .还应加已知条件R S =lk Q,C gs =C gd =2pF ,C ds =0.1pF”】解:中频段放大器的增益:习题10波特图SmVI g R U V U11U11 E Q m B E Q C C Tbb EQTbb be 23.0265001(1(1(11111111H*=Qy+=+=ppp800(.7/(52432r- -xx-=R g R R R g r r A m m bee b mn低频段:Cl 环节:HZ CRiRfSbeL 10/(21111+=兀C2 环节:HZCRRRfL 1/(
16、2124322=+=兀C3 环节:HZCRRfLL5(2153=+=兀高频段：QL一 /x I I十+=Q+=k R R R R F C R i f g C R i C C R R11 L L eb T m L eb s bb e b 1/6.41(21(185/(R432,ItT邛呻同 i 兀兀 MHZCRf 87.121HH兀兀 MHZ CRfpFCRRgCCkRRRRgsgdLmgs gsg 16218.8/(11/g H252432-+=Q=7t1(10(1(1(1AA21321UH1UHHLLLffjffjffjffj f fj +=gdL m ds O e b C R R g C
17、f R R fC 11 R fC R bb(11(21/21/(/21525r111十兀兀兀兀12.如图5-67所示电路,假设场效应管gm已知。(1写出全频段内增益A的表达式;(2画出A的幅频、相频特性图；(3描述C 2变化时A的波特图的变化趋势。解:(1场效应管的简化高频等效模型如图(a所示，电路 对应全频段的交流通路如图(boO123由C 1所在回路确定的下限频率为: (211URRCfSL+=考虑C 3的影响时，应将Cl、C2短路。由C 3所在回路确定的下限频率为:(21233LLRRCf+=兀考虑C 2的影响时，应将Cl、C3短路。由C 2所在回路确定的下限频率为:低频段等效电路/l(
18、21322mLgRCfn=总的下限频率为:2322211.1L LLL ffff+-高频段JgsC必须考虑,Cl、C 2可视为短路。等效电路如图所示/(21rsgsHRRCf7r=1(1(1A usmHL us f fj jff A+=(2波特图:放大器的全频段波特图201g|us A -I(3比较三个下限频率，实际电路取值时,一般都满足：,3212LLLLffff故可认为2LLff-所以C 2越大,L f越小，通频带越宽，实际中为了改善低频特性,C 2的取值应大于C1、C3O13 .某公司生产的直流电子调速器用420mA的直流信号来控制，电路如图5- 68所示。(1请分析其调速原理，设电机转
19、速与流过电机的电流成正比，推导转速V 与输入电流II的关系；(2若将控制信号改为用卜5V电压信号，你将如何设计控制电路P解。输入信号II经运放A1和复合管Tl、T2直接耦合放大后驱动电机转动,R3引入电流并联负反馈，可以稳定输出电流，达到精 确控制。假设转速V与输出电流10的关系为OIKV=,有1443IIIIFOIRRRIF 1IA I -十=,=1443IRRRKV+-=(2将电路改为电流串联负反馈，具体来说把输入信号经R 1从同相端输入即可。14.如图5-69所示放大电路,Rf为外接反馈网络电阻，为了引入适当的反馈满足 下列要求,请将各点正确连接。(1减小输入电阻；图5-69习题14电路
20、图(2负载变化时,输出电压基本不变；(3实现电压-电流转换；(4减小向信号源索取的电流。解:(1点连接点，点连接点,电压并联负反(2 同(1(3点连接点，接，电流串联负反馈(4同上。15 .如图5-70所示放大电路，已知rbel=rbe2=rbe=L6kQ,电压放大倍数Aus =1000。 (1(2若要求闭环电压放大倍数Ausf=10,计算反馈网络元件的参数;(3当Aus变 化10%时,A usf变化多少；(4估算引入负反馈后的输入、输出阻抗。解：(1稳定输出电压需电压负反馈，又 信号源为电压源，需引入电压串联负反馈。如图所示Rf支路。(2FA 1A A us ususf +=代入，求得FXM
21、。而：fFR3K3K+=故可求得:Rf=27K。(3Ausf变化为Aus变化的l/(l+AusF倍，所以Ausf变化0.1%(4反馈前输入电阻:Q=O+=+=k 2.9k 6.13(2r R(2Rbebi;反馈前输出电阻H=-H-=k e 1.3R plr r /R R 44be4cb3e4o ,引入电压串联负反馈后：KRRRKrFARifQifbe us if 32623202If +=x +=,8Qx=+=31L3101l(lkRF ARo us of16 .某负反馈放大电路的波特图如图5-71所示。A。为放大器的附加相移。(1写出uA-的表达式，指出放大电路的级数、耦合方式 及中频增益分
22、别为多少；(2引入负反馈后，如果F=0.01，电路是否自激；(3为了避免自激，在要求相位裕度时,F应为多少。【修正:教材中该题应加入说明“A。为放大器的附加相移”】 解 02544 10 l(101(10fj fj A u +=*放大电路的级数为3级.耦合方式为直接耦合，中频增益为80dB。(2由图知当附加相移为-180。时,f0=102kHZ,此时开环增益为60dB，也即Au =1000如果F=0.01,AuF=1000x0.01=10l,满足起振条件，所以电路会自激。(3对于纯电阻反馈网络，相位裕度啊=+45。时,(pA =-135。,此时开环的Au 70dB ,F应为-70dB，换算后约
23、为0.000317 .设集成运算放大器的开环幅频特性如图5-72(a所示。(1求开环低频增益、开环上限截止频率、增益带宽积及单位增益带宽；(2如图5-72(b所示,在该放大器中引入串联电压负反馈,试求反馈系数u F-、闭环低频增益ufA和闭环上限频率fHf,并画出闭环频率特性波特图。【修正:教材中该题应在“如图5-72所示”改为“如图5-72(a所示】解。由图可直接得到:开环低频增益为80dB，开环上限截止频率约为90Hz,增 益带宽积约为104x90,单位增益带宽约为1MHz。(2反馈系数OLOk 99k 1kIF u =+=.闭环低频增益100F1AF 1A A uf =+=,闭环上限频率
24、Hz HzfAFfhHf 90009001.010000l(l(=x x +=十=闭环频率特性波特图如右:201g A U/dB 60 40 20 100 IK 10K 100K IM fTHz 18. 已知负反馈放大电路的开环增益表达式为A = -104 ff(l + j 3 (1 + j 4 2 10 10 ,若 反馈为纯电阻网络，为了使放大电路不产生自激振荡，反馈系数的上限值为多 少？解：由开环增益表达式可知开环放大器为三阶的低通滤波电路，flil=103HZ, fli2=104HZ、且A12处有两个惯性环节，这样可知f0Nh2=104HZ,此时A为60dB。 为了使放大电路不产生自激振荡，要求|AF区OdB,即201g|F|60dB,也即 F0.001o所以反馈系数的上限值为0.001。16