2021[负反馈放大电路] 负反馈对放大电路的影响的仿真.doc
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1、2021负反馈放大电路 负反馈对放大电路的影响的仿真第8章负反馈放大电路一、选择题(04 分)1.选择正确答案填空。1所谓放大电路的开环是指_.。A无负载 , B无信号源, C无反馈通路, D无电源。 2所谓放大电路的闭环是指_。A有负载 B有反馈通路 C有电源 D考虑信号源内阻 3直流负反馈是指_。 A只存在于直接耦合电路中的负反馈,B放大直流信号时才有的负反馈, C直流通路中的负反馈。 4交流负反馈是指_。A交流通路中的负反馈 , B放大正弦信号时才有的负反馈, C只存在于阻容耦合及变压器耦合电路中的负反馈。 5构成放大电路反馈通路的_。A只能是电阻、电容或电感等无源元件,B只能是晶体管、
2、集成运放等有源 器件,C可以是无源元件,也可以是有源器件。(04 分)2.负反馈可以展宽放大电路的通频带,图示画出了三种负反馈放大电路开环与闭环的对数幅频特性,请你判断哪一种是正确的。 (05 分)3.根据图示的反馈放大电路,选择正确的答案填空: 1若将电容C4开路。则将_。A影响静态工作点,且影响电压放大倍数,B影响静态工作点,但不影响电压放大倍数,C不影响静态工作点,但影响电压放大倍数,D不影响静态工作点,也不影响电压放大倍数。2若将电容C2开路。则将_。A对电路的静态工作点和动态性能均有影响,B对电路的静态工作点和动态性能均无影响,C影响静态工作点,但不影响电路的动态性能,D不影响静态工
3、作点,但使该支路的负反馈效果消失。3若将电容C2短路,但仍能正常放大,则将_。A有利于静态工作点的稳定,B使静态工作点的稳定性变差,C对电路的静态工作点和动态性能均无影响,D不影响静态工作点,只影响电路的动态性能。 (06 分)4.一个反馈放大电路在反馈系数问题选择正确答案填空。0.1时的对数幅频特性如图所示。试就下列1其基本放大电路的放大倍数2是_,接入反馈后闭环放大倍数3456是_。( A10 , B10, C10, D10, E10, F10) 2已知在低频时为正数,当电路按负反馈连接时,若不加校正环节,则_。A不会自激 , B可能自激, C一定自激。 二、是非题(08 分)1.判断下列
4、说法是否正确,正确者在括号里画“”否则画“”。 1二级负反馈放大电路,一般是不会产生自激振荡的。( )2阻容耦合放大电路在引入负反馈后,只可能出现低频自激振荡,不可能出现高频自激振荡。( )3直接耦合放大电路在引入负反馈后,只可能出现高频自激振荡,不可能出现低频自激振荡。( )4负反馈放大电路的自激条件是而正弦波振荡电路的自激振荡条件是,虽然它们的自激振荡条件的形式不一样,但它们的反馈极性都是正反馈。( )5负反馈放大电路产生自激振荡的原因,是由于电路中的电抗性元件产生的附加相移所引起的。( ) 三、解答题(10 分)1.反馈放大电路如图所示,设图中的A1、A2均为理想集成运放,VT1、VT2
5、的足够大,已知电阻试确定R3的阻值。 ,现要求。 (08 分)2.由理想集成运放A组成的反馈放大电路如左下图所示,已知电阻,现要求电路的闭环放大倍数,试确定电阻R1的阻值。 (08 分)3.反馈放大电路如右上图所示,设A为理想集成运放,欲使其闭环放大倍数。试问哪条电阻支路处于何种状态(短路或开路)?(08 分)4.反馈放大电路如左下图所示,设A为理想集成运放,欲使其闭环放大倍数。试问哪条电阻支路应处于何种状态(短路或开路)? (08 分)5.反馈放大电路如右上图所示,设A为理想集成运放,欲使其闭环放大倍数 。试问电路中哪条电阻支路应处于何种状态(短路或开路)?(15 分)6.现要求用一个集成运
6、放和一个晶体管组成一个输入电阻高的电压-电流转换电路,其组成部分如图所示。 1试完成各组成部分之间的连线; 2判断反馈极性和组态;3设A为理想运放,要求转换电路的,试选择电路参数。 (10 分)7.由集成运放和复合管组成的反馈放大电路如左下图所示,试回答下列问题: 1要使电阻引入的反馈为负反馈,请用箭头标出晶体管VT1、VT2的发射极;2判断所引入的交流负反馈属何种组态。 (10 分)8.由集成运放A和复合管VT1、VT2组成的反馈放大电路如右上图所示。试回答下列各问题:1为使A工作在负反馈状态,请在图中分别用“”、“”号标出运放的同相输入端和反相输入端;2设A为理想运放,已知电阻试确定电阻R
7、1的阻值。,要求该电路的,(10 分)9.由集成运放A和复合管VT1、VT2组成的反馈放大电路如左下图所示。试回答下列各问题:1为使A工作在负反馈状态,请在图中分别用“”、“”号标出运放的同相输入端和反相输入端;2设A为理想运放,已知电阻试确定电阻R2的阻值。 ,要求该电路的, (10 分)10.由集成运放A和复合管VT1、VT2组成的反馈放大电路如右上图所示。试回答下列各问题:1为使A工作在负反馈状态,请在图中分别用“”、“”号标出运放的同相输入端和反相输入端;2设A为理想运放,已知电阻试确定电阻R3的阻值。,要求该电路的,(10 分)11.由集成运放A和复合管VT1、VT2组成的反馈放大电
8、路如左下图所示。试回答下列各问题:1为使A工作在负反馈状态,请在图中分别用“”、“”号标出运放的同相输入端和反相输入端;2设A为理想运放,已知电阻,要求该电路的闭环电压放大倍数,试确定电阻R4的阻值。 (10 分)12.由集成运放和复合管组成的反馈放大电路如右上图所示,试回答下列各问题: 1要使电阻R2引入的反馈为负反馈,请用箭头标出晶体管VT1、VT2的发射极; 2判断R2所引入的交流负反馈的反馈组态。(10 分)13.由集成运放和复合管组成的反馈放大电路如图所示。试回答下列各问题: 1要使R2引入的反馈为负反馈,请用“”“”号分别标出集成运放的同相输入端和反相输入端;2判断R2所引入的交流
9、负反馈的反馈组态。 (15 分)14.已知某多级放大电路电压增益的波特图如图所示。试回答下列问题: 1写出的表达式;的电压串联负反馈,试判断闭环后电路能否稳定工作?若能值。 2若引入反馈系数稳定,求其相位裕度;若产生自激,则求其在45相位裕度时的 答案部分: 一、选择题(04 分)1.答案1 C 2 B 3 C 4 A 5 C (04 分)2.答案 A(05 分)3.答案1 C/3 2 D0/3 3 A(06 分)4.答案1 E , A 2 A二、是非题(08 分)1.答案1 2 3 4 5 三、解答题(10 分)1.答案代入给定参数,可求得 (08 分)2.答案代入给定参数,即可求得(08
10、分)3.答案电阻(08 分)4.答案电阻 (08 分)5.答案电阻 支路处于开路状态。 支路应处于开路状态。 支路应处于短路状态。(15 分)6.答案1接线图如图所示: 2电流串联负反馈;3 (10 分)7.答案1VT1、VT2的下面电极为发射极,且箭头朝外; 2电流串联负反馈。 (10 分)8.答案1上“”,下“”;2代入已知数值,可确定。(10 分)9.答案1上“”,下“”;2 代入已知数值,即可确定。(10 分)10.答案1上“”,下“”;2代入已知数值,即可确定。(10 分)11.答案1上“”,下“”;2代入已知数值,即可确定(10 分)12.答案1VT1 上边电极为发射极e且箭头向里
11、,为PNP型管; VT2 下边电极为发射极e且箭头向外,为NPN型管。 2电流串联负反馈。(10 分)13.答案1上“”,下“”; 2电流串联负反馈。(15 分)14.答案12 不能稳定工作。当欲使, 由作图可求出 即 (f单位为kHz)时, 负反馈放大电路原理负反馈放大电路原理电路知识 2010-04-04 17:40:44 阅读401 评论0 字号:大中小 订阅 放大电路负反馈的原理特点一、提高放大倍数的稳定性引入负反馈以后,放大电路放大倍数稳定性的提高通常用相对变化量来衡量。因为:所以求导得:即: 二、减小非线性失真和抑制噪声由于电路中存在非线性器件,会导致输出波形产生一定的非线性失真。
12、如果在放大电路中引入负反馈后,其非线性失真就可以减小。需要指出的是:负反馈只能减小放大电路自身产生的非线性失真,而对输入信号的非线性失真,负反馈是无能为力的。放大电路的噪声是由放大电路中各元器件内部载流子不规则的热运动引起的。而干扰来自于外界因素的影响,如高压电网、 雷电等的影响。负反馈的引入可以减小噪声和干扰,但输出端的信号也将按同样规律减小,结果输出端的信号与噪声的比值(称为信噪比)并没有提高。三、负反馈对输入电阻的影响由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性,所以引入负反馈后,在低频区和高频区放大倍数的下降程度将减小,从而使通频带展宽。引入负反馈后,可使通频带展宽约(1+AF)倍。 四、负反馈
13、对输入电阻的影响 (a)串联反馈 (b)并联反馈 图1 求输入电阻1、串联负反馈使输入电阻提高引入串联负反馈后,输入电阻可以提高(1+AF)倍。即:式中:ri为开环输入电阻 rif为闭环输入电阻 2、并连负反馈使输入电阻减小引入并联负反馈后,输入电阻减小为开环输入电阻的1/(1+AF )倍。即:五、负反馈对输出电阻的影响 1、电压负反馈使输出电阻减小放大电路引入电压负反馈后,输出电压的稳定性提高了,即电路具有恒压特性。 引入电压负反馈后,输出电阻rof减小到原来的1/(1+AF)倍。 2、电流负反馈使输出电阻增大放大电路引入电流负反馈后,输出电流的稳定性提高了,即电路具有恒流特性。 引入电流负
14、反馈后,使输出电阻rof增大到原来的(1+AF)倍。 3、负反馈选取的原则(1)要稳定静态工作点,应引入直流负反馈。 (2)要改善交流性能,应引入交流负反馈。 (3)要稳定输出电压,应引入电压负反馈; 要稳定输出电流,应引入电流负反馈。(4)要提高输入电阻,应引入串联负反馈; 要减小输入电阻,应引入并联负反馈。 六、 深度负反馈的特点 1、串联负反馈的估算条件反馈深度(1+AF)1的负反馈,称为深度负反馈。通常,只要是多级负反馈放大电路,都可以认为是深度负反馈.此时有: 因为:所以: xixf 估算条件:,(1)对于深度串联负反馈有:uiuf (称之为“虚短” )(2)由于串联负反馈的闭环输入
15、电阻增大,在深度负反馈条件下:ii0(称之为“虚断” ) 2、并联负反馈的估算条件 因为深度负反馈有:xixf(1)对于深度并联负反馈有:iiif(或称之为“虚断”)(2)并联负反馈的闭环输入电阻减小,在深度负反馈条件下: ui 0 (称之为“虚短” ) 七、深度负反馈放大倍数的估算例1 估算图2所示反馈放大电路的电压放大倍数Auf。 (a) (b) 图2 电压串联负反馈电路和电流串联负反馈电路解:(1)在图2(a)所示放大电路中,可以判断Rf构成越级电压串联负反馈,因而可认为是深度负反馈,即有uiuf。因而其反馈系数为:所以闭环电压放大倍数为:另外,从电路结构上可以认为,反馈电压是输出电压经
16、电阻Rf和Re1串联分压后得到的,所以: 仍可得:(2)在图2(b)所示放大电路中,可以判断构成电流串联负反馈。所以在深度负反馈条件下,有uiuf。因为uf= ie,uo=ioRcieRc,所以其反馈系数为:所以闭环电压放大倍数为:例2 估算图3所示反馈放大电路的源电压放大倍数Ausf。 (a) (b)图3 电压并联负反馈电路和电流并联负反馈电路解:(1)在图3(a)所示放大电路中,Rb构成电压并联负反馈。在深度负反馈条件下,由式(416)可知iiif(或虚断),而且还有ui0(虚短)。由图3(a)的输入回路可得: 所以,闭环源电压放大倍数为:(2)在图3(b)所示放大电路中,Rf构成越级电压
17、并联负反馈。在深度负反馈条件下,iiif(虚断),并且有ui0(虚短),所以有: 又从图3(b)的输出端可知: 所以闭环源电压放大倍数为:从以上分析过程可以看到,在深度负反馈条件下,放大倍数仅由一些电阻来决定,几乎与放大电路无关。若不是深度负反馈,则用上述方法计算出来的结果误差较大,此时应采用其他方法分析。放大电路负反馈的判断 一.反馈回路的判断电路的放大部分就是晶体管或运算放大器的基本电路。而反馈是把放大电路输出端信号的一部分或全部引回到输入端的电路,则反馈回路就应该是从放大电路的输出端引回到输入端的一条回路。这条回路通常是由电阻和电容构成。寻找这条回路时,要特别注意不能直接经过电源端和接地
18、端,这是初学者最容易犯的问题。例如图5如果只考虑极间反馈则放大通路是由T1的基极到T1的集电极再经过T2的基极到T2的集电极;而反馈回路是由T2的集电极经Rf至T1的发射极。反馈信号uf=ve1影响净输入电压信号ube1。 图4 电压串联负反馈 二.交直流的判断根据电容“隔直通交”的特点,我们可以判断出反馈的交直流特性。如果反馈回路中有电容接地,则为直流反馈,其作用为稳定静态工作点;如果回路中串连电容,则为交流反馈,改善放大电路的动态特性;如果反馈回路中只有电阻或只有导线,则反馈为交直流共存。图1种的反馈即为交直流共存。 三.正负反馈的判断正负反馈的判断使用瞬时极性法。瞬时极性是一种假设的状态
19、,它假设在放大电路的输入端引入一瞬时增加的信号。这个信号通过放大电路和反馈回路回到输入端。反馈回来的信号如果使引入的信号增加则为正反馈,否则为负反馈。在这一步要搞清楚放大电路的组态,什发射极、共集电极还什基极放大。每一种组态放大电路的信号输入点和输出点都不一样,其瞬时极性也不一样。如图5所示。相位差180则瞬时极性相反,相位差0则瞬时极性相同。运算放大器电路也同样存在反馈问题。运算放大器的输出端和同相输入端的瞬时极性相同,和反相输入端的瞬时极性相反。表2 不同组态放大电路的相位差依据以上瞬时极性判别方法,从放大电路的输入端开始用瞬时极性标识,沿放大电路、反馈回路再回到输入端。这时再依据负反馈总
20、是减弱净输入信号,正反馈总是增强净输入信号的原则判断出反馈的正负。在晶体管放大电路中,若反馈信号回到输入极的瞬时极性与原处的瞬时极性相同则为正反馈,相反则为负反馈。其中注意共发射极放大电路的反馈有时回到公共极发射极,此时反馈回到发射极的瞬时极性与基极的瞬时极性相同则为负反馈,相反则为正反馈。图4中的瞬时极性判断顺序如下:T1基极(+)T1集电极(-)T2基极(-)T2集电极(+)经Rf至T1发射极(+),此时反馈回到发射极的瞬时极性与基极的瞬时极性相同所以电路为负反馈。在运算放大器反馈电路中,若反馈回来的瞬时极性与同一端的原瞬时极性相同则为正反馈,相反则为负反馈;若反馈回来的瞬时极性与另一端的
21、原瞬时极性相同则为负反馈,相反则为正反馈。四.反馈类型的判断反馈类型是特指电路中交流负反馈的类型,所以只有判断电路中存在交流负反馈才判断反馈的类型。反馈是取出输出信号(电压或电流)的全部或一部分送回到输入端并以某种形式(电压或电流)影响输入信号。所以反馈依据取自输出信号的形式的不同分为电压反馈和电流反馈。依据它影响输入信号的形式分为串联反馈和并联反馈。 图5 电流并联负反馈 (1)串联并联的判断反馈的串并联类型是指反馈信号影响输入信号的方式即在输入端的连接方式。串联反馈是指净输入电压和反馈电压在输入回路中的连接形式为串联,如图1中的净输入电压信号ube1和反馈信号uf=ue1;而并联反馈是指的
22、净输入电流和反馈电流在输入回路中并联,如图4中的净输入电流ib1和if的连接形式。综合一下就是反馈信号如果引回到输入回路的发射极即为串联反馈,引回到基极即为并联反馈。而在运算放大器负反馈电路中,反馈引回到输入另一端则为串联反馈如图6,图中uD与uF串联连接;如果引回到输入另一端则为串联反馈如图7,图中iD与iF并联连接。 图6 电压串联负反馈 图7 电流并联负反馈 (2)电压电流的判断电压电流反馈是指反馈信号取自输出信号(电压或电流)的形式。电压反馈以图6为例,反馈电压uF是经R1、R2组成的分压器由输出电压uO取样得来。反馈电压是输出电压的一部分,故是电压反馈。在判断电压反馈时,可以采用一种
23、简便的方法,即根据电压反馈的定义反馈信号与输出电压成比例,设想将放大电路的负载RL两端短路,短路后如使uF=0(或IF=0),就是电压反馈。电流反馈以图7为例, 图中反馈电流iF为电阻R1和R2对输出电流iO的分流,所以是电流反馈。另一种简便方法就是将负载RL开路(RL=),致使iO=0,从而使iF=0,即由输出引起的反馈信号消失了,从而确定为电流反馈。电压并联负反馈电压并联负反馈的电路如图8所示。因反馈信号与输入信号在一点相加,为并联反馈。根据瞬时极性法判断,为负反馈,且为电压负反馈。因为并联反馈,在输入端采用电流相加减。即。 图8 电压并联负反馈 具有电阻的量纲 具有电阻的量纲 具有电导的
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