模拟电路第六章课后习题答案.doc

第六章 习题与思考题 习题 6-1 在图P6-1所示的的各放大电路中，试说明存在哪些反馈支路，并判断哪些是负反馈，哪些是正反馈；哪些是直流反馈，哪些是交流反馈。如为交流反馈，试分析反馈的组态。假设各电路中电容的容抗可以忽略。 习题 6-3 在图P6-1所示的各电路中，试说明哪些反馈能够稳定输出电压，哪些能够稳定输出电流，哪些能够提高输入电阻，哪些能够降低输出电阻。解：(a) Re1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点； Re2和Ce也引入第一级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点； Re3引入第二级的交直流负反馈，交流电压串联负反馈可稳定输出电压，提高本级的输入电阻，降低输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点； RF和CF引入级间（整体）交流电压串联正反馈，故总体来说不能稳定输出电压或输出电流。(b) Re1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点； Re2和Ce引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点； Re3引入第三级的交直流负反馈，交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高本级的输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点； RF引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻，提高输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(c) Re1引入第二级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高本级输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点； Re2和Ce引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点； RF引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流并联负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(d) Re1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点； RF引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电压并联负反馈可稳定输出电压，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(e) Re1引入第二级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高本级输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点； RF引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电压串联负反馈可稳定输出电压，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(f) 本电路是在射极输出器的基础上，再从VT的发射极通过电容C3引导回一个交流电压并联正反馈。射极输出器本身为电压串联负反馈，具有稳定输出电压，提高输入电阻，降低输出电阻的作用。但若不接电容C3，其输入电阻因受基极偏置电阻的影响，其值只能接近于Ri=Rb+(R1/R2)。现由C3引回一个电压并联正反馈，由于射极输出器的电压放大倍数接近于1，即VT发射极和基极的交流电位接近相等，则电阻Rb两端的交流压降很小，故流过Rb的交流电流也很小，因而大大提高了电路的输入电阻。这种将输出电压通过电容引回到输入回路以提高输入电阻的措施为“自举”。 此二题属于基本概念题，意图是判断分立元件放大电路中反馈的类型和作用。 习题 6-2 试判断图P6-2各电路中反馈的极性和组态。 习题 6-3 在图P6-2所示的各电路中，试说明哪些反馈能够稳定输出电压，哪些能够稳定输出电流，哪些能够提高输入电阻，哪些能够降低输出电阻。解：(a) RF引入电压并联正反馈。(b) RF1引入电压并联负反馈，稳定输出电压，降低输出电阻，降低输入电阻； RF2引入电压串联正反馈。(c) RF引入电压并联负反馈，稳定输出电压，降低输出电阻，降低输入电阻。(d) RF引入电流串联负反馈，稳定输出电流，提高输出电阻，提高输入电阻。(e) RF引入电压串联负反馈，稳定输出电压，提高输入电阻，降低输出电阻。(f) RF引入电流并联负反馈，稳定输出电流，降低输入电阻，提高输出电阻。此二题属于基本概念题，意图是判断主要由集成运放组成的放大电路中反馈的类型和作用。 习题 6-4 设图P6-1(b)(e)的电路满足深负反馈的条件，试用近似估算法分别估算它们的电压放大倍数。解：(b) RF引入深度的电流串联负反馈，有， (c) RF引入深度的电流并联负反馈，有， (d) RF引入深度的电压并联负反馈，有， (e) RF引入深度的电压串联负反馈，有 习题 6-5 设图P6-2(c)(f)中的集成运放均为理想运放，各电路均满足深负反馈条件，试分别估算它们的电压放大倍数。解：(c) RF引入深度的电压并联负反馈，有 (d) RF引入深度的电压串联负反馈，有 (e) RF引入深度的电流并联负反馈，有 本题的意图是针对集成运放组成的放大电路理解深度负反馈条件下闭环放大倍数的估算方法。 习题 6-6 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|的变化不超过1%，又要求闭环放大倍数为100,问|至少应选多大？这时反馈系数|又应选多大？解： 本题的意图是理解负反馈对提高放大倍数稳定性的作用，而且提高的程度与反馈深度有关。 习题 6-7 假设单管共射放大电路在无反馈时的100,fL=30Hz，fH=3kHz。如果反馈系数=-10%,问闭环后的、fLf和fHf各等于多少？解： 本题的意图是理解负反馈对展宽放大电路通频带的作用，展宽的程度与反馈深度有关。 习题 6-8 在图P6-8中： 电路中共有哪些(包括级间反馈和局部反馈)，分别说明它们的极性和组态。 如果要求RF1只引入交流反馈，RF2只引入直流反馈，应该如何改变？（请画在图上） 在第小题情况下，上述两路反馈各对电路性能产生什么影响？ 在第小题情况下，假设满足深负反馈条件，估算电压放大倍数。解： (a) 局部反馈Re1引入第一级电流串联负反馈；Re2引入第二级的电流串联负反馈。 (b) 级间反馈 RF1引入电压串联负反馈；RF2引入电流并联负反馈。 如图，只需接入一个电容CF1与RF1串联，再用一个大电容Ce2与Re2并联即可。 CF1与RF1引入交流电压串联负反馈，可稳定输出电压，提高输入电阻，降低输出电阻；Ce2与Re2引入直流负反馈可稳定放大电路的静态工作点。 CF1与RF1引入深度的交流电压串联负反馈，有 在第小题情况下，假设满足深负反馈条件，估算电压放大倍数。本题的意图是训练判断反馈的类型和作用，理解交流反馈和直流反馈引入方法的区别，并估算深度负反馈放大电路的电压放大倍数。 习题 6-9 分别判断图P6-9各电路中反馈的极性和组态，如为正反馈，试改接成为负反馈，并估算各电路的电压放大倍数。设其中的集成运放均为理想运放。解： (a) 主要由R6引入级间的电压并联负反馈（另由R5引入第二级的局部电压串联负反馈）。 两级的理想集成运放应能提供足够大的开环增益，因此上述级间反馈应满足深度负反馈条件，即R6引入深度的电压并联负反馈，有 (b) 主要由R6引入级间的电压串联负反馈（另由R5引入第二级的局部电压并联负反馈）。 两级的理想集成运放应能提供足够大的开环增益，因此上述级间反馈应满足深度负反馈条件，即R6引入深度的电压串联负反馈，有 本题的意图是训练判断由多个集成运放组成的放大电路中反馈的类型，并估算闭环电压放大倍数。 习题 6-10 图P6-10是MF20万用表前置放大级的电路原理图： 试分析电路中共有几路级间反馈，分别说明各路反馈的极性和交、直流性质，如为交流反馈，进一步分析它们的组态； 分别说明上述反馈对放大电路产生何种影响； 试估算放大电路的电压放大倍数。解： 有两路级间反馈：(a) 第一路从e3直接引回到e1，是交直流电流串联负反馈；(b) 第二路从c3通过两个电阻R6和R7引回到b1，R6和R7之间通过一个大电容C9接地，可以认为C9两端的交流电压降近似为零，因此，该路仅为直流负反馈。 (a) 第一路交直流电流串联负反馈的作用除了稳定静态工作点外，还可以稳定输出电流，提高输入电阻，展宽通频带，改善输出波形等； (b) 第二路直流负反馈仅能稳定静态工作点。 第一路反馈中的交流电流串联负反馈应能满足深度负反馈的条件，因此有： 本题的意图是结合一个实际的电子仪器中的放大电路，分析反馈的类型和作用，估算闭环电压放大倍数。 习题 6-11 在图P6-11所示电路中： 试判断级间反馈的极性和组态； 该反馈对电路的放大倍数和输入、输出电阻有何影响(增大、减小或基本不变)？ 如为负反馈，假设满足|1+|1的条件，估算电压放大倍数；如为正反馈，请在原电路的基础上改为负反馈。解： RF引入级间电压并联负反馈。 该反馈降低电压放大倍数、减小输入电阻、减小输出电阻。 假设此反馈满足|1+|1的条件，即为深度的电压并联负反馈，则有 本题的意图是训练判断反馈的极性、组态和作用，以及估算深度负反馈放大电路的闭环电压放大倍数。 习题 6-12 试比较图P6-12(a)和(b)电路中的反馈： 分别说明两个电路中反馈的极性和组态； 分别说明上述反馈在电路中的作用； 假设两个电路中均为输入端电阻R1=1k，反馈电阻RF=10k，分别估算两个电路的闭环电压放大倍数各等于多少。解： (a) RF引入电压串联负反馈； (b)RF引入电压并联负反馈。 (a) 中的反馈可稳定输出电压，提高输入电阻，降低输出电阻； (b) 中的反馈可稳定输出电压，降低输入电阻，降低输出电阻。 (a) 此反馈应为深度电压串联负反馈，则有 (b) 此反馈应为深度电压并联负反馈，则有 本题的意图是针对两个结构相似，但实质上反馈组态根本不同的放大电路，要求通过对比理解不同组态的负反馈对电路产生的不同作用，而且其闭环电压放大倍数的估算方法也不同。 习题 6-13 在图P6-13电路中要求达到以下效果，应该引入什么反馈？将答案写在括弧内。 提高从b1端看进去的输入电阻；(接RF从_到_) 减少输出电阻；(接RF从_到_) 希望Rc3改变时，其上的Io=(在给定Ui情况下的交流电流有效值)基本不变；(接RF从_到_) 希望各级静态工作点基本稳定；(接RF从_到_) 希望在输出端接上负载电阻RL后，Uo(在给定情况下的输出交流电压有效值)基本不变；(接RF从_到_)解： 提高从b1端看进去的输入电阻；(接RF从_e3_到_e1_) 减少输出电阻；(接RF从_c3_到_b1_) 希望Rc3改变时，其上的Io=(在给定Ui情况下的交流电流有效值)基本不变；(接RF从_e3_到_e1_) 希望各级静态工作点基本稳定；(接RF从_e3_到_e1_) 希望在输出端接上负载电阻RL后，Uo(在给定情况下的输出交流电压有效值)基本不变；(接RF从_c3_到_b1_) 本题的意图是理解负反馈对放大电路性能的影响，练习根据实际要求在电路中引入适当的负反馈。 习题 6-14 在图P6-14中，为了实现下列要求，试说明应分别引入何种级间反馈，从哪一点到哪一点。请画在图上，并在反馈支路上分别注明、。 提高输入电阻； 稳定输出电流； 仅稳定各级静态工作点，但不改变、Ri、Ro等动态性能。 在上述第小题的情况下，假设满足深负反馈条件，为了得到20,反馈支路的电阻RF1应为多大？解： 应引入串联负反馈，从c3通过RF1连接b2。 应引入电流负反馈，从e3通过RF2连接b1。 应仅引入直流负反馈，(a)从c3通过RF3连接b2，同时在VT2的基极电阻R2上并联一个大电容；或从e3通过RF3连接b1，并在Re3上并联一个大电容。 上述第小题的情况下，引入了电压串联负反馈，假设满足深负反馈条件且，则 本题的意图是理解负反馈对放大电路性能的影响，练习根据实际要求在电路中引入适当的负反馈。 习题 6-15 在图P6-15所示的电路中： 为了提高输出级的带负载能力，减小输出电压波形的非线性失真，试在电路中引入一个级间负反馈(画在图上)； 试说明此反馈的组态； 若要求引入负反馈后的电压放大倍数，试选择反馈电阻的阻值。解： 从输出端通过电阻RF连接集成运放的反相输入端； 因为提高输出级的带负载能力，减小输出电压波形的非线性失真，需要引入电压负反馈，如中说明，引入了一个电压串联负反馈；上述第小题的情况下，引入了电压串联负反馈，假设满足深负反馈条件且，若运放输入端电阻名称为R，则 本题的意图是对根据实际要求引入适当的负反馈，以及选择反馈支路的参数进行综合训练。 习题 6-16 图P6-16所示为一个扩大机的简化电路。试回答以下问题： 为了要实现互补推挽功率放大，VT1和VT2应分别是什么类型的三极管（PNP，NPN）？在图中画出发射极箭头方向。 若运算放大器的输出电压幅度足够大，是否可能在输出端得到8W的交流输出功率？设VT1和VT2的饱和管压降UCES均为1V。 若集成运放的最大输出电流为10mA，则为了要得到最大输出电流，VT1和VT2的值应不低于什么数值？ 为了提高输入电阻，降低输出电阻并使放大性能稳定，应该如何通过RF引入反馈？在图中画出连接方式。 在上题情况下，如要求US=100mV时UO=5V，RF=？解： VT1为NPN型，VT2为PNP型，两管发射极相连并作为输出端接负载（扬声器）。 理论上的最大输出功率为：，因此，即使运算放大器的输出电压幅度足够大，也不可能在输出端得到8W的交流输出功率。 功放管的理论最大输出电流，则VT1和VT2的共射电流放大系数应为。 为了提高输入电阻，降低输出电阻并使放大性能稳定，应该通过RF引入电压串联负反馈。如下图所示。 若通过RF引入了深度电压串联负反馈，同时若运放输入端电阻名称为R，则 本题的意图是对集成运放、OCL互补对称功率放大电路和负反馈进行综合训练。 习题 6-17 图P6-17电路中： 要求，已知三极管VT3、VT4的饱和管压降UCES=1V，则VCC至少应为多大？ 判断级间反馈的极性和组态，如为正反馈，将其改为负反馈。 假设最终满足深度负反馈条件，估算？解： 即要求，若已知三极管VT3、VT4的饱和管压降UCES=1V，则VCC至少应为17V。 级间反馈主要由RF引入，其极性和组态为电压并联负反馈。 假设最终满足深度负反馈条件，则级间反馈为深度的电压并联负反馈，有 本题的意图是对差分放大电路、OCL互补对称功率放大电路和负反馈进行综合训练。 习题 6-18 图P6-18电路中： 若三极管VT3、VT4的饱和管压降UCES=1V，试求电路的最大输出功率Pom=？ 为了提高带负载能力，减小非线性失真，请在图中通过RF引入一个级间负反馈。请画在图上。 如要求引入反馈后的电压放大倍数的阻值应为多大？解： 为了提高带负载能力，减小非线性失真，如图所示，可通过RF连接放大电路的输出端和VT2基极而引入一个级间电压串联负反馈。 引入的反馈应能满足深度负反馈的条件，则，而 本题的意图也是对差分放大电路、OCL互补对称功率放大电路和负反馈进行综合训练。