第七章负反馈放大电路
7-1 选择填空
1.当反馈量与放大电路的输入量的极性_______,因而使________减小的反馈称为
________。
a.相同 b.相反 c.净输入量 d.负反馈 e.正反馈
2.为了稳定静态工作点,应该引入_______。为了改善放大器性能,应该引入_______。为
了稳定输出电压,应该引入_______。为了稳定输出电流,应该引入_______。
a.直流负反馈 b. 交流负反馈
c.电压负反馈 d.电流负反馈
e.串联负反馈 f.并联负反馈
3.为了减小输入电阻,应该引入_______。为了增大输入电阻,应该引入_______。为了减
小输出电阻,应该引入_______。为了增大输出电阻,应该引入_______。
a.电压负反馈 b.电流负反馈
c.串联负反馈 d.并联负反馈
4.负反馈所能够抑制的干扰和噪声是__________。
a.外界对输入信号的干扰和噪声 b.外界对输出信号的干扰和噪声
c.反馈环内的干扰和噪声 d.反馈环外的干扰和噪声
5.为了得到一个由电流控制的电压源,应选择_______负反馈放大电路。为了得到一个由电
压控制的电流源,应选择_______负反馈放大电路。
a.电压串联负反馈 b.电压并联负反馈
c.电流串联负反馈 d.电流并联负反馈
6.为了得到一个由电流控制的电流源,应选择_______负反馈放大电路。
a.电压串联负反馈 b.电压并联负反馈
c.电流串联负反馈 d.电流并联负反馈
7.为了增大从电流源索取的电流并增大带负载的能力,应选择_______负反馈放大电路。为
了减小从电压源索取的电流并增大带负载的能力,应选择_______负反馈放大电路。
a.电压串联负反馈 b.电压并联负反馈
c.电流串联负反馈 d.电流并联负反馈
8.负反馈放大电路产生自激的条件是_______。
=1 =-1 =0 =∞
9.单管共射放大电路如果通过电阻引入负反馈,则__________。如果单管共集放大电路如
果通过电阻引入负反馈,则__________。
a.一定会产生高频自激 b.一定不会产生高频自激
c.一般不会产生高频自激 d.可能产生高频自激
10.多级负反馈放大电路容易引起自激振荡的原因是____________。
a.电路增益 Af 过大 b. 反馈系数 B 过大
c.反馈深度 F 过大 d.各级放大电路的参数分散
答:
1.bcd b c d c a b 4. c 5. b c 6. d a d 10 d
7-2 判断题 7-2 图中各放大电路是否引入了反馈。如果引入,判断是直流反馈、交流反馈、
交直流反馈?是正反馈还是负反馈?假设所有电容对交流信号均可视为短路。
分析:判断电路有无反馈的方法:观察放大电路的输入回路和输出回路之间是否有起联系作
用的反馈网络。如果有,则有反馈;如果没有,则无反馈。
解答:
(a)引入了直流负反馈。
(b)引入了交直流负反馈。
(c)没有引入反馈。
(d)引入了交直流负反馈。
7-3 在题 7-3 图所示各电路中,试指明反馈网络是由那些元件组成的,并判断所引入的反馈
类型(正或负反馈、直流或交流反馈、电压或电流反馈、串联或并联反馈)
入7-2入
入a入
-
+
∞
入b入
R2 + uoui
-
+
∞
R2 + uoui
入c入
-
+
∞
R1
+ uo
ui
R2
C
入d入
-
+
∞
R2
+ uo
ui
C
R1
VT1
Rc
+Vcc
RB
RE2RE1
Rf
VT2
+
uo
-
入a)
R1
VCC
VT1
R2
R3
VT2
R4
R5
R6
+
uo
-
(b)
VT2
+Vcc
+
ui
-
R2
R1
+
uo
-
(c)
VT3
VT1
R4
R3
+
ui
-
入d)
+VCC
-VEE
(e)
+ uo -
VT2VT1
Rc Rc
REE
ui1 ui2 VT1
+
ui
-
R2R1
VT2
+
uo
-
入f入
R3 R4
R5
VCC
+VCC
-VEE
(g)
VT2VT1
R3
ui1 ui2
VT5VT4
VT3
R1 R2
R5
R4
R6
uo
VT1
+VCC
+
ui
-
R1
VT2 +
uo
-
入h)
R2
R3
R5
R6
RB1 RC
RL
C2
VCC
+
us
-
+
uo
-
RS RB2
CE
C1
VT
+
ui
-
RE
R4
VT1 RL
+Vcc
+
uS
-
RS
RERf
VT2 +
uo
-
入i)
Cb1
Cb2
+VCC
+
uo
-
RE1 RE2
RC2
VT1
VT2
+
uS
-
RL
Rf
入j)
入7-3入
RS
分析:
1.反馈网络(元器件)判断方法:与输入回路有关,又与输出回路有关的网络。
2.直流或交流反馈判断方法—电容观察法:
(1)反馈通路如存在隔直电容,则为交流反馈。
(2)反馈通路如存在旁路电容,则为直流反馈。
(3)反馈通路不存在电容,则为交直流混合反馈。
3.正或负反馈判断方法—瞬时极性法:在放大电路的输入端,假设输入信号的电压极性,
可用“+”、“-”表示, 信号瞬时极性按如下传输方向变化:基本放大器输入®基本放大器输
出®反馈网络®放大器输入,判断出反馈信号的瞬时电压极性。如果反馈信号的瞬时极性使
净输入减小,则为负反馈;反之为正反馈。需要注意的是:CE 组态输出与输入反相,即反
极性,CB、CC 组态输出与输入同极性。信号经过耦合电容、电阻等元件传递信号时,一般
只产生衰减而瞬时极性不变。
4.电压或电流反馈判断方法:
判断方法 1(输出电压短路法): 将输出电压‘短路’,若反馈信号为零,则为电压反馈;
若反馈信号仍然存在,则为电流反馈。
判断方法 2(电流电压比例法):反馈信号与输出电压成比例,则为电压反馈,与电流
成比例,则为电流反馈。
5.并联或串联反馈判断方法:反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极,
则为并联反馈;反之,加在放大电路输入回路的两个不同的电极,则为串联反馈。
本题目利用定义法判断电路(a)、(c)的正负反馈,利用瞬时极性法判断其他电路。
解:
(a)RE 构成电流串联负反馈;
(b)Rf、RE1 构成电压串联负反馈。
(c)R3、R2 构成电压串联负反馈。
(d)R5、R3 构成电压串联负反馈。
(e)REE 构成电流串联负反馈。
(f)R5、R2 构成电压串联负反馈。
(g)R3、R5、R6、VT3 构成电流串联负反馈。
(说明:可以把该题目差分电路的双端输入等效为单端输入。尽管该电路是电流串联反
馈,但是输出端的反馈信号是通过 R6 上得到的电压改变 VT3 的电流,改变反馈引入到输入
端电压的大小的。而 R6 上电压的大小与 R5 没有直接关系,但是有间接关系。)
(h)R6、R3 构成电流并联负反馈。
(i)Rf 构成电压并联负反馈。
(j)Rf、RE2 构成电流并联负反馈。
7-4 某半导体收音机的输入级如题 7-4 图所示。试判断该电路中是否有反馈?如果有反馈,
属于何种反馈组态?
解:
1. Rf1、RE1 构成电压串联负反馈;是交直流反馈;
2. Rf2、R3 构成电流并联负反馈,是直流反馈。
7-5 说明在深负反馈条件下估算增益的方法。
解答:
负反馈放大电路框图如题 7-5 图所示。
反馈条件下,电路总增益(闭环增益)为
在深度负反馈条件下,有|1+AB|>>1,此时有 1+AB ≈AB。
对深度负反馈放大器的增益估算方法通常有两种:
方法一:利用 直接计算四种组态的增益。
方法二:利用 计算增益。串联反馈时,Xf=uf ≈ ui;并联反馈时,Xf=if ≈ ii。
7-6 放大电路如题 7-6 图所示。试判断电路中是否有反馈?如果有反馈,属于何种反馈组态?
并给出反馈电路的反馈系数和电压放大倍数的表达式。
入7-4入
VT1
+VCC
+
ui
-
RE1
VT2
+
uo
-
RC1
R1
R3
RC2
Rf1
R2
Rf2
RL
Co
CE
入7-5入
入入
入入入入A+
入入入Xdi
入入Xf
入入入入B
入入Xi 入入Xo+
-
AB
A
X
X
A o
1i
f
BX
X
X
X
A oo
1
fi
f
B
A
1
f
f
f X
X
A o
解答:
图(a)放大电路引入了电压并联负反馈。
反馈系数
对于深度负反馈,
闭环电压放大倍数为
当考虑深负反馈有 时,有
图(b)放大电路引入了电流串联负反馈。RE 两端电压为 uf,反馈网络由 RE1、RE2、Rf
组成。
反馈系数:
对于深度负反馈,
入7-6入
VT1
+VCC
+
ui
-
RE1
VT2
+
uo
-
RC1
Rf
RE2
RB
(a)
VT1
+VCC
+
ui
-
RE1
VT2
+
uo
-
RC1
Rf
RE2
(b)
VT3
RC2 RC3
RE3
VT1
+VCC
+
uS
-
VT2
+
uo
-
RC1
Rf
RE2
(c)
RC2 RL
RS
+
uS
-
RS
RC1 RC2
RC3 RC4
RB2
VT1 VT2
VT3 VT4
VT5
+VCC
+VEE
RL
I1
I2
I3
(d)
Rf
fo
f
G
1
Ru
i
B
f
f
o
Gi
o
Rf
1
R
i
u
Bi
u
A
ii rR
R
rRi
u
u
u
A
B
f
Bi
o
i
o
Uf
iB rR B
f
Uf R
R
A
3Ef1E
3E1E
o
1Eo
3Ef1E
3E
o
f
R RRR
RR
i
Ri
RRR
R
i
u
B
f
f
o
Ri
o
Gf
1
R
u
i
Bu
i
A
闭环电压放大倍数为
图(c)放大电路引入了电流并联负反馈。
反馈系数
对于深度负反馈,
电压放大倍数为
当考虑深负反馈时,有
图(d)放大电路引入了电压并联负反馈。
反馈系数:
对于深度负反馈,
电压放大倍数为
当考虑深负反馈时,有
7-7 在题 7-7 图所示电路中,引入适当的负反馈,以满足提高输入电阻和带负载能力的要求。
引入该反馈后,当 RB=1kΩ时, ,试计算反馈电阻 Rf 的值。
分析:输入端引入串联反馈可以提高输入电阻。
3E1E
LC33Ef1E
f
LC3o
i
o
Uf
////
RR
RRRRR
u
RRi
u
u
A
f2E
2E
o
f
I RR
R
i
i
B
f
o
Ii
o
If
1
i
i
Bi
i
A
2E
f2E
is
LC2
isf
LC2o
isi
LC2o
s
o
Usf R
RR
rR
R//R
rRi
R//Ri
rRi
R//Ri
u
u
A
is rR
2Es
f2ELC2
s
o
Usf RR
RRR//R
u
u
A
fo
f
G
1
Ru
i
B
f
o
Gi
o
Rf
1
i
u
Bi
u
A
is
f
isf
o
isi
o
s
o
Usf rR
R
rRi
u
rRi
u
u
u
A
is rR
s
f
s
o
Usf R
R
u
u
A
40
i
o
Uf u
u
A
VT1 VT2
VT4
RB
R4
+VCC
-VEE
+
uS
-
R5 R6 R8
VT5
VT3
R3
R2R1
C1
RB
R7
C2 R9 RL
+
uo
-
入7-7入
ui
带载能力强说明电路的输出电阻小,输出端应引入电压反馈以减小输出电阻。
因此电路应该引入电压串联负反馈。
解:为了满足题目要求,需要采用电压串联负反馈。加反馈后的放大电路如题 7-7 图 a 所示。
7-8 一个多级放大电路如题 7-8 图所示。试说明为了实现以下要求,应该分别引入什么反馈
组态?分别画出加入反馈后的电路图。
1.要求进一步稳定各直流工作点。
2.要求负载电阻 RL 变动时,输出电压 uO 基本不变,而且输入级向信号源索取的电流较小。
3.要求负载电阻 RL 变动时,输出电流 Io 基本不变。
分析:
1. 直流电流负反馈可以稳定直流工作点。
kΩ39
kΩ1
40
1
40
1
f
B
fB
B
U
Ui
o
U
R
R
RR
R
B
Bu
u
A
解得
已知
VT1 VT2
VT4
RB
R4
+VCC
-VEE
+
uS
-
R5 R6 R8
VT5
VT3
R3
R2R1
C1
RB
R7
C2 R9 RL
+
uo
-
入7-7入a
ui
Rf
入7-8入
R1
Ci
VCC
+
ui
-
VT1
R2
R3
VT2
R4
R5
VT3
R6
+
uo
-
2. 电压负反馈可以稳定输出电压,电流负反馈可以稳定输出电流。
3. 输入引入方式为并联方式时,将减小输入电阻,增大向信号源索取的电流。为串联
方式时,增大输入电阻,将减小向信号源索取的电流。
解:
1.增加直流电流并联负反馈,可以进一步稳定直流工作点。引入电流并联负反馈的电路如
题 7-8 图 a 所示。
2.希望输出电压 uo 稳定,输入级向信号源索取的电流较小;此时应该引入电压串联负反馈。
电压反馈可以稳定输出电压,串联反馈可以增加输入电阻,减小输入级向信号源索取电流,
电路连接方式如题 7-8 图 b 所示。
3. 输出引入方式为电流时,可以稳定输出电流,但前提必须是负反馈。根据题 7-8 图,
电路适合采用电流并联负反馈。电路连接方式如题 7-8 图 a 所示为电流并联负反馈。
如果引入电流串联反馈时,将产生正反馈,正反馈不能满足题目要求。
7-9 放大电路如题 7-9 图所示。三极管的电流增益为 hfe1=hfe2=50,输入电阻 hie1=hie2= 1kΩ,
rce=100 kΩ,RL=1 kΩ。试求:
1.判断电路中引入的反馈类型。
2.放大电路的电压增益。
入7-8入a
Rf
R1
Ci
VCC
+
ui
-
VT1
R2
R3
VT2
R4
R5
VT3
R6
+
uo
-
+
- -
-
入7-8入b
Rf
R1
Ci
VCC
+
ui
-
VT1
R2
R3
VT2
R4
R5
VT3
R6
+
uo
-
+
- - +
3.输入电阻和输出电阻。
解:
1. 根据瞬时极性法及反馈相关判决方法,如题 7-9 图 b 所示,可知电路为电流并联负反馈,
Rf 、RE2 构成反馈网络。
2. 放大电路的电压增益的计算。
放大电路引入了电流并联负反馈。
反馈系数
当电路满足深度负反馈条件时,电流增益
如果不满足深度负反馈条件时,可以利用级联放大电路的分析方法计算 AIf。
电压放大倍数为
当考虑深负反馈时,有
入7-9入
+
uo
-
VT2
VT1
ii
if
RC1
5kΩ
RE2
1kΩ
Rf
15kΩ
-VEE
RC2
10kΩ
RL
10kΩRS
5kΩ
+
us
-
+
ui
-
入7-9入a
+
uo
-
VT2
VT1
ii +
-
-if
rof
RC1
5kΩ
RE2
1kΩ
Rf
15kΩ
-VEE
RC2
10kΩ
RL
10kΩRS
5kΩ
+
us
-
+
ui
-
rif
06250
16
1
151
1
f2E
2E
o
f
I .RR
R
i
i
B
16
1 o
Ii
o
If
fi
i
Bi
i
A
ifs
LC2
If
ifsf
LC2o
ifsi
LC2o
s
o
Usf rR
R//R
A
rRi
R//Ri
rRi
R//Ri
u
u
A
ifs rR
3. 输入电阻的计算
利用方框图法,依据分离基本放大电路输入回路和输出回路的两条原则,可以得到电路
的基本放大电路,如题 7-9 图 b 所示。同时为了分析方便,将电压信号源转换为电流信号源。
根据题 7-9 图 b 所示的基本放大电路,可直接计算输入电阻和输出电阻。
输入电阻
输出电阻
有反馈时,输入电阻 ,输出电阻
电路需要计算 AI,其计算过程如下。
16
5
1010
16
s
LC2
If
s
o
Usf
//
R
R//R
A
u
u
A
+
uo
-
VT2
VT1
ii
ro
if
RC1
5kΩ
Rf
15kΩ
Rf
15kΩ
RE2
1kΩ
入7-9入b
RC2
10kΩ
RL
10kΩ
RE2
1kΩ
RS
5kΩ
+
us
-
ri
ib1
ic1 ib2
ic2
ri2
kΩ E2fie1i RRhr
kΩ100// ce2E2fce2o rRRrr
II
i
if 1 BA
r
r
IIo 1of BArr
17
16
1115
115
50
,50
ie1E2f
E2f
i
b1
i2C1
C1
c1
2b
fe1
b1
c1
fe2
2b
c2
i
b1
b1
c1
c1
2b
2b
c2
i
c2
i
o
I
hRR
RR
i
i
rR
R
i
i
h
i
i
h
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
A
其中:
5
i2C1
C1
c1
2b
fE2fe2ie2i2
rR
R
i
i
kRRhhr
所以输入电阻
输出电阻
输出电阻考虑 RC2 时,
7-10 在雷雨天时,收音机经常出现较强的天电干扰。请问能否在收音机放大电路中引入合
适的反馈来减少这种干扰?为什么?
解答:不能。因为这种干扰属于环路之外的干扰,负反馈只能改善环路内部的性能,抑制环
路内部的干扰和噪声。
7-11 负反馈放大电路的频率特性如题 7-11(a)、((b)、(c)、(d)图所示。试问:
1.判断哪个电路会产生自激振荡?
2.哪个电路最稳定?哪个电路最不稳定?
3.如果图(a)所示电路反馈系数|B|=,则电路的开环增益|A|=?
4.如果使图(a)所示电路相位裕度 φm=45º,反馈系数应该修改为多大?
5.如果使图(c)所示电路幅度裕度 Gm=10dB,应如何调整|AB|曲线?
)(50)(50
i
b1
b1
c1
c1
2b
2b
c2
i
o
I i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
A
Ω63
1 II
i
if
BA
r
r
MΩ IIoof BArr
10kΩ/10kΩ/MΩ C2ofof
Rrr
分析:如果|AB|<1,不论相位如何,电路稳定,不会自激振荡。
如果 φ(AB)≠180º,则无论|AB|如何,电路稳定,不会自激振荡。
如果 φ(AB)=180º,需要判断负反馈放大电路幅度裕度 Gm 的大小。若 Gm<0,则电
路稳定;若 Gm=0,电路出现等幅振荡;若 Gm>0,电路出现增幅振荡。
解:
1. 自激振荡的判断
图(a)电路中幅度裕度 Gm<0,电路稳定,不会振荡。
图(b)电路 φ(AB)≠180º,电路稳定,不会振荡。
图(c)电路中幅度裕度 Gm>0,电路不稳定,会产生自激振荡。
图(d)电路中幅度裕度 Gm>0,电路不稳定,会产生自激振荡。
2.(b)电路是最稳定的电路,因为其相位永远不满足振荡的条件。
(d)电路是最不稳定的电路,因为 AB 相位为-180º时,20lg|AB|=20 (dB),即|AB|=102,
而(c )电路 AB 相位为-180º 时,|AB|=10。
3.(a)电路的通频带内,20lg|AB|=80(dB),若|B|=,则|A|=105。
-45º
-90º
-135º
f0
0º
20
40
60
80
100
20lg|AB| (dB)
f
f
φ(AB)
入a)
0
-45º
-90º
-135º
-180º
0º
20
40
60
80
100
f
f
φ(AB)
入b)
0
20lg|AB| (dB)
-180º
fc
f0
-45º
-90º
-135º
f0
0º
20
40
60
80
100
20lg|AB| (dB)
f
f
φ(AB)
(c)
0
-45º
-90º
-135º
-180º
0º
20
40
60
80
100
f
f
φ(AB)
入d)
0
20lg|AB| (dB)
-180º
fc f0
入7-11入
fc
4.如果使图(a)所示电路相位裕度 φm=45º,既 AB 在 fo 点相位为-135º 时,|AB|=1,原幅频曲
线需下降 20dB,相当与|AB|要下降 20dB,这样 B 应从 改为 。
5.如果使图(c)所示电路幅度裕度 Gm=-20dB,,既 AB 在 fo 点相位为-180º 时,20lg|AB|=-
20dB,原幅频曲线需下降 40dB。
7-12 已知某负反馈放大电路的开环增益表达式为 。引入反
馈网络为纯电阻的负反馈后,为了使电路能够稳定工作,计算反馈系数的取值范围。
解:该放大电路为三级放大电路,当 f=106Hz 时,A(jf)的相位为-180º,幅度约为 5000,即
|A|=5000。为了使电路在任何频率都能否稳定工作,此时需满足|AB|<1,即|B|<1/|A|=。
2
654
4
10
1
10
1
10
jfjf
jfA