模拟电子技术题目解答第三部分共16题

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发布时间 2009-07-20

  【题目1】:如何判断放大电路中反馈的有无?  

【相关知识】:反馈的基本概念、放大电路中净输入的含义等 。

【解题方法】:从分析放大电路是否存在将输出回路与输入回路相连接的通路,且是否影响放大电路的净输入来判断反馈的有无。

【解答过程】:若放大电路中存在将输出回路与输入回路相连接的通路,即反馈通路,并由此影响了放大电路的净输入,则表明电路引入了反馈;否则电路中便没有反馈。

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图1 有无反馈的判断

(a)没引入反馈的放大电路 (b)引入反馈的放大电路

(c)R的接入没有引入反馈 (d)和(c)电路等效

        如在图1(a)所示电路中,集成运放的输出端与同相输入端、反相输入端均无通路,故电路中没有引入反馈。在图(b) 所示电路中,电阻R2将集成运放的输出端与反相输入端相连接,因而集成运放的净输入量不仅决定于输入信号,还与输出信号有关,所以该电路中引入了反馈。在图(c) 所示电路中,虽然电阻R跨接在集成运放的输出端与同相输入端之间,但是由于同相输入端接地,所以R只不过是集成运放的负载,等效于(d)电路,而不会使 vO作用于输入回路,可见电路中没有引入反馈。

  【题目2】:如何区分直流反馈和交流反馈?  

【相关知识】:直流反馈和交流反馈的定义、直流通路和交流通路等。

【解题方法】:分别画出直流通路和交流通路,仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈,仅在交流通路中存在的反馈称为交流反馈。

【解答过程】:仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈,仅在交流通路中存在的反馈称为交流反馈。分析电路时要注意反馈网络中有无电抗元件(如电容等),并注意其接法,分清反馈是在什么工作状态下起作用,从而分清直流反馈和交流反馈。

        如图2(a)所示电路中,已知电容C对交流信号可视为短路,因而它的直流通路和交流通路分别如图(b)和图 (c)所示,可见图2(a)电路中只引入了直流反馈,而没有引入交流反馈。

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图2 直流反馈和交流反馈的区分(一)

(a)电路 (b) 直流通路 (c) 交流通路

        而在图3所示电路中,电容C对直流量相当于开路,即在直流通路中不存在反馈回路,故电路中没有直流反馈。电容C对交流量相当于短路,R2将集成运放的输出端与反相输入端相连接,故电路中引入了交流反馈。

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图3 直流反馈和交流反馈的区分(二)

  【题目3】:如何判断正负反馈?  

【相关知识】:瞬时极性法的含义;各种组态放大电路中输入量与输出量之间的相位关系等。

【解题方法】:用瞬时极性法判断,如引入反馈后使净输入量减小,则为负反馈;反之,若引入反馈后使净输入量增大,则为正反馈。

【解答过程】:正负反馈的判断一般采用瞬时极性法。瞬时极性法的基本思路是先假设输入信号在某一时刻对地的瞬时极性,然后根据各级放大电路的组态逐级推出电路中各点电位的瞬时极性和各相关支路电流的瞬时流向,直至推出反馈信号的瞬时极性或方向,选取包含输入信号、反馈信号、净输入信号这三个量的回路或节点进行比较综合,最后看引入反馈后对净输入量的影响。与未引入反馈时(未引入反馈时,基本放大器的输入就是外加的输入信号)相比,若引入反馈后使净输入量减小,则为负反馈;反之若引入反馈后使净输入量增大,则为正反馈。

        为了迅速准确地判断反馈极性,应该注意以下几点:

        (1)正确理解电路中各点瞬时极性的含义。所谓正极性,在输入正弦波时,可以指正弦波的正半周;在输入非正弦波时,表示该点的电位增大或该支路的瞬时电流增大。反之,所谓负极性指交流信号的负半周或瞬时量减少。

        (2)熟悉常用放大电路输入输出之间的相位关系。在共射组态中,信号由基极输入,集电极输出,输入与输出之间相位相反。在共基组态中,信号由发射极输入,集电极输出,输入与输出之间相位相同。在共集组态中,信号由基极输入,发射极输出,输入与输出之间相位相同。同理也不难确定差分放大电路和集成运算放大电路中的相位关系。

        (3)理解放大器件中输入输出间的控制原理,以确定净输入量。如对于运算放大器,不难看出运放两个输入端之间的差模输入电压或输入电流可以控制运放的输出电压或电流;对于三极管组成的放大电路来说,三极管的基极输入电流或发射结电压的大小控制输出电压或电流;对于差分放大电路来说,差模输入电压或基极输入电流控制输出电压或电流。因此,根据输入回路中输入信号与反馈信号的接法,可以判断净输入信号是增加还是减小,从而确定电路中的反馈极性是正反馈还是负反馈。

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图4 反馈极性的判断

(a) 通过净输入电压的变化判断反馈极性 (b) 通过净输入电流的变化判断反馈极性 (c)电路引入了正反馈

        图4(a)所示电路中,设输入电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题的瞬时极性对地为正,由于从同相端输入,则输出电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题对地也为正,由此得反馈电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题对地也为正,因此集成运放的净输入电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题减小,说明电路引入了负反馈。

        图4(b)所示电路中,设输入电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题的瞬时极性对地为正,由于从反相端输入,则输出电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题对地为负,由此可得三个支路中模拟电子技术题目解答第三部分共16题模拟电子技术题目解答第三部分共16题模拟电子技术题目解答第三部分共16题的瞬时流向,并由此判断出集成运放的净输入电流模拟电子技术题目解答第三部分共16题减小,说明电路引入了负反馈。

        将图4(a) 电路中运放的同相输入端和反相输入端互换,得图4(c) 电路,设输入电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题的瞬时极性对地为正,由于从反相端输入,则输出电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题对地为负,由此得反馈电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题对地也为负,因此集成运放的净输入电压模拟电子技术题目解答第三部分共16题增大,说明电路引入了正反馈。

  【题目4】:根据净输入量的增减来判断正负反馈和根据闭环增益的增减来判断正负反馈是否一致?  

【相关知识】:输入量、反馈量和净输入量之间的关系、闭环增益表达式等。

【解题方法】:将净输入量和增益联系起来,由闭环增益对正负反馈的定义推出正负反馈下净输入量的变化,得出两者是一致的结果。

【解答过程】:根据净输入量的增减来判断正负反馈:反馈后使净输入量减小的反馈为负反馈;反馈后使净输入量增大的反馈为正反馈。而根据闭环增益模拟电子技术题目解答第三部分共16题的增减来判断正负反馈:当模拟电子技术题目解答第三部分共16题时,模拟电子技术题目解答第三部分共16题,为负反馈;当模拟电子技术题目解答第三部分共16题时,模拟电子技术题目解答第三部分共16题,为正反馈。这两种说法其实是一致的。因为:

        净输入量:模拟电子技术题目解答第三部分共16题,即:模拟电子技术题目解答第三部分共16题

        所以,模拟电子技术题目解答第三部分共16题        ---------------  ①

        由式1可知,当模拟电子技术题目解答第三部分共16题时,模拟电子技术题目解答第三部分共16题 输入量减小,而按闭环增益表达式,模拟电子技术题目解答第三部分共16题所以均确认为负反馈。反之,当模拟电子技术题目解答第三部分共16题时,模拟电子技术题目解答第三部分共16题,净输入量增大,模拟电子技术题目解答第三部分共16题所以均确认为正反馈。可见根据净输入量的变化来判断正负反馈和根据闭环增益的变化来判断正负反馈其实是一致的。

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