目的 由负反馈放大电路的稳定性求参数。 解 列联立方程组进行求解。
?A1??Af???AA1?AF?f ?A?A? f??1?AF代入数据
1?0.005? (1)??1?AF ?A?150? (2)??1?AF由式①可得A?19F,代入②式得
150=
1920?1F
解出
F=0.006
因此
A?190.006?3167
※6-14 由理想运放组成图题6-14(a)~(d)所示的反馈电路。判断各电路的反馈组态,在深度负反馈条件下,求出各电路的闭环增益Auuf的表达式。
图题6-14
目的 熟练计算由运放组成的负反馈放大电路的闭环增益。
解 图(a)中的基本放大电路是反相输入的运放,反馈元件是RF,属于电压并联负反馈。
由虚断I??0,则Ii?If,由虚地U??0知
Auuf?UoUi??If?RFIi?R1??RFR1
这个结果说明,凡是电压并联负反馈组态,其闭环电压放大倍数的大小均由级间反馈电阻与输入端电阻的比值来决定。这个结论同样也在图题6-5(d)、(e)、图题6-8(c)中得到验证。如果在不要求推导过程的情况下,可以当公式使用,直接由此写出结果。至于前面的正、负号就看电路的反相与否而定。若Uo与Ui反相,则取负号;若同相,则取正号。
图(b):运放是同相输入。反馈元件是RF和R1,属于电压串联负反馈,反馈信号电压取自于R1上电压,上正下负。 由
Ui?Uf?R1R1?R2Uo
因此
Auuf?UoUi?UoUf?R1?RFR1?1?RFR1
这个结果说明,凡是电压串联负反馈组态,其电压放大倍数的大小均由级间反馈电阻与输入回路中反馈电阻的比值再加1决定。这个结论同样在图题6-8(a)、(b)、图题6-10(b)中得到验证。如果在不要求推导过程的情况下,此结论可以当公式使用,直接得结果。
图(c):反馈支路由RF组成,属于电流串联负反馈。因为I??0,流过RL与RF的电流均为Io。
Uf?Io?RF Uo?Io?RL
因此
Auuf?UoUi?UoUf?RLRF
图(d)中的反馈元件是RF,属于电流并联负反馈,运放为反相输入。由虚断概念有I??0,则Ii?If。由虚地概念,U??0, RF与R是并联关系。将R上的电压记为UR,于是
Auuf?UoUi?UoUR?URUi
其中
UoURURUi?RLR//RF?If?RFIi?R1
???RFR1
因此
Auuf??R?(R?RF)?RL ???F???R//RF?R1?R?R1RL※6-15 理想运放组成图题6-15(a)、(b)所示电路。判断图(a)、(b)电路的反馈极性。若为负反馈,试确定其反馈组态,在深度负反馈条件下求出闭环电压增益Auuf。
图题6-15
目的 用瞬时极性法判断反馈极性,判断负反馈的反馈组态,心算闭环电压增益。 解 图(a)用瞬时极性法判断反馈极性。设Ui的一个瞬时极性为“+”,因运放是同相输入,故输出端Uo处的瞬时极性也为“+”,通过反馈网络(由R1与R2构成)时不反相,因此反馈信号的瞬时极性为“+”。再由差模输入概念可得反馈信号的瞬时极性反映到信号输入端U?处应为“?”,与原来的瞬时极性相反,说明Uf是削弱净输入信号的,符合负反馈的定义,因此是负反馈。
由于反馈网络的输入端(右端)与输出电压Uo直接相连,说明取的是输出电压;反馈网络的输出端(左端)与非信号输入端点相连,并且反馈信号以电压形式出现,说明在输入回路中Ui、ui?、Uf三者是串联关系。综合以上的判别可知其反馈组态为电压串联负反馈。根据以前各题的经验可直接写出答案:
Auuf?UoUi?1?R2R1
图(b),先用瞬时极性法判别反馈极性:设Ui的一个瞬时极性为“+”,由于运放为反相输入,输出端的瞬时极性为“?”,通过反馈网络(由R1与R2构成)时不反相,U?端反馈信
号的瞬时极性为“?”。再由差模输入概念知,反馈信号反映到信号输入端的瞬时
极性应为“+”,与原来的瞬时极性相同,说明反馈信号是使净输入信号加强的,符合正反馈的定义,因此反馈极性是正反馈。
图题6-16
UoUS※6-16 试判断图题6-16的反馈组态。近似计算电压放大倍数AuSf?。
目的 熟练地判别由分立元件组成的多级放大电路的反馈组态并速算放大倍数。
解 这是由两级分立元件构成的放大电路:第一级为单入—单出(同相端输出)长尾式差动放大电路;第二级由PNP管组成的单管共射放大电路;引入级间反馈RF。由瞬时极性法可判断它是负反馈(如图中的+、?号所示)。RF的右端直接与Uo相连,左端与信号的输入端点相连,因此该反馈组态为电压并联负反馈。根据前面各题的计算经验可直接写出结果来:
AuSf?UoUi??RFRS
因为信号只在第二级反相,所以AuSf为负。
※6-17 理想运放组成图题6-17所示电路。判断图(a)、(b)电路的反馈极性。若为负反馈讨论其反馈组态,并写出求闭环增益Auuf的表达式。
图题6-17
目的 与题6-15相同。
分析 本题为多级运放与反馈共同构成反馈放大电路。图(a)中基本放大电路连续用了两级反相器构成,反馈网络由R1、R2构成。图(b)中用A1反相输入运放作基本放大电路,反馈网络由电压跟随器A2与R2构成,说明运放本身也可以作反馈通路,A2的输入信号为Uo。
解 图(a)中用瞬时极性法判断反馈极性。设Ui的一个瞬时极性为“+”,经两次反相使Uo端的瞬时极性也为“+”,通过反馈元件R2(不反相)使反馈信号Uf对地的瞬时极性为“+”,再根据差模输入概念,使反馈信号反映到信号输入端的极性为“?”,与原来的瞬时极性相反,即圈内为“?”,圈外为“+”,二者异号,满足负反馈的定义,因此是负反馈。再由反馈网络右端直接取输出电压,因此是电压反馈;看输入回路,净输入电压Ui??Ui?Uf或者看反馈网络的左端与基放的非信号输入端相连,因此是串联反馈。综合以上讨论,本图的反馈组态为电压串联负反馈。其闭环增益表达式为
Auuf?UoUi?1?R2R1
图(b),用瞬时极性法判断反馈极性。设Ui为“+”,运放A1反相,Uo的极性为“?”,视A2的传输系数为1(相当于一条短路线),R2为线性电阻,不反相,使A1的反相端极性为“?”,比较圈内、圈外为异号,因此是负反馈;反馈网络右端取的是输出电压Uo,因此是电压反馈;左端与信号的输入端相连,因此是并联反馈。综合以上的讨论可确定其反馈组态为电压并联负反馈。其闭环增益表达式为
AuSf?UoUi??R2R1
图题6-21
※6-21 差动放大电路如图题6-21所示。
(1)为稳定输出电压Uo,应引入何种反馈?在图中标明反馈支路。