第5章反馈放大电路习题解答
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第五章低频功率放大电路一、填空题1、以功率三极管为核心构成的放大器称__________ 放大器。
它不但输出一定的_________ 还能输出一定的_______ ,也就是向负载提供一定的功率。
2、功率放大器简称_____ 。
对它的要求与低频放大电路不同,主要是:__________ 尽可能大、_______ 尽可能高、 _______ 尽可能小,还要考虑_________ 管的散热问题。
3、功放管可能工作的状态有三种:______ 类放大状态,它的失真_______ 、效率___ ;_____ 它的失真 ______ 、效率 ______ 。
4、功率放大电路功率放大管的动态范围大,电流、电压变化幅度大,工作状态有可能超越输出特性曲线的放大区,进入 ___________ 或 __________ ,产生______ 失真。
5、所谓“互补”放大器,就是利用________ 型管和 _____ 型管交替工作来实现放大。
6、OTL电路和OCL电路属于 ____ 工作状态的功率放大电路。
7、为了能使功率放大电路输出足够大的功率,一般晶体三极管应工作在 ______ 。
8、当推挽功率放大电路两只晶体管的基极电流为零时,因晶体三极管的输入特性_______ ,故在两管交替工作时产生 _______ 。
9、对于乙类互补称功放,当输入信号为正半周时,_________ 型管导通, ______ 型管截止;当输入信号为负半周时, ______ 型管导通,________ 型管截止;输入信号为零(Ui=O )时,两管 ____ ,输出为________ 。
10、乙类互补对称功放的两功率管处于偏置工作状态,由于电压的在存在,当输入信号在正负半周交替过程中造成两功率管同时―, 引起 _________ 的失真,称为_____ 失真。
11、功率放大器按工作点在交流负载线上的位置分类有:__________ 类功放、___________类功放和 ___________ 类功放电路。
完整版第5章反馈放大电路习题解答第五章习题参考答案a)b)图5-22题5-1的图答(a) R F、R!:弓I入串联电压负反馈。
(b) R F、R i:弓I入了正反馈。
5-2电路如图5-23所示,解答下列为题:1) R FI引入了何种反馈,其作用如何?R F2引入了何种反馈,其作用如何?解1) R FI、R E3引入的是直流电流并联负反馈。
其作用是稳定静态电流I E2。
其稳定过程如下:I E2U E2 I B1 I C1 U C1 I B2 I E22) R F2引入的是交、直流电压串联负反馈。
其作用是交流电压串联负反馈可改善放大器的性能,如提高电压放大倍数的稳定性、减小非线性失真、抑制干扰和噪声、展宽放大电路的通频带等。
由于是电压负反馈还可使反馈环路内的输出电阻降低(1 AF)倍。
由于是串联反馈可使反馈环路内的输入电阻增加(1 AF)倍。
R F2引入的直流电压串联负反馈的作用是稳定静态电压U C2,其稳定过程如下:U C2 u E1 I B1 I C1 U C1 I C 2 U C25-1试判断图5-22所示集成运放电路的反馈类型。
if图5-23题5-2图5-3在图5-24所示的两级放大电路中,反馈,并说明其类型;(3)如果R F 不接在T 2的集电极,而是接在 C 2与R L 之间,两者有何不同? (4)如果R F 的另一端不是接在 T i 的发射极,而是接在它的基极,是否会变为正反馈?5-4对图5-25所示电路,该电路都引进了哪些级间反馈?判断其反馈类型。
O 4-UcC0 ------阳图5-25题5-4图R 6、R 7引入直流电压并联负反馈;R 4引入交、直流电流串联负反馈。
放大电路如图5-26所示,试分别判断各电路反馈的极性和组态。
(a) R F 、R ,:串联电流负反馈;(b)R F 、R i :正反馈。
(1)那些是直流负反馈;(2)哪些是交流负有何不同,解1)R EI 、R E 2直流串联电流负反馈,R F 、 2) R F 、R EI 交流电压串联负反馈。
选择填空1.并联反馈的反馈量以( b )形式馈入输入回路,和输入( b )相比较而产生净输入量。
a:电压b:电流c:电压或电流2.正弦波振荡器的振荡频率由( c )而定。
a:基本放大器b:反馈网络c:选频网络3.电压负反馈可稳定输出( a ),串联负反馈可使( c )提高。
a:电压 b:电流 c:输入电阻 d:输出电阻4.稳压管构成的稳压电路,其接法是( b )。
a:稳压二极管与负载电阻串联 b:稳压二极管与负载电阻并联。
c:限流电阻与稳压二极管串联后,负载电阻再与稳压二极管并联5.欲稳定放大电路的静态工作点应引入 B ;若欲提高放大倍数稳定性应引入D ;欲提高输入电阻应引入 E ;欲减小输出电阻应引入G 。
A. 直流正反馈B. 直流负反馈C.交流正反馈D. 交流负反馈E. 串联负反馈F. 并联负反馈G. 电压负反馈H. 电流负反馈6、深度串联电流负反馈放大器,相当于一个 CA. 压控电压源B。
流控电压源 C 压控电流源 D 流控电流源7、利用负反馈可以使反馈环内引起的非线性失真 DA 不能减小B 彻底消失C 逐渐增大D 减小8、并联电流负反馈放大器的特点有 B C D EA 稳定输入电流B 减小输入电阻C 增大输出电阻D 稳定输出电流E 稳定闭环电流增益9、在放大器中引入并联电压负反馈不能 A B CA 稳定电流增益B 稳定电压增益C 增大输入电阻D 减小输出电阻E 抑制反馈环内的噪声10、负反馈所能抑制的干扰和噪声是 BA. 输入信号所包含的干扰和噪声B. 反馈环内的干扰和噪声C。
反馈环外的干扰和噪声11、放大电路引入负反馈后,对其性能的影响有A.放大倍数增大B.非线性失真减小C.通频带展宽D.放大倍数的稳定性提高E.输出电阻保持不变12、对以下要求,分别填入a.)串联电流负反馈b)并联电流负反馈c)串联电压负反馈d)并联电压负反馈⑴要求输入电阻r i大,输出电流稳定,应选用 d⑵某传感器产生的是电压信号(几乎不能提供电流),经放大后要求输出电压与输入信号电压成正比,该放大电路应选用 a⑶希望获得一个电流控制的电流源,应选用 d⑷需要一个电流控制的电压源, 应选用 b⑸需要一个阻抗变换电路,要求r i大,r o小,应选用 a⑹需要一个输入电阻r i小,输出电阻r o大的阻抗变换电路,应选用 d13、放大电路引入负反馈后,对其性能的影响有 B C DA.放大倍数增大B.非线性失真减小C.通频带展宽D.放大倍数的稳定性提高E.输出电阻保持不变填空题:1.输入信号与反馈信号在输入回路中以电压的形式相加减称串联反馈,输入信号与反馈信号在输入回路中以电流的形式相加减称并联反馈,反馈信号取自于输出电压称电压反馈,反馈信号取自于输出电流称电流反馈。
习题5-1 交流负反馈可以改善电路哪些性能? 解:提高了放大倍数的稳定性、减小非线性失真、展宽频带、变输入和输出电阻 5-2 分析图5-14电路中的反馈: (1)反馈元件是什么? (2)正反馈还是负反馈? (3)直流、交流还是交直流反馈? (4)本级反馈还是极间反馈? 解:a R 1构成反馈网络、负反馈、直流反馈、本级反馈。
b R E 构成反馈网络、负反馈、直流反馈、本级反馈。
c R 3构成反馈网络、负反馈、交直流反馈、本级反馈。
R 6构成反馈网络、负反馈、交直流反馈、本级反馈。
R 7、C 构成反馈网络、负反馈、交流反馈、极间反馈。
5-3 试判断图5-15的反馈类型和极性。
解:a 电流并联负反馈。
b 电流串联正反馈。
au iR 1u oCb +V CCu 图5-14 习题5-2图u iu oc5-4 由集成运放组成的反馈电路如图5-16所示,试判断反馈类型和极性。
解:图5-15 习题5-3图CCu u oabL CC+ -u o cCC+ -u u o d+V CCu u o u io R 2bu iu ocu iu o+ -图5-16 习题5-4图c 电流并联负反馈。
5-5 图5-17中,要达到以下效果,反馈电阻R f 在电路中应如何连接? (1)希望稳定输出电压; (2)希望稳定输出电流; (3)希望增大输入电阻; (4)希望减小输出电阻。
解:(1)如图,引入R f1。
(2)如图,引入R f2。
(3)如图,引入R f1。
(4)如图,引入R f1。
5-6 如图5-18中,希望稳定输出电流、减小输入电阻,试在图中接入相应的反馈。
解: 如图。
图5-17 习题5-5图RL + -u u o 图5-18 习题5-6图2u iRL + -u u o 2u i5-7 有一电压串联负反馈放大电路,放大倍数A =1000,反馈系数F =0.1,求闭环放大倍数,如果放大倍数A 下降了20%,则此时的闭环放大倍数又为多少?解:9.91.010*******1f ≈⨯+=+=AF A AA 下降20%时,闭环放大倍数的相对变化量为A dA AF A dA ⋅+=11f f =%10120%)20(1011-=-⋅ 94.79.9%)101201()1(f f f f ≈⨯-=+='A A dA A 5-8 有一负反馈放大电路,其开环增益A =100,反馈系数F =0.01,求反馈深度和闭环增益各为多少?解: D =1+AF=25001.010011001f =⨯+=+=AF A A5-9 有一负反馈放大电路,当输入电压为0.01V 时,输出电压为2V ,而在开环时,输入电压为0.01V ,输出为4V 。
第5章 放大电路中的反馈 课后思考与练习及答案1、试判定图5-1中所示各放大电路中,是否有反馈网络,如果有请指出反馈元件。
(a)图5-1 计算1题图解: 图5-1(a )无反馈网络。
因为集成运放的输出端与同相输入端、反相输入端均无连接,所以该电路中无反馈网络。
图5-1(b )无反馈网络。
虽然集成运放的输出端通过电阻2R 连接到同相输入端,但集成运放的同相输入端同时又接地,因而不会使o u 作用于输入回路的同相输入端图5-1(c )有反馈网络,反馈元件是电阻2R 。
集成运放的输出端通过电阻2R 与反相输入端相连,因而集成运放的净输入信号不仅决定于输入信号,还与输出信号有关,所以有反馈网络存在。
图5-1(d )有反馈网络,反馈元件试电容C 。
集成运放的输出端通过电容C 与反相输入端相连,所以存在反馈网络。
需要说明的是电容C 只能反馈输出端o u 的交流分量,而对于o u 的直流分量而言,电容C 视作断路。
2、由集成运放构成的多级放大电路如图5-2所示,试分析反馈电阻F R 引入反馈类型。
图5-2 计算2题图解:在图5-2所示的电路中,反馈电阻F R 跨接在输入端和输出端之间,与电阻R 一起构成反馈网络。
反馈量为f o FRi i R R =-+,即与o i 成正比,为电流反馈;根据瞬时极性法,假设输入信号i u 瞬时极性为“⊕”,它加在集成运放1A 的同相输入端,故其输出信号的极性也为“⊕”,然后通过电阻4R 送入集成运放2A 的反相输入端,故其输出信号的极性为,因此负载L R 和电阻R ,因此,输出电流o i 的实际方向与参考方向不一致,但流过反馈电阻F R 的反馈电流f i 实际方向与参考方向一致,输入电流i i 、反馈电流f i 和净输入电流d i 三者满足关系等式:d i f i i i =-,即净输入量减小,且以电流形式叠加,故为并联负反馈。
由此可知,图5-2所示电路为电流并联负反馈。
3、在图5-3中,请按要求引入反馈,实现以下两个要求:(1)稳定输出电压,提高输入电阻;(2)稳定输出电流,减小输入电阻。
放大电路中的反馈自测题一、判断下列说法的正误,在括号内填入“√”或“×”来表明判断结果。
(1)只要在放大电路中引入反馈,就一定能使其性能得到改善。
()(4)既然电流负反馈稳定输出电流,那么必然稳定输出电压。
()解:(1)×(4)×二、已知交流负反馈有四种组态: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.电流并联负反馈选择合适的答案填入下列空格内,只填入A、B、C或D。
(1)欲得到电流-电压转换电路,应在放大电路中引入;(2)欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号,应在放大电路中引入;(3)欲从信号源获得更大的电流,并稳定输出电流,应在放大电路中引入。
解:(1)B (2)C (3)D三、判断图T6.3所示各电路中是否引入了反馈;若引入了反馈,则判断是正反馈还是负反馈;若引入了交流负反馈,则判断是哪种组态的负反馈,设图中所有电容对交流信号均可视为短路。
图T6.3解:图(a)所示电路中引入了电流串联负反馈。
图(b)所示电路中引入了电压并联负反馈。
图(c)所示电路中引入了电压串联负反馈。
习题6.1选择合适的答案填入空内。
(1)对于放大电路,所谓开环是指。
A.无信号源B.无反馈通路C.无电源D.无负载而所谓闭环是指。
A.考虑信号源内阻B.存在反馈通路C.接入电源D.接入负载(2)在输入量不变的情况下,若引入反馈后,则说明引入的反馈是负反馈。
A.输入电阻增大B.输出量增大C.净输入量增大D.净输入量减小(5)为了实现下列目的,应引入A.直流负反馈B.交流负反馈①为了稳定静态工作点,应引入;②为了稳定放大倍数,应引入;③为了改变输入电阻和输出电阻,应引入;解:(1)B B (2)D(5)A B B6.2 选择合适答案填入空内。
A.电压B.电流C.串联D.并联(1)为了稳定放大电路的输出电压,应引入负反馈;(2)为了稳定放大电路的输出电流,应引入负反馈;(3)为了增大放大电路的输入电阻,应引入负反馈;(4)为了减小放大电路的输入电阻,应引入负反馈;(5)为了增大放大电路的输出电阻,应引入负反馈;(6)为了减小放大电路的输出电阻,应引入负反馈。
反馈放大电路试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 反馈放大电路中,反馈网络的作用是()。
A. 提高增益B. 降低增益C. 稳定工作点D. 减小非线性失真答案:C2. 在负反馈放大电路中,反馈信号的极性与输入信号的极性相反,这种反馈称为()。
A. 正反馈B. 负反馈C. 无反馈D. 零反馈答案:B3. 反馈放大电路的反馈系数β越大,则放大电路的()。
A. 增益越高B. 增益越低C. 稳定性越差D. 稳定性越好答案:B4. 反馈放大电路的稳定性可以通过()来判断。
A. 波特图B. 相位裕度C. 增益裕度D. 以上都是答案:D5. 反馈放大电路中的环路增益AF等于()。
A. 放大倍数AvB. 1/βC. Av - βD. Av/(1-AFβ)答案:D二、填空题(每题2分,共10分)1. 反馈放大电路中,反馈网络的类型有电压反馈和______反馈。
答案:电流2. 负反馈放大电路的增益表达式为Av = ______。
答案:A/(1+AFβ)3. 反馈放大电路的稳定性可以通过测量其______来判断。
答案:相位裕度4. 在反馈放大电路中,若反馈系数β为0.1,则反馈深度为______。
答案:10%5. 反馈放大电路的环路增益AF大于1时,电路会发生______。
答案:振荡三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述负反馈放大电路的优点。
答案:负反馈放大电路的优点包括:增益稳定,输出波形失真小,输入阻抗增大,输出阻抗减小。
2. 反馈放大电路中,为何需要引入反馈网络?答案:引入反馈网络是为了利用反馈作用改善放大电路的性能,如提高增益稳定性、减小非线性失真、增加输入阻抗、减小输出阻抗等。
3. 反馈放大电路的稳定性如何影响电路的工作?答案:反馈放大电路的稳定性直接影响电路的输出波形和频率响应。
若稳定性差,电路可能产生振荡,导致输出波形失真。
4. 描述反馈放大电路中环路增益AF与放大倍数Av之间的关系。
答案:环路增益AF与放大倍数Av之间的关系可以通过公式Av =A/(1-AFβ)来描述,其中A是放大倍数,β是反馈系数,AF是环路增益。
习题5.1试判断如题5.1图所示的各电路能否放大交流电压信号?为什么?题5.1图解:(a)能(b)不能(c)不能(d)能5.2已知如题5.2图所示电路中,三极管均为硅管,且β=50,试估算静态值I B 、I C 、U CE 。
解:(a)751)501(1007.012=×++−=B I (μA)75.3==B C I I β(mA)825.3)1(=+=B E I I β(mA)75.01825.3275.312=×−×−=CE U (V)(b)CC B C C B B BE()U I I R I R U =+×++CC BE B C 120.716(1)200(150)10B U U I R R β−−===++++×(μA)C B 0.8I I β==(mA)CE 12(0.80.016)10 3.84U =−+×=(V)5.3晶体管放大电路如题5.3图所示,已知U CC =15V ,R B =500k Ω,R C =5k Ω,R L =5k Ω,β=50,r be =1k Ω。
(1)求静态工作点;(2)画出微变等效电路;(3)求电压放大倍数A u 、输入电阻r i 、输出电阻r o。
题5.2图题5.3图解:(1)CC BE B B 1530500U U I R −=≈=(μA)C B 5030 1.5I I β==×=(mA)CE CC C C 15 1.557.5U U I R =−⋅=−×=(V)第5章基本放大电路119(2)(3)C L u be//125R R A r β=−=−i B be //1R R r =≈(KΩ)O C 5R R ==(KΩ)5.4在题5.3图的电路中,已知I C =1.5mA ,U CC =12V ,β=37.5,r be =1k Ω,输出端开路,若要求u A =-150,求该电路的R B 和R C 值。
第五章习题参考答案5-1 试判断图5-22所示集成运放电路的反馈类型。
a) b)图5-22题5-1的图答 (a )F R 、1R :引入串联电压负反馈。
(b )F R 、1R :引入了正反馈。
5-2 电路如图5-23所示,解答下列为题: 1)1F R 引入了何种反馈,其作用如何 2)2F R 引入了何种反馈,其作用如何图5-23 题5-2图解 1)1F R 、3E R 引入的是直流电流并联负反馈。
其作用是稳定静态电流2E I 。
其稳定过程如下:↓↓→↓→↑→↑→↑→↑→2211122E B C C B E E I I U I I U I2)2F R 引入的是交、直流电压串联负反馈。
其作用是交流电压串联负反馈可改善放大器的性能,如提高电压放大倍数的稳定性、减小非线性失真、抑制干扰和噪声、展宽放大电路的通频带等。
由于是电压负反馈还可使反馈环路内的输出电阻降低)1(AF +倍。
由于是串联反馈可使反馈环路内的输入电阻增加)1(AF +倍。
2F R 引入的直流电压串联负反馈的作用是稳定静态电压2C U ,其稳定过程如下:↓↑→↑→↓→↓→↑→↑→2211112C C C C B E C U I U I I u U5-3 在图5-24所示的两级放大电路中,(1)那些是直流负反馈;(2)哪些是交流负反馈,并说明其类型;(3)如果F R 不接在T 2的集电极,而是接在C 2与L R 之间,两者有何不同(4)如果F R 的另一端不是接在T 1的发射极,而是接在它的基极,有何不同,是否会变为正反馈5-24 题5-3图解 1)1E R 、2E R 直流串联电流负反馈,F R 、1E R 直流电压串联负反馈。
2)F R 、1E R 交流电压串联负反馈。
3)如果F R 不接在T 2的集电极,而是接在C 2与L R 之间,则F R 、1E R 只有交流电压串联负反馈,没有直流反馈。
4)如果F R 的另一端不是接在T 1的发射极,而是接在它的基极,则变为正反馈。
5-4 对图5-25所示电路,该电路都引进了哪些级间反馈判断其反馈类型。
图图5-25 题5-4图答 6R 、7R 引入直流电压并联负反馈;4R 引入交、直流电流串联负反馈。
5-5 放大电路如图5-26所示,试分别判断各电路反馈的极性和组态。
答 (a )F R 、1R :串联电流负反馈; (b )F R 、1R :正反馈。
图5-26 题5-5的图5-6 说明图5-27所示各电路的反馈类型,并说明哪些可以稳定输出电压;哪些可以稳定输出电流;哪些可以提高输入电阻;哪些可以降低输出电阻。
a)b)c) d)图5-27 题5-6图解 根据电路结构可知反馈若从输出端引出则为电压反馈,若从非输出端引出则为电流反馈;反馈若引回到输入端则为并联反馈,若引回到非输入端则为串联反馈。
然后再根据瞬时极性法判断是正反馈或是负反馈。
(a)1F R 、1E R 、3E R :1~3级间电流串联负反馈,可稳定电流,提高输入电阻; (b)F R :电压并联负反馈,可稳定电压、降低输出电阻; (c)F R 、1E R 、C :电压串联正反馈;(d)1F R 、1E R :电压串联负反馈,可稳定电压、降低输出电阻、提高输入电阻;2F R 直流电流并联负反馈,可稳定电流。
5-7图5-28所示的电路为两级放大电路构成,1F R 构成第一级反馈,2F R 构成第二级反馈,F R 构成两级之间的反馈。
试判断它们分别是正反馈还是负反馈若是负反馈,判断其反馈组态。
图5-28 题5-7图答 1F R :电压串联负反馈;2F R :电压并联负反馈;F R :电压并联负反馈。
5-8 如果需要实现下列要求,在交流放大电路中应引入哪种类型的负反馈 (1) 要求输出电压o U 基本稳定,并能提高输入电阻。
(2) 要求输出电流c I 基本稳定,并能减小输入电阻。
(3) 要求输出电流c I 基本稳定,并能提高输出电阻。
答 (1)应引入电压串联负反馈; (2)应引入电流并联负反馈; (3)应引入电流串联负反馈;5-9 在图5-29所示的放大电路中,引入负反馈后,希望:1)降输入电阻;2)输出端接上(或改变)负载电阻L R 时,输出电压变化小。
试问应引入何种组态的反馈在图上接入反馈网络。
答 1)欲降低输入电阻应引入并联反馈;2)欲使输出电压变化小应引入电压负反馈反馈; 图5-29 题5-9图故应引入并联电压负反馈。
如图5-29虚线所示。
5-10 在图5-30所示的放大电路中,引入负反馈后,希望:1)能够使电路输出电压稳定;2)信号源向放大电路提供的电流较小。
试问应引入何种组态的反馈在图上接入反馈网络。
答 1)欲使输出电压稳定应引入电压负反馈反馈;2)欲信号源向放大电路提供的电流较小应提高输入电阻,应引入串联反馈;故应引入串联电压负反馈。
如图5-30虚线所示。
图5-30 题5-10图5-11某放大器无负反馈时,电压增益相对变化量为25%,引入电压串联负反馈之后,电压增益100=•uf A ,相对变化量为1%,试求无反馈时的电压增益•A 和反馈系数•F 的大小。
解 由于AFA dA A dA ufuf +⋅=11故 AA uf 25.001.0=解得2500=A ,0096.0=F5-12 在图5-31所示的两个电路中,集成运放的最大输出电压V U om 13±=。
试分别说明,在下列三种情况下,是否存在反馈若存在反馈,是什么类型的反馈 ⑴当m 点接至a 点时;(2)当m 点接至b 点时;(3)当m 点接“地”时。
a )b )图5-31 题5-12图答 (1)当m 点接至a 点时:a )为电压串联负反馈;b )为电压并联负反馈; (2)当m 点接至b 点时:a )和b )均为正反馈; (3)当m 点接“地”时:a )和b )均无反馈。
5-13对于图5-32所示的正弦波振荡器,解答下列问题:1) 它属于何种形式的振荡器2) 该电路能否满足起振的相位条件和幅值条件 3) 该电路有无稳幅措施估算振荡波形的振幅值。
4) 估算该振荡器的振荡频率。
电路参数为:Ω=k 19R ,F 005.0μ=C ,Ω=k 3.201R ,Ω=k 102R ,Ω=k 13R ,Ω=k 34R ,Ω=k 15R ,Ω=k 36R解 1)该电路是采用集成运算放大器组成的同相输入比例运算放大器和RC 串并联选频网络构成的文氏电桥振荡器。
2)从运算放大器和选频网络组成的反馈环路来看,运算放大器式同相输入,其输出与输入信号相位相同。
选频网络在谐振频率下输出信号与输入信号相位亦相同,因此满足自激振荡的相位条件,即0=+A F ϕϕ。
图5-32 题5-13图在谐振频率下,选频网络的反馈系数是31=F ,这就要求基本放大电路,也就是引至运算放大器反相端的负反馈放大电路的放大倍数A 必须略大于3,以满足起振的幅值条件,根据所给电路参数可知:3.3103.201121=+=+=R R A 综上,该电路既满足自激振荡的相位条件又满足幅值条件,是可以产生自激振荡的。
3) 该电路有稳定振幅的措施。
1V D 、3R 、4R 组成负向限幅环节,2V D 、5R 、6R 组成正向限幅环节。
其工作过程是:振荡器起振后,振幅不断升高,当振幅升高到某一数值,o u 的负半波峰值使二极管1V D 导通,o u 的正半波峰值使二极管2V D 导通。
二极管导通后,负反馈加强,使基本放大器的增益下降,因而限制了振幅的进一步增高。
根据电路参数,可估算振荡波形振幅的值: 运算放大器反相端电压o o o u u u R R R u 33.0103.2010212=+=+=-限幅网络的分压值o o u E u R R R E R R R u 43414344331+=+++=同理o u E u 43412+-=设二极管的死区电压为V 5.0,则当V 5.02+=-u u 时,2V D 导通而正向限幅,正向限幅值om U 可由下式求出:5.033.04341+=+-om om U U E 从而得 V 12.10=om U因负向与正向限幅是对称的,所以振荡器输出电压o u 得振幅约为V 12.10±=om U 。
4)该振荡器的振荡频率为:kHz 18.310005.0101014.32121630=⨯⨯⨯⨯⨯==-RC f π 5-14 图5-33是用运算放大器构成的音频信号发生器的简化电路。
(1)1R 大致调到多大才能起振(2)p R 为双联电位器,可从0调到Ωk 4.14,试求振荡频率的调节范围。
图5-33 题5-14图解 (1)RC 串并联电路振荡频率为RCf π210=当0f f =时,0=F ϕ而 0=A ϕ(同向输入) 所以满足起振的相位条件。
在谐振频率下,选频网络的反馈系数是31=F ,这就要求引至运算放大器反相端的负反馈放大电路的放大倍数A 必须大于3,以满足起振的幅值条件,根据所给电路参数可知:1211R R R A F F ++=所以当3>A 即k Ω5.11<R 时该电路可以起振。
(2)当0=P R 时 RC f π21=63101.0106.121-⨯⨯⨯⨯=πHz 2.995=当k Ω4.14=P R 时 C R R f P )(21+=π63101.0101621-⨯⨯⨯⨯=πHz 5.99=此电路振荡频率的调节范围为Hz 2.995~5.995-15 某音频信号发生器的原理电路如图5-34所示。
Ω=k R 101,Ω=k R F 22,其它电路参数如图所示。
求:1)该电路能否满足振荡的相位条件和幅值条件。
2)若图中1R 换成热敏电阻t R ,t R 的温度系数取正还是取负3)若同轴电位器P R 从Ωk 1变到Ωk 10,计算电路振荡频率的调节范围。
图5-34 题5-15图解 1)从运算放大器和选频网络组成的反馈环路来看,运算放大器式同相输入,其输出与输入信号相位相同。
选频网络在谐振频率下输出信号与输入信号相位亦相同,因此满足自激振荡的相位条件,即0=+A F ϕϕ 在谐振频率下,选频网络的反馈系数 2.31022111=+=+=R R F F 3> 综上,该电路既满足自激振荡的相位条件又满足幅值条件,是可以产生自激振荡的。
2)t R 的温度系数应取正。
o u 的振幅为o U ,如果温度升高导致o U 升高,则有:↓↑→↑→↑→o Rt t o U U R U 从而保证o U 稳定。
3)当同轴电位器k Ω1=P R 时Hz 1048106600102314.321)(211230=⨯⨯⨯⨯⨯=+=-C R R f P π当同轴电位器k Ω10=P R 时Hz 753106600103214.321)(211230=⨯⨯⨯⨯⨯=+=-C R R f P π 所以该电路振荡频率的调节范围为Hz 1048~753。