信息技术二类专业总复习第四章负反馈放大电路

近三年四川省对口升学本章考点内容及考题分析

本章节的知识在高考中主要以单项选择题、判断题、填空题出现,在复习过程中,重点掌握反馈的概念、分类、负反馈对电路性能的影响和反馈类型的判别,而反馈类型的判别要注意掌握判别方法,特别是集成运放电路中的反馈类型的判别,灵活运用判别方法,才是解题关键。

一、反馈的基本概念

1.反馈概念:将放大电路输出信号的部分或全部返送回输入端并与输入信号叠加的过程称为反馈。

2.反馈放大电路:凡带有反馈环节的放大电路称为反馈放大电路。

3.反馈放大电路组成

(1)组成框图:由基本放大电路和反馈电路组成,如图2-4-1所示。

图2-4-1 反馈放大电路图

(2)Xi:输入信号

X′i:净输入信号

Xo:输出信号

Xf:反馈信号

A:基本放大电路

F:反馈电路

(3)放大倍数

Av:开环放大倍数,基本放大电路放大倍数,无反馈时电路放大倍数,Av=uo/u′i。

Avf:闭环放大倍数,反馈放大电路放大倍数,有反馈时电路放大倍数,Avf=uo/ui。

二、反馈的分类及特点

1.按极性分类

(1)正反馈:反馈信号与输入信号同相。

特点:净输入信号增强,X′=Xi+Xf。

作用:用于振荡电路。

(2)负反馈:反馈信号与输入信号反相。

特点:净输入信号减小,X′=Xi-Xf。

作用:用于改善电路性能。

2.按反馈成分分类

(1)直流反馈:对直流量起反馈作用。

作用:主要用于稳定放大电路的Q点。

(2)交流反馈:对交流量起反馈作用。

作用:交流负反馈可以改善电路的交流特性。

3.按反馈信号输出端取样方式分类

(1)电压反馈:反馈信号取自uo。

特点:反馈信号与uo成正比。

(2)电流反馈:反馈信号取自io。

特点:反馈信号与io成正比。

4.按反馈信号在输入端的连接方式分类

(1)串联反馈:反馈信号与输入信号串联。

特点:反馈信号在输入端以电压形式出现。

(2)并联反馈:反馈信号与输入信号并联。

特点:反馈信号在输入端以电流形式出现。

三、负反馈对放大电路性能的影响

1.负反馈使放大倍数下降

(1)反馈系数:接入负反馈后,将反馈信号电压uf与输出信号电压uo之比,定义为反馈系数F,即。

(2)闭环放大倍数:

(3)反馈深度

(4)深度负反馈:

2.负反馈使放大倍数的稳定性提高。

3.负反馈使非线性失真减小:若信号源失真,引入负反馈也无法改善。

4.负反馈可展宽通频带。

5.负反馈改变放大器的输入电阻和输出电阻。

串联反馈:输入电阻增大

并联反馈:输入电阻减小

电压反馈:输出电阻减小

电流反馈:输出电阻增大

四、反馈类型的判断

1.判断步骤

找出反馈元件——判断电压、电流反馈——判断串联、并联反馈——判断正、负反馈

2.找反馈元件方法

(1)方法一:ui——反馈元件——uo

(2)方法二:输入回路——反馈元件——输出回路

3.判断电压、电流反馈——在输出端判断

(1)方法一——负载RL短路法(uo=0)

有反馈存在——电流反馈,无反馈存在——电压反馈。

注:通用方法,适用于三极管放大电路和集成运放构成的反馈判断。

(2)方法二——快速观察法(同极法)

观察反馈元件与uo的正极连接:接三极管的同极——电压反馈,接三极管的不同极——电流反馈。

注:适用于三极管放大电路中电压、电流的反馈判断。

(3)方法三——快速观察法(同点法)

反馈元件与uo的正极连接:接相同点——电压反馈,接不同点——电流反馈。

注:适用于集成运放电路中电压、电流的反馈判断。

4.判断串联、并联反馈——在输入端判断

(1)方法一——信号源短路法(ui=0)

有反馈存在——串联反馈,无反馈存在——并联反馈。

注:通用方法,适用于三极管放大电路和集成运放构成的反馈判断。

(2)方法二——快速观察法(交点法)

观察反馈元件与ui是否有交点:有交点——并联反馈(反馈信号与输入信号并联),无交点——串联反馈(反馈信号与输入信号串联)。

注:适用于三极管放大电路和集成运放电路中电压、电流的反馈判断。

5.判断正、负反馈——利用瞬时极性法

(1)三极管放大电路判断正、负反馈

第一步:判断组态:判断放大电路是共B,共E,还是共C,其中共E放大电路的输入端B与输出端C极性相反,其他都相同。

第二步:利用瞬时极性,从输入端开始假设瞬时极性为“+”,经过三极管到输出,沿着反馈元件回到输入端/输入回路。若反馈信号极性与输入信号极性相同,则为正反馈;反之,若不同,则为负反馈。

(2)集成运放电路判断正、负反馈

利用瞬时极性,从输入端开始假设瞬时极性为“+”,经过运放到输出,沿着反馈元件回到输入端/输入回路。若反馈信号极性与输入信号极性相同,则为正反馈;反之,若不同,则为负反馈。

注:反馈信号经过反馈元件是否回到假设输入端。

五、四种反馈类型的特点

1.电压并联负反馈:输入电阻小,输出电阻小,高内阻信号源。

2.电压串联负反馈:输入电阻大,输出电阻小,低内阻信号源。

3.电流并联负反馈:输入电阻小,输出电阻大,高内阻信号源。

4.电流串联负反馈:输入电阻大,输出电阻大,低内阻信号源。

六、共C电路特点

1.又称射极输出器。

2.引入电压串联负反馈。

3.输入电阻大,输出电阻小。

4.Av约等于1。

5.常用于阻抗匹配和缓冲器。

(注:本章虽不在考纲要求中,但在历年高考中一直有涉及)

【例1】 (2016年高考题)由运算放大器构成的同相放大器采用的是正反馈,由运算放大器构成的反相放大器采用的是负反馈。( )

【答案】 B

【解析】 同相放大器:电压串联负反馈;反相放大器:电压并联负反馈。

【例2】 判断下图运放构成的反馈类型。

(www.chuimin.cn)

【答案】 图(a):

第一步:找出反馈元件Rf。

第二步:判断电压、电流反馈——在输出端判断

负载RL短路(uo=0),无反馈存在——电压反馈。

第三步:判断串联、并联反馈——在输入端判断

信号源短路(ui=0),无反馈存在——并联反馈。

第四步:判断正、负反馈

利用瞬时极性,从同相输入端开始假设瞬时极性为“+”,经过运放到输出极性为“-”,沿着反馈元件回到输入端极性为“-”,反馈信号极性与输入信号极性不同,则为负反馈。

综上所述,图(a)的反馈类型为电压并联负反馈。

同理可判断图(b):

第一步:找出反馈元件R2。

第二步:判断电压、电流反馈——在输出端判断

负载RL短路(uo=0),有反馈存在——电流反馈。

第三步:判断串联、并联反馈——在输入端判断

信号源短路(ui=0),有反馈存在——串联反馈。

第四步:判断正、负反馈

利用瞬时极性,从同相输入端开始假设瞬时极性为“+”,经过运放到输出极性为“-”,沿着反馈元件回到反相输入端极性为“-”,反馈信号极性与输入信号极性不同,则为负反馈。

因此判断图(b)中反馈类型为电流串联负反馈。

【例3】 判断下图三极管放大电路构成的反馈类型。

【答案】 图(a):

第一步:找出反馈元件R4。

第二步:判断电压、电流反馈——在输出端判断

方法——快速观察法(同极法):

观察发现反馈元件R4与uo的正极都连接三极管的发射极,同极——电压反馈。

第三步:判断串联、并联反馈——在输入端判断

方法——快速观察法(交点法):

观察发现反馈元件R4与ui有交点,交于B极——并联反馈(反馈信号与输入信号并联)。

第四步:判断正、负反馈

判断三极管VT1,VT2都是共E组态,利用瞬时极性,从输入端VT1的基极开始假设瞬时极性为“+”,经过VT1到输出极C极的极性为“-”,VT2基极的极性为“-”,VT2发射极的极性为“-”,沿着反馈元件R4回到假设输入端VT1的基极的极性为“-”,因此反馈信号极性与输入信号极性相反,则为负反馈。

综上所述,图(a)的反馈类型为电压并联负反馈。

同理可判断图(b):

第一步:找出反馈元件Re。

第二步:判断电压、电流反馈——在输出端判断

方法——快速观察法(同极法):

观察发现反馈元件Re与uo的正极都连接三极管的发射极,同极——电压反馈。

第三步:判断串联、并联反馈——在输入端判断

方法——快速观察法(交点法):

观察发现反馈元件Re与ui无交点——串联反馈。

第四步:判断正、负反馈

判断三极管VT1是共C组态,利用瞬时极性,从输入端VT1的基极开始假设瞬时极性为“+”,经过VT1到输出极E极的极性为“+”,则为负反馈。

综上所述,图(b)的反馈类型为电压并联负反馈。

【例4】 已知某放大电路的输入信号电压为10 m V,输出电压为3 V;当加上负反馈后,达到同样的输出电压需要将输入信号加大到100 m V,求其所加的反馈深度和反馈系数。

一、单项选择题

1.有一负反馈电路,其开环放大倍数Av=100,若反馈系数为0.5,其反馈深度应为( )

A.100 B.10 C.80 D.51

2.对于并联负反馈而言,输入回路的信号关系式为( )

A.Vi′=Vi+Vf B.Vi′=Vi-Vf

C.Ii′=Ii+If D.Ii′=Ii-If

3.为了稳定放大电路的输出电压,并降低其输入电阻,应在放大电路中引入的负反馈类型是( )

A.电压串联负反馈 B.电流并联负反馈

C.电流串联负反馈 D.电压并联负反馈

4.直流负反馈对电路的作用是( )

A.稳定直流信号,不能稳定静态工作点 B.稳定直流信号,也能稳定静态工作点

C.稳定直流信号,也能稳定交流信号 D.稳定交流信号,也能稳定静态工作点

5.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深度_________负反馈。( )

A.电压串联 B.电压并联 C.电流串联 D.电流并联

6.需要一个阻抗变换电路,要求Ri小,Ro大,应选_________负反馈放大电路。( )

A.电压串联 B.电压并联

C.电流串联 D.电流并联

7.在串联负反馈中,净输入信号表达式正确的是( )

A.Vi′=Vi+Vf B.Vi′=Vi-Vf

C.Ii′=Ii+If D.Ii′=Ii-If

8.若一放大电路输出信号为2 V,引入反馈系数为0.02的负反馈后,此时反馈电压Vf为( )

A.2 m V B.20 m V C.40m V D.4 m V

9.按反馈信号的取出方式,反馈可分为( )

A.电压反馈与电流反馈 B.串联反馈和并联反馈

C.直流反馈和交流反馈 D.正反馈和负反馈

10.对于电流串联负反馈而言,需要选用_________阻抗信号源提供信号。( )

A.大 B.小 C.任意 D.大小适中

二、判断题(正确的选“A”,错误的选“B”)

1.当放大器负载不变时,引入电压或电流负反馈均可稳定放大器的电压放大倍数。( )

2.给放大电路加入负反馈,就一定能改善其性能。( )

3.同一个放大路中可以同时引入正反馈和负反馈。( )

4.电路中引入负反馈后,只能减小非线性失真,而不能消除失真。( )

5.放大电路中的负反馈,对于在反馈环内产生的干扰、噪声和失真有抑制作用,但对输入信号中含有的干扰信号等没有抑制能力。( )

6.当反馈信号反馈回共射电路的基极,则为串联反馈。( )

7.若射极输出器Avf约等于1,说明它不具备功率放大作用。( )

8.阻容耦合放大器能放大交、直流信号。( )

9.负反馈能改善放大电路的性能,所以负反馈越强越好。( )

10.为提高放大倍数,可适当引入正反馈。( )

三、填空题

1.反馈电路是将_________中的一部分或全部反馈回输入端,电路由_________和_________组成,分别用字母________和________表示。

2.反馈电路按极性分为________和________,按反馈信号的成分分为________和_________。

3.使放大电路净输入信号减小的反馈称为________。

4.负反馈对放大电路有下列几方面的影响:使放大倍数_________,放大倍数的稳定性________,________输出波形的非线性失真,通频带宽度________,并且________了输入电阻和输出电阻。

5.射极输出器引入的是________反馈,属于共________极电路,特性归纳为:电压放大倍数_________,电压跟随性好,输入阻抗_________,输出阻抗_________。

6.若一放大电路输出信号为4 V,引入反馈系数为0.02的负反馈后,此时反馈电压Vf为_________。

7.射极输出器无放大_________的作用,但有放大_________和放大_________的作用。

8.电压反馈的反馈信号与_________成正比,电流反馈的反馈信号与_________成正比。

9.负反馈对输入电阻的影响取决于_________端的反馈类型,串联负反馈能够_________输入电阻,并联负反馈能够_________输入电阻。

10.为了提高电路的输入电阻,可以引入_________;为了在负载变化时,稳定输出电流,可以引入_________;为了在负载变化时,稳定输出电压,可以引入_________。

四、分析计算题

1.某负反馈放大电路的开环电压放大倍数Av=100,反馈系数F=0.02。试计算:

(1)反馈深度为多少?

(2)闭环电压放大倍数Avf为多少?

2.指出下列电路的反馈元件,标出瞬时极性,并判断反馈类型。

第2题图

五、综合题

判断下图中反馈电阻Rf引入的反馈类型。