modian 多级放大电路反馈组态判断
这是一个关于多级放大电路反馈组态判断与连线的题目。我们需要根据题目要求(性能指标)来确定引入的负反馈类型,并通过连接相应的节点来实现。
电路结构分析
- 第一级 ():差分放大电路。 的基极(节点②)是同相输入端, 的基极(节点③)是反相输入端。
- 集电极(节点④):输出信号与 基极输入反相。
- 集电极(节点⑤):输出信号与 基极输入同相。
- 第二级 ():PNP 型晶体管共射放大电路(发射极接上拉电阻 ,集电极接下拉负载电阻 ,输出取自集电极节点⑧)。
- 共射级具有反相特性:即基极(节点⑥)电位降低 增大 增大 输出节点⑧电位升高(注意输出是在下方的电阻上,)。
- 结论: 这一级本身是反相放大(基极电压 输出电压 ;基极电压 输出电压 )。Wait,这里需要再仔细确认一下相位。
- 相位再确认:
- 若 基极(⑥)电位 () 减小 减小。
- 减小 流过下方电阻 的电流减小 节点⑧电位()向负方向移动(下降)。
- 所以, 是反相放大。
(1) 题目要求:减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载的能力
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确定反馈组态:
- 减小从信号源索取的电流:意味着需要提高输入电阻。应引入 串联负反馈。
- 增强带负载的能力:意味着输出表现为恒压源特性(输出电阻小),能够稳定输出电压。应引入 电压负反馈。
- 综上:应引入 电压串联负反馈。
-
确定连接方式:
- 为了实现串联负反馈,反馈信号应引回到差分对的另一个输入端(基极),即节点 ③,与输入信号进行差分相减。
- 为了构成负反馈,整个环路的增益必须是正的(这样引回到反相输入端③才能构成负反馈)。
- 反馈回路连接到③(反相端),说明从输入②到输出⑧的总增益应该是同相的(Input Output Feedback to Inverting Input Net Input )。
- 级间连接:
- 我们已知 是反相的。为了让总输出同相,第一级必须输出一个反相信号给 。
- 差分对中,从 集电极(④)输出是反相的。
- 因此,应将 ④与⑥ 连接。
- 验证相位:输入② ④ ⑥ ⑧ 。总相位同相。符合要求。
- 反馈网络连接:
- 电压采样:反馈电阻 一端接输出端,即 ⑧接⑨。
- 串联反馈:反馈电阻 另一端接差分对反相输入端,即 ⑩接③。
答案 (1) 总结:
- 反馈组态:电压串联负反馈。
- 电路连接:
- 级间耦合:连接 ④ 和 ⑥。
- 反馈取样:连接 ⑧ 和 ⑨。
- 反馈回路:连接 ⑩ 和 ③。
(2) 题目要求:将输入电流转换成与之呈稳定关系的输出电压
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确定反馈组态:
- 将输入电流转换成…:信号源是电流源,且要求转换,意味着电路需要能够很好的“接收”电流,即输入电阻要低。应引入 并联负反馈。
- …呈稳定关系的输出电压:意味着要稳定输出电压。应引入 电压负反馈。
- 综上:应引入 电压并联负反馈。
-
确定连接方式:
- 为了实现并联负反馈,反馈信号应直接引回到输入端( 基极),即节点 ②,与输入电流在节点处分流/叠加。
- 对于单端输入的并联负反馈,反馈信号必须与输入信号极性相反(即反馈电流流出节点,抵消输入电流),因此整个放大电路必须是反相放大(Input Output )。
- 级间连接:
- 已知 是反相的。为了让总输出反相,第一级必须输出一个同相信号给 (同相 + 反相 = 反相)。
- 差分对中,从 集电极(⑤)输出是同相的(相对于输入②)。
- 因此,应将 ⑤与⑥ 连接。
- 验证相位:输入② ⑤ ⑥ ⑧ 。总相位反相。符合要求。
- 反馈网络连接:
- 电压采样:反馈电阻 一端接输出端,即 ⑧接⑨。
- 并联反馈:反馈电阻 另一端直接接输入端,即 ⑩接②。
答案 (2) 总结:
- 反馈组态:电压并联负反馈。
- 电路连接:
- 级间耦合:连接 ⑤ 和 ⑥。
- 反馈取样:连接 ⑧ 和 ⑨。
- 反馈回路:连接 ⑩ 和 ②。