負反饋放大器實驗報告

1、負反饋放大電路實驗報告一、實驗目的1、掌握負反饋四種基本組態(tài)的判斷方法。2、鞏固學習負反饋放大器分析方法，加深對基本方程的理解。3、加深理解負反饋對改善放大器性能的影響。4、分析掌握影響負反饋電路穩(wěn)定性的原因及消除方法。二、儀器設備及備用元器件（1）實驗儀器序號名稱型號備注1示波器2數字萬用表3模擬實驗板（2）實驗材料序號名稱說明備注1三極管2N5551；9012；90132電阻見附件3電容見附件三、實驗原理與說明負反饋是電子線路中非常重要的技術之一，負反饋雖然降低了電壓放大倍數，但是它能夠提高電路的電壓放大倍數穩(wěn)定性，改變輸入電阻、輸出電阻，減小非線性失真以及展寬通頻帶。因此，實際應用中，幾

2、乎所有的放大器都具有負反饋電路部分。本實驗中的電路由兩級共射放大電路組成，在電路中引入了電壓串聯負反饋，構成負反饋放大電路。這樣電路既可以穩(wěn)定輸出電壓，又可以提高輸入電阻。圖3.1 電壓串聯負反饋放大電路加負反饋后，閉環(huán)電壓放大倍數： （3.1）深度負反饋時： （3.2）電壓放大倍數的相對變化量： （3.3）通頻帶： （3.4）當引入電壓串聯負反饋時，閉環(huán)輸入電阻： （3.5）閉環(huán)輸出電阻： （3.6）改變反饋深度（調整的大小），可使放大器性能指標得到不同程度的改變。四、實驗要求和任務1、實驗前的準備 設備材料的保障（1）檢查實驗儀器（2）根據自行設計的電路圖選擇實驗器件（3）檢測器件和導線（

3、4）根據自行設計的電路圖插接電路 電路設計如圖3.1（完整的計算過程及數據記錄）n 確定放大器工作電源（如DC12V，功率5W等）n 確定放大器直流參數（如ICQ1=0.6mA;ICQ2=1mA等）n 例如：在ICQ1=0.6mA前提下， nnnnn 確定放大器主要參數（如負載為3k；開環(huán)電壓放大倍數：大于400等）。n 引入負反饋后，欲使閉環(huán)放大倍數在10-50之間，確定反饋電阻的阻值范圍。n 引入負反饋后，通過計算分析電路的交流參數有哪些變化（即改善）。（2）用Multisim仿真軟件進行仿真 改變偏置電阻，在有、無反饋的情況下，進行靜態(tài)工作點的仿真并記錄； 改變輸入信號幅值，在有、無反饋

4、的情況下，測量輸出信號的幅值并記錄； 改變反饋電阻的大小，測量并分析反饋對電路性能的影響； 改變反饋電阻的接入方式，測量并分析不同反饋對電路性能的影響；根據仿真結果選擇最佳電路元器件參數，再仿真并記錄仿真結果。2、實驗任務1）測量直流工作點，與仿真結果、估算結果對比；將電路調整至滿足技術指標要求；2）在輸入端加輸入信號，對應不同的反饋電阻，測量輸入、輸出信號的幅值并記錄，計算放大倍數并與仿真結果、估算結果比較；3）對應不同接入方式的反饋電阻，重復2）中的內容；3、實驗內容A. 直流分析IB1QIC1QUCE1QUC1Q計算值6.50uA650uA9.22V11.35V仿真值5.79uA658u

5、A9.44V11.3V測量值IB2QIC2QUCE2QUC2Q計算值32.7uA3.27mA3.80V5.46V仿真值34.3uA4.04mA3.92V4.66V測量值B.交流分析分析內容計算值-84.2k1 k仿真值-6.240.93 k0.9 k實驗值分析內容計算值-1660.5 k2 k仿真值-1500.95 k2 k實驗值級聯后空載分析內容計算值-1.3718 k1.1k-2001.1k9427419k94仿真值-1.2218 k1.1k-1981.1k9426019k94實驗值級聯后負載分析內容計算值-1.3719 k1.1k-1661.1k9422719k94仿真值-1.3719

6、k1.1k-146.31.1k9423019k94實驗值級聯后負載，分別改變輸入信號頻率為或分析內容分析內容計算值160計算值160仿真值200仿真值200實驗值未測實驗值未測計算值以后補上C.接入反饋電阻，負載分析內容計算值0.053181934.2K2K仿真值0.05623.323.434.22k實驗值反饋電阻，負載，分別改變輸入信號頻率為或分析內容分析內容計算值12計算值12仿真值16.85仿真值17.15實驗值未測實驗值未測總結：（1）整理實驗數據并對所測的數據進行對比總結；（2）設計中遇到的問題及解決過程；比較順利。（3）調試中遇到的問題及解決過程；調試中主要是接觸不良，將各個接頭松

7、動的地方重新連接一次，然后問題基本解決了。（4）根據設計技術指標及實驗記錄總結實驗體會。結論1負反饋使放大器的放大倍數下降| 1+ A F |>1 負反饋凈輸入信號減弱 X i < X i | A f |<| A | 。即負反饋使放大器的放大倍數下降。閉環(huán)放大倍數 A f = X o X i = A 1+ A F 在中頻區(qū)為表示為A f = X o X i = A 1+AF可見, 閉環(huán)放大倍數 A f 僅是開環(huán)放大倍數 A 的 1 1+AF 倍。結論2穩(wěn)定被取樣的輸出信號電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓 U o 。以圖6.8所示的電壓串聯負反饋電路為例，當某一因素使 U o 增大時，反

8、饋過程如下：可見， U o 的變化量大大減小，穩(wěn)定性大大提高。電流負反饋穩(wěn)定輸出電流 I o 。以圖6.10所示的電流串聯負反饋電路為例，當某一因素使 I o 增大時，則反饋過程：可見， I o 的變化量大大減小，穩(wěn)定性大大提高。結論3放大倍數的穩(wěn)定性提高對 A f = A 1+AF 求導，整理后d A f A f = 1 1+AF dA A無論何種原因引起放大倍數發(fā)生變化，均可以通過負反饋使放大倍數相對變化量減小，放大倍數的穩(wěn)定性提高了。結論4可以展寬通頻帶放大電路的頻率響應引起放大倍數下降，通過負反饋可以展寬通頻帶。閉環(huán)放大倍數 A f 是開環(huán)放大倍數 A 的 1 1+AF 倍，閉環(huán)放大電

9、路的通頻帶 B W f 是開環(huán)放大電路的通頻帶 BW 的( 1+AF )倍。增益帶寬積不變。設開環(huán)時放大電路在高頻段的放大倍數為：A H = A m 1+j f f HA m 開環(huán)時中頻放大倍數 f H 開環(huán)時上限頻率引入負反饋后的高頻放大倍數為： A Hf = A H 1+ A H F 整理后得引入負反饋后的中頻放大倍數和上限頻率 A mf = A m 1+ A m F f Hf =(1+ A m F ) f H 。開環(huán)放大器的通頻帶 BW= f H閉環(huán)放大器的通頻帶 B W f = f Hf =(1+ A m F ) f H增益帶寬積不變。結論5改變輸入電阻和輸出電阻輸入電阻的改變情況由輸

10、入信號與反饋信號在輸入端的求和方式來決定。求和方式為電壓求和確定為串聯負反饋，求和方式為電流求和確定為并聯負反饋。串聯負反饋使輸入電阻提高;并聯負反饋使輸入電阻減小。以圖6.13串聯反饋為例，開環(huán)輸入電阻 r i = U i I i閉環(huán)輸入電阻 r if = U i I i = U i + U f I i = U i +AF U i I i =(1+AF) r i可見，串聯反饋使輸入電阻增加， r if =(1+AF) r if ;理想時， r if = 。同樣可以得出，并聯反饋使輸入電阻減小， r if = 1 1+AF r i ;理想時， r if =0 。輸出電阻的改變情況由反饋信號在輸出端