電流負反饋的課程設計報告

1、模電課程設計報告一 設計題目 電流負反饋放大器二 設計技術參數(shù)要求 當負載由1000歐姆減少到100歐姆時，要求輸出電流的波動幅度小于10%。三 設備、儀器及器件清單儀器類：1.信號源：函數(shù)信號發(fā)生器一臺2.電源：直流穩(wěn)壓電源一臺3.示波器一臺4. 萬用表、面包板各一塊元器件類：1. 9013三極管 4個2.電阻：1K ,10K,2K ，20K ，200K,15K 等3.電容：10F 4.導線若干測試條件：頻率為1KHZ，幅度為10mV的正弦波四 電路圖及仿真圖 電路圖仿真圖RL=100歐姆時RL=1000歐姆時五 原理介紹電流負反饋放大器的輸入是電壓信號，在輸入端基本放大器與反饋網絡應電流負

2、反饋放大器的輸入是電壓信號，在輸入端基本放大器與反饋網絡應串聯(lián)，以增大輸入電阻，電流負反饋放大器的輸出是電流信號，在輸出端基本放大器與反饋網絡應串聯(lián)，以提高輸出電阻。該電路由分立元件搭建，由分壓偏置電路和電流負反饋電路組成，其中電流負反饋也是射級跟隨器。電流串聯(lián)負反饋放大倍數(shù)Av=200300，輸入電阻Ri較小，輸出電阻Ro較大，用射級跟隨器改變輸出阻抗使輸出阻抗減小。負反饋可以擴展反饋放大器的通頻帶，所以可以用減小通頻帶帶寬來提高增益，通過增大輸出阻抗提高增益串聯(lián)，以增大輸入電阻，電流負反饋放大器的輸出是電流信號，在輸出端基本放大器與反饋網絡應串聯(lián)，以提高輸出電阻。該電路由分立元件搭建，由分

3、壓偏置電路和電流負反饋電路組成，其中電流負反饋也是射級跟隨器。電流串聯(lián)負反饋放大倍數(shù)Av=200300，輸入電阻Ri較小，輸出電阻Ro較大，用射級跟隨器改變輸出阻抗使輸出阻抗減小。六 相關理論介紹1. 分壓偏置電路(實現(xiàn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點Q點的電路)（1）利用基極偏置電阻Rb1和Rb2的分壓來穩(wěn)定基極電位Vbq。（2）利用發(fā)射極電阻Rc來獲取反映電流Ieq變化的電壓信號，并將此電壓反饋到輸入端，自動調節(jié)Ibq的大小，實現(xiàn)Q點的穩(wěn)定。Ubq=VccRb2/Rb1+Rb2Ieq=Veq/Re=Vbq-Vbeq/Re=Ubq/Re I1,Ubq越大，Q點穩(wěn)定性能越好，但I1不能太大。2.射極跟隨器 其特

4、點為輸入阻抗高，輸出阻抗低，電壓放大系數(shù)略低于1，負載能力強。它從基極輸入信號，從射極輸出信號。它具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、輸入信號與輸出信號相位相同的特點 。 用作接低阻值負載的放大電路的輸出級。由于其低輸出阻抗，所以當負載電流變動較大時，其輸出電壓受其影響較小。3.共射極電路為什么要接入Rb2及Re? 因為三極管是一種對溫度非常敏感的半導體器件，溫度變化將導致集電極電流的明顯改變。溫度升高，集電極電流增大；溫度降低，集電極電流減小。這將造成靜態(tài)工作點的移動，有可能使輸出信號產生失真。在實際電路中，要求流過R1和R2串聯(lián)支路的電流遠大于基極電流B。這樣溫度變化引起的IB的變化，對基極電位就

5、沒有多大的影響了，就可以用R1和R2的分壓來確定基極電位。采用分壓偏置以后，基極電位提高，為了保證發(fā)射結壓降正常，就要串入發(fā)射極電阻R4。4.多級放大電路:多級放大電路耦合方式：直接耦合放大電路存在溫漂問題，但其低頻特性好，能夠放大變化緩慢的信號，便于集成。阻容耦合利用“隔直通交”的特性，但其低頻特性較差，不利于集成化，故僅在非用分立元件電路不可的情況下才采用。多級放大電路的動態(tài)參數(shù)：多級放大電路的電壓放大倍數(shù)等于組成他的各級電路電壓放大倍數(shù)之積。其輸入電阻是第一級的輸入電阻，輸出電阻是末極的輸出電阻。在求解某一級的電壓放大倍數(shù)時，應將后級輸入電阻作為負載。多級放大電路輸出波形失真時，應首先判

6、斷是從哪一級開始失真，后再判斷失真的性質。在前級所有電路均無失真的情況下，末極的最大不失真輸出電壓是整個電路的最大不失真輸出電壓。圖中引入的為電流串聯(lián)交直流負反饋因為負載需要穩(wěn)定的電流信號，所以應引入電流負反饋。對串聯(lián)反饋Ube = Ui - Uf ，顯然，Ui越穩(wěn)定，Uf 對Ube 的影響就越強，控制作用就越靈敏。當信號源內阻Rs = 0時，信號源為恒壓源， Us就為恒定值，則Uf的增加量就全部轉化為Ube 的減小量，此時，反饋效果最強。因此，串聯(lián)反饋時，Rs 越小越好，或者說串聯(lián)反饋適用于信號源內阻Rs 小的場合。交流負反饋反饋交流量Re2與Rf組成反饋網絡開環(huán)放大倍數(shù):A=Uo/Ui;反

7、饋系數(shù)F=Uf/Uo;閉環(huán)放大倍數(shù)Af=Uo/Ui;Auf= Uo/Ui=A/(1+AF) 1/Fu=1+Rf/Re2;負反饋對放大性能的影響穩(wěn)定放大倍數(shù)：當|AF|>>1時，稱為深度負反饋，此時閉環(huán)放大倍數(shù)Af=A/(1+AF)1/F。引入深度負反饋時，Af1/F，放大倍數(shù)只由反饋系數(shù)的倒數(shù)決定，與放大電路的放大倍數(shù)無關。改變輸入電阻和輸出電阻：串聯(lián)負反饋增大輸入電阻；并聯(lián)負反饋減小輸入電阻。電壓負反饋減小輸出電阻；電流負反饋增大輸出電阻。七 測試數(shù)據(jù)分析1）第2極靜態(tài)工作點Q比較穩(wěn)定Vcc=IbqRb+Vbeq+IeqReIeq=(1+)Ibq=4.08mAIbq=Vcc-Vb

8、e/Rb+(1+)ReIcq=Ibq=4.07mAVceq=Vcc-IcqRe=6.67VAv1=Vo/Vi=-Rl/rbe+(1+)Re=252）第3極靜態(tài)Q點Ibq=0.46mAIeq=4.08mAAv2=11Av=Av1 x Av2 = 275由于第1.3極是射極跟隨器沒放大作用，其放大倍數(shù)約為1所以我們在放大倍數(shù)上可以忽略不計，只計算第2極和第3極的放大倍數(shù)。當負載Rl變化時，該電路負載電流的波動范圍很小幾乎沒有，在允許的范圍內該實驗設計符合題目要求。八 調試中遇到的問題及解決方法介紹1. 在實驗中第一級放大不知道應該用多大的電阻？通過電路的特性以及課本內容，對Rb電阻進行調試，以及根

9、據(jù)課上的內容當輸入電阻大，輸出電阻小，電壓放大倍數(shù)接近于1，所以最后進行計算得出其電壓增益總是略小于1，則對實驗中的放大影響不大所以我選用了課本上的實驗做第一級。2.關于第二級放大電路不知道應該放多大電阻使之放大到10倍以上？關于第二級分壓偏置電路由于電路是由基極偏置電阻Rb1和Rb2的分壓來穩(wěn)定基極電位Vbq的要使電路放大10倍以上，則A=-(Rl/r+(1+)Re),又有Rl=Rc|Rl所以又有Vbq=(Rb2/(Rb1+Rb2)*VccIeq=Vbq/Re 所以Rb1 ,Rb2 的調節(jié)關系著電流Ieq所以當Rb1 Rb2的比為10：1時剛好放大25倍。當三級連起時就是275倍。3. 放大

10、電路連接不能出波型？當我們檢查電路以后發(fā)現(xiàn)電路沒問題，又看了示波器等都沒問題后就發(fā)現(xiàn)是電路板的連接沒弄好，在電路的二級與三級之間沒電流通過，所以加了一根導線就好了。4.電路出波后，輸出波出現(xiàn)了削底？當時我們的電路用的幅度是14mV所以當我們要調節(jié)輸入的頻率使之不失真，當我們減小頻率后見波的失真減小最后調到7mV時就不再失真。 5.當負載由一千歐減小到一百歐時，很難保證輸出電流變化幅度在10%以內。后經過多次調試，包括更換不同阻值的電阻終于得到了較為合理的數(shù)據(jù) 6.最后我們發(fā)現(xiàn)有干擾信號，我們從第一極開始檢測其靜態(tài)工作點，發(fā)現(xiàn)干擾信號來自第三極，最后通過我們共同努力排出了干擾信號，得到了理想中的

11、波形圖。九 各元件的作用 9013三極管：放大倍數(shù)200左右。它是整個放大電路的核心器件，通過它的小電流控制大電流的作用實現(xiàn)放大信號的目的。 耦合電容C1-C4：10F，斷開直流信號之間的傳輸，而保留了交流信號之間的傳輸，其作用是“隔直流，送交流”，把需要放大的交流信號電壓vi通過耦合電容加到三極管的基極上。一般選用電解電容，電容量通常在幾F到幾十F。 電容Ce1、Ce2：10F 旁路電容，旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。所謂“旁路”，就是給高頻噪聲一條低阻的釋放途徑。 直流電源：Vcc =+15V (1).正極接三極管的基極，

12、負極接發(fā)射極，從而保證發(fā)射結處于正向導通狀態(tài)，為基極提供一個正向基極電流I b。(2). 正極通過Rc接三極管的集電極，負極接發(fā)射極，并保證發(fā)射結處于反向偏置，以確保三極管工作在放大狀態(tài)。 集電極負載電阻：Rc1=15k，Rc2=10k，（1）.將集電極電流變化轉化為集-射極之間電壓變化，以實現(xiàn)電壓放大;（2）.Rc起到直流負載的作用，獲得合適的工作電壓Vce; 基極偏置電阻Rb：10-200k不等。保證三級管基極回路有一個合適大小的偏置電流。 反饋電阻Rf:30K。放大電路引入電流負反饋后，能夠使輸出電流穩(wěn)定。十 實驗體會這次的模擬電子電路課程設計，使我們的知識不僅僅局限于課本上和理論上，還讓我們更清晰明白的認識到理論和實踐的差別與緊密聯(lián)系。課程設計充分調動了我們的學習積極性，發(fā)揮了我們的主觀能動性，更加激發(fā)了我們學習的熱情。我們利用教科書和各種資料來設計我們的電路，使我們的電路成果在最好的完成要求的基礎上，盡可能達到最簡潔，最穩(wěn)定的效果。 雖然這個實驗做得不太理想，但是本課程還給我們帶來了很多好處，它使我更直觀的了解到射隨器的優(yōu)點和共射級放大電路的電路性能和影響其放大倍數(shù)的因素。另外，電路設計本身就是一項具有創(chuàng)新精神的一種活動，在為期四周的課程設計中，我們把理論應用于實踐，使它們更好的結合