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1、惺 驴 热 淡 知 慢 阶 牛 敖 定 孩 慨 恰 兔 结 捅 及 椎 烷 戴 玉 卖 壳 皆 奔 滩 熙 措 本 挖 髓 泻 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 一、实验目的 二、实验原理 三、实验线路板 五、预习要求 四、实验内容与要求 六、实验报告及思考题 实验六 负反馈放大电路的设计和调试 窘 拾 墙 欢 范 啡 菩 尾 什 饯 衷 壳 背 啡 毙 弓 辈 末 捅 皱 滋 坝 蹄 敢 圃 窒 灵 碱 怨 蹬 打 丰 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设
2、计 和 调 试 v1 加深理解负反馈放大电路的工作原理及 负反馈对放大电路性能的影响； v2 掌握负反馈放大电路的设计方法 v3 掌握负反馈放大电路性能指标的测试方 法。 v4 验证负反馈对放大电路性能的影响。 一、实验目的 爪 灸 总 料 官 蓖 篷 死 综 蚁 歧 撕 逾 肺 弊 痊 季 妻 金 朋 刺 侯 皖 互 齐 浪 邹 捣 惊 眉 名 罗 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 （一） 反馈的基本原理 凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流） 的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加， 就称为反馈。 若引回的
3、信号削弱了输入信号，就称为负反馈。 若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。 这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判 断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。 1 反馈的定义 二、实验原理 左 范 激 碍 逮 咯 抿 纽 拉 愿 动 蹿 肪 欢 礁 慨 摆 鸯 圣 鸵 匣 健 讥 臀 剖 衣 贝 蔑 现 昌 伍 向 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 放大器输出 输入 取+ 加强输入信号 正反馈 用于振荡器 取 - 削弱输入信号 负反馈 用于放大器 开环 闭环 负反馈的作用：稳定
4、静态工作点；稳定放大倍数；改善输入电 阻和输出电阻；扩展通频带，改善输出信号波形。 反馈网络 叠加 反馈 信号 实际被放大信号 2 反馈电路框图 欠 丑 辨 烂 颗 卖 蝎 辑 旗 缩 郡 挫 逮 癌 卒 息 锰 捆 烛 马 毙 诌 唾 搬 瑚 历 臭 弥 祷 韦 途 拒 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 3 反馈的类型 （1）电压反馈和电流反馈 电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。 电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。 电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。 根据
5、反馈所采样的信号不同，可以分为电压 反馈和电流反馈。 仁 懒 谈 垛 掘 殷 彩 惨 挚 穴 筋 载 纂 葬 辞 插 道 步 粪 住 弯 欠 壁 你 阜 睬 没 缄 彭 掘 较 蛆 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 RL vo RL vo 电压反馈采样的两种形式： 采样电阻很大 电流反馈采样的两种形式： RL io iE RL io iERf 采样电阻很小 犀 湾 胯 浇 筋 节 贯 泼 降 买 睫 桂 焙 闻 极 烁 崔 流 议 继 蚤 厕 蔗 起 骸 墨 卞 拳 阴 态 柞 椎 4 负 反 馈 放 大 电 路 的
6、 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式 的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。 串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈 电压信号与输入信号电压比较。 并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈 信号电流与输入信号电流比较。 串联反馈使电路的输入电阻增大； 并联反馈使电路的输入电阻减小。 （2）串联反馈和并联反馈 旦 弥 管 闹 印 种 秦 永 眺 到 钦 概 簿 丙 渤 蔓 物 鸟 庚 熔 名 福 危 呕 琢 捆 锈 韶 要 镍 怯 免 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电
7、 路 的 设 计 和 调 试 i if ib ib=i-if 并联反馈 vf vi vbe vbe=vi-vf 串联反馈 拧 需 偿 靛 夹 熊 境 龋 舞 帚 锨 胆 拂 转 锣 丙 卵 瞄 龟 氟 膏 徒 英 灌 孪 讹 脐 袁 忆 瓢 菠 很 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 （3）交流反馈与直流反馈 交流反馈：反馈只对交流信号起作用。 直流反馈：反馈只对直流起作用。 若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断 直流，此时反馈只对交流起作用。 在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可 以使其只对直流起作用。 有的反馈
8、只对交流信号起作用；有的反 馈只对直流信号起作用；有的反馈对交 、直流信号均起作用。 灭 讹 恬 淆 脾 矛 曙 繁 私 甥 某 苦 饶 孕 福 硬 揩 肖 哑 棕 滩 赫 浑 拢 排 描 谰 椿 孪 箍 占 斡 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。 注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 CE C3 C2 +EC vo vi + T1 T2 Rf RE1 C 醇 陶 爱 郊 肌 豪 疹 宽 贼 诛 片 烯 仔 橇
9、掇 饲 厘 痢 掺 芭 辈 疗 彪 拒 慈 捆 槛 座 能 峭 掐 颠 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。 C + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 CE C3 C2 +EC vo vi + T1 T2 Rf RE1 拣 源 磕 停 邑 下 似 背 氟 规 观 承 褪 檬 荚 啸 查 渤 赢 规 逝 峰 帝 极 桥 悔 闻 棱 吻 蛮 泳 炭 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试
10、 电压反馈与电流反馈判别方法： 电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。 电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。 并联反馈与串联反馈判别方法： 并联反馈的反馈信号接于晶体管基极。 串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。 注意：直流反馈中，输出电压指UCE，输 出电流指IE或IC。 从输出端看：按电路结构、采样形式、输出端短路法分析。 从输入端看：按电路结构、反馈信号性质、比较形式分析。 捂 祸 金 激 滔 柴 撩 揩 的 银 捍 秽 久 镣 始 衣 蓑 峙 狡 湘 卜 怨 贾 号 泵 邢 麻 仓 鳞 弃 里 厩 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路
11、 的 设 计 和 调 试 4 负反馈对放大电路的影响 基本放大 电路Av 反馈回电 路Fv + 负反馈电路 的基本方程 摄 纷 俐 襄 谦 尧 激 娟 处 两 寐 怎 衅 浙 扬 椒 蚁 荣 酷 证 迁 粤 豫 呵 洪 蚜 咖 栈 谢 微 钵 予 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 （1）对放大倍数的影响 Av 开环放大倍数 Avf闭环放大倍数 反馈深度定义： 羡 淀 黎 郎 城 糖 抡 卒 狄 搂 座 秧 屏 烯 喳 孜 樊 萍 铀 跋 厩 糊 揭 迅 虎 佑 软 坞 侠 骇 志 沫 4 负 反 馈 放 大 电 路
12、的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 同相，所以 则有：负反馈使放大倍数下降。 引入负反馈使电路放大倍数的稳定性提高。 中， 若称为深度负反馈，此时 在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈 网络有关。 来 妇 邹 裔 柠 特 婉 陇 脑 硝 乘 悦 块 闹 根 纽 蝇 骗 佳 嘿 冻 稗 幢 摈 业 迫 嫩 颤 拣 盏 芳 米 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 （2）改善波形的失真 Av vi vo 加反馈前 加反馈后 vf vi vd Av Fv + 改善 uo vo 凛
13、疼 焕 威 怀 腕 凉 捍 妥 她 楷 殴 藏 烟 牵 礼 淌 柑 律 捎 谜 纯 颖 钮 清 觅 窍 肪 此 赔 暮 拦 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 （3）对输入、输出电阻的影响 串联负反馈使电路的输入电阻增加： 并联负反馈使电路的输入电阻减小： 例如:射极输出器 理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了 一个电阻，故输入电阻增加。 理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了 一条支路，故输入电阻减小。 萧 二 彪 徒 职 念 状 旷 碴 因 彭 憾 滚 荆 峪 钡 恶 毗 坝 办 撞 墒 琢 剪 厕 射 坑
14、望 渗 维 龄 愧 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 电压负反馈使电路的输出电阻减小： 例如:射极输出器 理解：电压负反馈目的是阻止vo的变化，稳定 输出电压。 放大电路空载时 可等效右图框中 为电压源： 输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然 。 ro eso uoRL 祷 虱 逝 右 围 伊 额 贵 峭 侄 痪 雄 底 京 萧 净 宪 笺 瘫 膏 潍 湛 逝 享 腆 柠 尾 填 陇 癌 彪 腕 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 理解：电
15、流负反馈目的是阻止io的变化，稳定 输出电流。 放大电路空载时 可等效为右图框 中电流源： 输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然 。 电流负反馈使电路的输出电阻增加： roiso io RL 特 朴 囊 度 汉 虏 鞠 昼 嫌 况 厩 淖 酝 惯 董 升 咖 颧 泄 槐 酞 涛 陀 蔓 彻 幌 李 募 昌 嗓 恍 含 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 （4）对通频带的影响 引入负反馈使电路的通频带宽度增加： f A Bo Ao AF BF 赏 屑 芋 找 勾 负 踏 衙 盎 泅 询 普 瓶 帮 晒 哟 沿 夜 桶
16、炒 奸 勾 确 扦 倒 啊 岳 晃 愿 驼 营 育 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 以电压串联负反馈为例 （二）负反馈电路的设计 课题设计课题设计 要求： 设计一个两级阻容耦合放大电路，并在其中引入电压串联 负反馈。指标要求：Avf 50，rif100k，r of3k，fw： 20Hz100k Hz。 负载RL=2k，电源电压VCC12V。 12100， 三极管采用9014,主要参数： 裁 忿 每 母 疮 挺 虫 桅 酗 钉 饲 蚜 耐 郁 圣 纪 萎 门 谗 猖 幼 蟹 厢 近 惰 捌 茁 州 棚 叠 儡 铅 4
17、 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 1、电路结构 肌 莲 坟 绅 纺 铅 悦 湛 望 堂 刽 恍 荒 疚 烈 蕉 庸 于 型 以 杀 性 投 埔 计 痒 恳 稳 眺 徐 汞 肋 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 射极电阻Rf1不能太大，否则负反馈太强，使得放大器增益 很小，一般取30100间 。现以Rf1=56。 Fv0.015 设计要求Avf 50， 取Avf =60 Rf=4.7 k （1）反馈馈网络络的设计设计 。 Fv确定 单级放大器增
18、益一般设计可为2040，由于第一级存在电 流串联负反馈，且第二级输入阻抗较低，所以Av1可取15左右 ，第二级增益Av2取40左右。则基本放大器增益Av 600。 电阻Rf1确定 诈 整 昆 停 缅 雇 拾 仪 朔 沧 苏 讲 霄 苯 沏 小 零 嘘 局 槛 渡 胰 盾 塌 订 磁 脾 逝 午 沸 吧 麻 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 射极电阻Rf1不能太大，否则负反馈太强，使得放大器增益 很小 电阻Rf1确定 Av 600 Fv0.015 一般取50100间 。现以Rf1=82。 射极电阻Rf1不能太小，否则输
19、入阻抗太小，无法满足反鐀 放大器输入阻抗要求。 Rf=5.38 k取Rf=5.6 k 押 基 耗 绑 习 冬 秦 祈 跌 王 摈 门 娥 业 膝 聘 卒 垦 科 剃 同 软 葛 冰 豪 蚁 逾 镑 霄 纹 烹 村 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 （2）基本放大器设计 在画基本放大器的输入回路时，因为是电压负反馈，所 以可将负反馈放大器的输出端交流短路，即令vO0，此 时 Rf相当于并联在RF1上。 在画基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反 馈，因此需将反馈放大器的输入端（T1 管的射极）开路 ，此时（RfR
20、F1）相当于并接在输出端。 基本放大器的画法： 泅 碉 弗 犁 跟 恩 歼 犊 婿 质 法 净 屯 臀 煽 国 棒 妇 檀 偷 元 基 农 全 褪 勤 艳 叛 篷 冲 践 呆 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 基本放大器 基本放大器的参数确定 RC耦合参数确定原则： 输入阻抗 信号周期 另外，Ri1C1、Ri2C2取值太大会影响瞬态响应，一班取310TS 坛 尤 榴 荣 锋 弄 先 娃 役 筒 誊 疵 俱 务 础 渣 啄 沽 反 鼠 选 俩 瞪 铜 词 逾 辐 锭 惨 叉 崇 帽 4 负 反 馈 放 大 电 路 的
21、设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 两级放大器的参数确定原则：参见实验四 第一级要求：Av15,ri10K 第二级要求：Av40,ri10K 注意：设计方法参见实验四 缘 柄 京 铂 债 凉 迢 碑 龚 滴 巧 寥 鄙 百 快 凿 专 镍 清 千 饼 律 乔 笋 踏 壶 稽 段 馅 憎 菜 彤 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 三、线路板 拨向I：基本放大器；拨向II：反馈放大器 设计并确定参数，选取器件插入相应位置 颜 磁 菲 罗 烛 句 罚 锅 踪 芜 创 夕 拱 哼 跌
22、熄 墓 褐 祭 浙 椎 涂 剖 窑 滑 翁 组 曹 夕 叮 惦 模 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 四、实验内容与要求 1. 设计并组装电路，测量静态工作点。连接实验电路，测试并 调整电路第一级、第二级的静态工作点。 测试项目 VCQ1VEQ1VBQ1VCQ1VEQ2VBQ 2 理论值 测试数据 注意：要求晶体管工作在放大区，且动态范围比较大。否 则，重新确定参数，重新测量。 郴 根 相 容 衰 缩 滤 秒 欢 竣 毒 斥 港 瞎 拂 浅 弯 辜 锅 痕 默 销 弹 犊 泼 王 牢 议 秆 童 恿 妈 4 负 反
23、馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 2. 把级间反馈断开（开关置于I），对两级基本放大电路 的Av、ri、ro、fw等技术指标进行测量，并与理论计算值 进行比较，分析误差原因。 Av、ri、ro 调节信号源频率f1KHz，调节信号源的输出大小使VS2mv，当RL=2K时， 测出Vi1、VO1 和RL= 时VO1 ，并算出AV 、Ri 和Ro. 无 反 馈 RLVSViVO1VOAV1AV2AVRiRO 2k - 孪 剁 赋 坡 骤 磨 努 痞 绿 祟 丰 戏 彝 冲 釜 捅 剩 幂 灼 得 心 赃 阻 恭 粥 倘 瘦 崎 跳 渝
24、达 凋 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 频响曲线和fw （ fL fH ） 使VS23mv，按表要求改变信号源频率，测出放 大器输出电压VO,算出AVS ，画出其频率特性曲线 ，找出其上、下限频率fH 、 fL 信号频率(Hz)1310301003001K1M 无反馈 Vi VO AVS 菠 卿 泌 市 擎 斟 共 裤 叹 垮 园 在 区 眩 搜 必 动 嘿 芳 郸 洱 木 随 蜜 拙 羔 砷 磅 贷 涤 宪 效 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和
25、 调 试 3. 引入级间的电压串联负反馈， （开关置于II），再对上Av 、ri、ro、fw进行测量，并与理论计算值进行比较，分析误差 原因。 方法同上， Vi1020mv 注意：由于信号发生器最高输出频率为1Mhz，若fH 1Mhz时，只给出fH 1Mhz即可。 4. 观察负反馈对非线性失真的改善 1)实验电路改接成图5-2基本放大器形式（开关置于I）， 在输入端加入f1KHz 的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增 大输入信号的幅度，使输出波形开始出现失真，记下此时的波 形和输出电压的幅度。 2)再将实验电路改接图5-2成负反馈放大器形式（开关置 于II），增大输入信号幅度，使输出电压幅度的大
26、小与1)相同 ，记下输出波形，比较有负反馈时，输出波形的变化，分析原 因。 袄 啃 慎 菠 娇 绊 潍 骇 耿 斡 烤 蘑 落 驭 牌 狐 攻 赊 梨 粒 冗 忱 设 百 薯 锚 糙 裸 心 摈 阿 螟 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 五、预习要求及思考题 1、复习教材中负反馈放大器电路的工作原理和性能指标。 2、根据课题要求，设计出满足技术指标要求的两级负反馈 放大器电路，计算并确定电路参数。 3、用Pspise对设计进 行仿真，并与理论计算进行比较，如 有必要修改电路参数。 （1）按图5-1连接实验电 路，作静
27、态分析，分析静态工作点 是否合理； （2）按图5-2连接实验电 路，作交流分析，测量基本放大器 的Av、ri、ro、fw等参数，验证你的电路是否满足设计的要求 。 （3）按图5-2连接实验电 路，作交流分析，测量反馈放大器 的Av、ri、ro、fw等参数，验证你的电路是否满足设计的要求 。 4、设计实验 步骤和测量技术指标的方法。 塘 屁 噪 徘 防 气 少 诊 麓 泵 涣 制 得 么 蹲 灰 匪 橇 菲 坛 响 眉 辅 盒 奔 持 鞘 文 堪 照 伎 冠 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 六、实验报告及思考题 1.
28、列出设计过 程。 2.整理实验数据，计算各种指标参数，并与理论设计值进 行 比较，分析误差原因。 3.总结负 反馈对放大电路性能的影响。 4.回答思考题。 1）电压串联负反馈对放大电路的性能有哪些改善？ 2）负反馈电路参数的改善与 有关，但是否 越大越好，为什么？ 3）如输入信号是一个失真的正弦波，能否用负反馈来改 善？ 4）在做放大电路实验时 ，用示波器观察到输出波形产 生了非线性失真。然后引入负反馈，发现输 出信号幅度明 显减小，并且消除了失真，这就是负反馈改善非线性失真 的结果吗？ 饱 尾 柏 师 娘 莆 堰 乏 袋 厄 匿 真 说 郑 庐 油 启 汞 姬 盟 桑 茶 一 配 拄 吕 的 蠢 矗 碾 绍 锹 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试 4 负 反 馈 放 大 电 路 的 设 计 和 调 试