单级电压负反馈放大电路的实验研究

1、JIU JIANG UNIVERSITY电子线路课程设计 题 目 单级电压负反馈放大电路的实验研究 院 系 电子工程学院 专 业 电子信息工程 班 级 姓 名 学 号 年 级 指导教师 二零一零年十月 目 录一、实验目的.1二、实验器材.2三、电路原理.31. 电路形式.32. 直流负反馈电阻对静态工作点的稳定作用.33. 交流负反馈的类型和等效电路.34. 负反馈对放大倍数的影响.55. 电压负反馈对输出电压的稳定作用.56. 并联负反馈对输入电阻的作用.67. 负反馈对放大电路其它性能的影响.6四、单级电压并联负反馈电路的研究方法.6五、实验内容（测定电压并联负反馈电路的交流参数）.61.

2、判断电路的交流反馈性质.62.连接电路并调整静态工作点.73.测量电路的工作状态和电压放大倍数.84.测量电路的输入、输出电阻.96.测量频带宽度.107.测量输出信号的稳定性.11六、思考题.12七、实验总结.13 本实验为研究型试验，研究单级电压并联负反馈放大器的电路和作用，并根据射极跟随器的原理，要求进行单级电压串联负反馈的设计。1、 实验目的： 1.熟悉电压反馈电路的判别方法。 2.掌握电流负反馈和电压负反馈放大电路的形式。 3.熟悉负反馈电路的实验研究方法。 4.了解负反馈放大电路的工作原理及对放大电路输入电阻、输出电阻的影响。 5.学会测量放大电路输入电阻和输出电阻的方法。 6.进

3、一步巩固前面实验中已用过的示波器、函数信号发生器、交流毫伏表等电子仪器的使用方法。 7.深入理解交流负反馈电路对放大器性能指标的改善作用二、实 验 器 材 1、函数信号发生器 一台2、可调直流稳压电源(0-30) 一台3、交流毫伏表 一台4、双踪示波器 一台5、万用表 一台6、实验板 一块三、电路原理：负反馈的用途很广，在电子线路的应用中，对改进放大电路的性能起到很重要的作用。放大器中的负反馈就是把基本放大电路的输出量的一部分或全部按一定的方式送回到输入回路，来影响净输入量，对放大电路起自动调整作用，使输出量趋向于维持稳定。1.电路形式 电路如图1所示，图2中取样反馈电阻。电阻并联了一个电容，

4、因此对交流信号无反馈作用，下面只讨论的作用。2.直流负反馈电阻对静态工作点的稳定作用 图1中的负反馈电阻对直流工作点起到稳定作用：当由于莫衷原因（例如温度升高）增加，则有 3. 交流负反馈的类型和等效电路 图1的交流通路见图2，从图2可知道流过电阻的信号源电流有两部分： 图1 典型的单级电压并联负反馈电路 图2 单级电压并联负反馈电路的交流通入图其中第二项为作用下的旁路电流，由于很小，此项可以忽略，因此有 4. 负反馈对放大倍数的影响：一般的，引入负反馈后放大电路的放大倍数为，说明引入负反馈后，使放大电路的放大倍数下降了倍，当为深度负反馈时，即>>1时，放大倍数只与反馈网络参数有关

5、即。下面的讨论，除特殊情况外，均不用相量的记号。5.电压负反馈对输出电压的稳定作用 当由于各种因素的影响，如负载变化，原件老化，温度变化，电源电压变化等，造成输出信号发生变化时，则有 结果是输出信号变化减缓，维持了输出信号典雅的稳定。应当指出，对负载而言，稳定输出信号电压相当于见笑了放大器的输出内阻，并给负载提供了一个电压源信号。6.并联负反馈对输入电阻的作用 如图所示，并联负反馈在输入端并联了一个支路，因而见小了电路的输入电阻。7. 负反馈对放大电路其它性能的影响： 1)扩展通频带对于一般的放大电路可认为，则通频带可近似用上限频率来表示。BfhfLfh。加了负反馈后，。2）减少了放大电路的非

6、线性失真放大电路的非线性失真是由于进入到晶体管特性曲线的非线性部分使输出信号出现了谐波分量，引入负反馈后可以使非线性失真系数减少倍，因而减少了非线性失真。四、单级电压并联负反馈电路的研究方法 首先看单级电压并联负反馈的特性，单级电压并联负反馈电路要和没有负反馈的电路进行比较，其对应的无负反馈电路是固定偏置电路，而固定偏置电路和单级电压并联负反馈电路的直流工作点都和电源电压紧紧相关。可以考虑将两个需要对比的电路放在同样的环境中，使环境温度发生同样的变化，比较有负反馈的电路和无负反馈电路的静态工作点的变化情况。 单级电压并联负反馈电路的交流等效电路与偏置电路的交流等效电路是不同的，正是这个不同造成

7、了单级电压并联负反馈的一系列特点。五、实验内容（测定电压并联负反馈电路的交流参数）1.判断电路的交流反馈性质根据所学内容，判断图4的电阻 的交流性质。答：此电路为电压并联负反馈2.连接电路并调整静态工作点 首先按照如图4所思构建电路，途中各元件值如下：R=5.1K,5.1K，2.2K ,1K ,100K, 10uF,47uF,晶体管选=100以下的NPN管，一般可选型号为9013或3DG6。（图4单级电压并联负反馈实验电路） 电路接好后，将调到最大，然后接通12V电源，用电表检测集电极电流约为1.5mA，人后在输入端加入1000Hz正选信号源，用双踪示波器监测输入，输出波形，将静态工作点进一步

8、调到比较好状态，但注意为满足和基本放大器对比的条件，静态工作点不要小于1.5mA。 上图为仿真电路图。上图是50k是的饱和失真情况。3.测量电路的工作状态和电压放大倍数 在表1中记录静态工作点的值，输入信号的频率，输入信号电压幅度以及输出信号电压幅度，计算电压放大倍数，并将其填入表1中。注意用示波器测量时允许读出和记录电压的峰峰值，但要输入信号电压不要误测为。在下面测量电压串联反馈电路的交流参数过程中不要再调节。 表1单级电压并联负反馈电路基本情况记录 f 1.53mA 1000Hz 21.4mV847.1mV 39.6（以上测得的数据为峰峰值）4.测量电路的输入电阻 将信号源从处输入，用双踪

9、示波器分别测量电阻R两端的信号电压和，并说明测量的是峰峰值，有效值还是平均值。计算输入电阻的大小，填入表2中。 表2 单级电压并联负反馈电路输入电阻测量（R= 5.1 K）/mV/mV /499.6mV 21.4mV 228.7 （以上测得的数据为峰峰值）数据分析：并联负反馈减小输入电阻。5.测量电路输出电阻 在以上实验的基础上，将示波器的两个通道分别接到输入端（）和输出端（），改变负载电阻的大小，测量在不同负载情况下的输出信号的大小，注意在改变负载时不要改变电路的输入信号和静态工作点。将册来功能数据计入表3。 表3 负载对单级电压并联负反馈电路输出信号电压的影响（= 20.8 mV） 5K

10、3.3K1K测量值1.2V 919mV 909mV851mV计算值 -1.53K1.02K0.41K（以上数据为峰峰值）数据分析：电压负反馈减小输出电阻。 根据=×（)/计算输入电阻的大小，这里是指=时的输出信号电压，是对应的输出电压，因此除=外其他没列都对应一个输出电阻，将计算得出的这些输出电阻值填入表3，并在剔除过失误差后，求出输出电阻的平均值。 以上电压取有效值，幅值或峰峰值均可，但必须统一，并在实验表格旁注明是取得什么值。6. 测量频带宽度 在步骤5实验的基础上将负载电阻该回到约1K，调节输入信号的幅度，使输出信号的峰峰值在显示屏上占整数格（比如5格）。 改变输入信号频率，注

11、意要用示波器监视输入信号幅度不使其改变，这时在相当宽的范围类输出幅度不会改变。只当输入信号频率调低到数百赫兹，这时应缓慢调节输入频率，并格外注意输出信号的幅度，当观察到输出信号电压变为原来的0.707倍时（比如峰峰值由原来的5格变成了3.5格），记下这时的输入信号频率就是；同样的方法可以在频率数百千赫兹的地方找到。18.1MHz-273.1Hz=18099726.9Hz分析：负反馈增加了频带宽度7. 测量输出信号的稳定性 保持第6步的测量状态，将输入信号频率调回到约1000Hz，电源电压取12V。用示波器观察并记下此时的输出信号电压和输入信号电压。然后保持输入信号电压和元件参数不变，改变电源电

12、压，例如可以从9V14V每隔1V改变一次，测量各电源电压和元件参数不变，改变电源电压下对应的电路输出的电压信号，将各次测量值（注明是幅值，峰峰值还是有效值）记入表4。表4 电流负反馈对输出稳定作用实验记录（= 25.4mV ）实际8V9V10V11V12V13V14V970.4mV985.8mV997.4mV1006.5mV1013.9mV1020.1mV1025.1mV（以上测得的数据为峰峰值）数据分析：输出电压在输入电压变化时变化较小，比较稳定。六、思考题1、 负反馈对放大器性能的影响答：1 使放大倍数降低，从而可以增大带宽；2提高放大的稳定性；3减少输出失真和噪声；4 调节输入和输出阻抗

13、，其中并联负反馈降低输入阻抗，串联负反馈提高输入阻抗，电压负反馈降低输出阻抗，电流负反馈提高输出阻抗。2.图1-3电路中的输入电容C1、输出电容C2及射极旁路电容CE的电容量选择应考虑哪些因素？答：应考虑内阻和电阻R，还有输入频率，这些对其影响较大 。3.图1-3放大电路的FH、FL与哪些参数有关？答：可以看到FL与信号源内阻Rs，耦合电容C1有关； 其中FH和等效电阻R，以及电容大小有关。4.图1-3放大电路在环境温度变化及更换不同ß值的三极管时，其静态工作点及电压放大倍数AV能否基本保持不变，试说明原因。答：当环境温度变化时，由于射极偏置电路具有自动调节静态工作点的能力，因此静态工作点和电压放大倍数能基本保持不变；当更换三极管时，静态工作点不会变化，但是由于电压放大倍数,不同的值会有不同的电压增益。七、实验总结 经过此次实验，得出输出端的电压负反馈（无论输入端是串连还是并联）都是稳定电压的。串联反馈和并联反馈的判定方法：对交变分量而言，若信号源的输出端和反馈网络的比较端接于同一个放大器