实验4 负反馈放大器的设计与调测

1、 负反馈放大器的设计与调测、实验目的1研究负反馈对放大器性能的影响。2根据技术指标，设计电压并联负馈放大器。3了解集成运放F353（TL082）的使用。、实验原理与设计方法将放大器输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过一定的方式送回到它的输入端，称为反馈。如图所示。反馈的分类有三种： （1）若引回的反馈信号使净输入信号减小，导致放大器的放大倍数降低，这种反馈称为负反馈；若反馈信号使净输入信号加强，导致放大器的放大倍数增大，则为正反馈。（2）若反馈信号与输出电压成正比的是电压反馈。凡反馈信号与输出电流成正比的是电流反馈。判别方法是把输出端短路，如输出电压V0为零，反馈信号Vf也为零，则为电压

2、反馈，见图（a）；若输出电压为零而反馈信号Vf不为零，则是电流反馈，见图3.4.2（b），图中Rf为反馈元件。（3）若放大器的输入电压Vi是由输入信号Vi和反馈信号Vf串联而成的称为串联反馈，见图（a）。若放大器的输入电流ii是反馈电流if与输入信号电流ii并联而组成的称为并联反馈，见图3.4.3（b）。判断方法是把输入端短路，如这时反馈信号同样被短路，即净输入信号为零，则为并联反馈；如此时反馈信号没有消失，则为串联反馈。图为负反馈电路。在图（a）中，如果当A点电位B点电位C点地位D点电位E点电位，通过Rf使F点电位，使得VAF，所以为负反馈。若输出短路，则无反馈电压，即为电压负反馈；此外，在

3、输入端，反馈电压和输入电压是串联的，即为串联反馈深度，Rf越小，反馈则越强. 在图（b）中，如果A点电位B点电位C点电位D点电位经过Rf使A点电位下降，故为负反馈；若输出短路，负反馈信号依然存在且不为零，即为电流负反馈；再者，输入端输入信号和反馈信号是并联的，所以称为并联反馈，因此，图3.4.4（b）电路称之为电流并联负反馈。调节Rf可控制反馈深度，Rf可控制反馈深度，Rf越大，负反馈越弱；Rf越小，负反馈越强。2放大器引入负反馈后，使其性能指标参数得到改善。（1）对放大倍数据和影响负反馈电路放大倍数的一般关系式 （）由（）式可见，当放大器引入负反馈后，使放大倍数下降了1+AF倍，但放大倍数的

4、稳定性都提高了1+AF倍。通常称1+AF为反馈深度。当AF1时，则，说明在深度负反馈时，放大倍数几乎与电路其它参数无关。（2）对非线性失真及噪声的影响当电路中加入负反馈后，放大电路的非线性失真将减小1+AvB倍。同理，负反馈的方式也可以抑制载流子热运动所引起的晶体管和电阻等元件所产生的噪声，所抑制的倍数为1+AvB倍。（3）对放大器稳定性的影响由于晶体管参数及电源电压等的变化，都会引起放大器的输出电压（或电流）的变化。引入负反馈后，若输入电压（或电流）增大，则反馈信号亦增大，促使输入信号减小，导致输出趋于减弱，从而起到自动调节输出的作用。对Avf的表达式求导可得数量关系为：可见，放大电路引入负

5、反馈后，使放大倍数的稳定度提高了1+AvB倍。（4）对通频带的影响引入负反馈后，其上限频率提高了1+FAv倍，下限截止频率降低了倍。即fHf=(1+AVB)fHfLf=fL其通频带BW=fHf-fLf ()（5）对输入、输出阻抗的影响不同的反馈形式对放大器的影响不一样，输入电位的变化只取决于输入端反馈连接方式（串联还是并联），而输出电阻的变化只跟取得反馈的方法（电压还是电流）有关。串联负反馈使输入阻抗增加，并联负反馈使输入阻抗减小。电压负反馈使输出阻抗减小，电流负反馈使输出阻抗增加。3输入、输出阻抗的测量（1）输入阻抗的测量图是伏安法测试放大电路的连接图。其在输入回路中串接一辅助电阻R，输入信

6、号调整在放大电路的中频段；输入信号的幅度大小调整到输入不失真的情况；输出端接示波器监视其波形；用晶体管毫伏表分别测R两端对地的交流电压VS与Vi，这样求得R两端的电压为VR=VS-Vi，流过电阻R的电流，该电流实际就是放大电路的输入电流Ii。根据输入电阻的定义,得 ()（2）输出阻抗的测量放大器输出阻抗的大小，说明该放大器带负载的能力。用伏安法测试放大电路的输出阻抗的测试电路如图所示。输入信号的频率仍选择在放大电路的中频段，输入信号的大小仍调整到确保输出信号不失真为条件，因此仍须用示波器监视输出信号的波形。第一步在不接负载RL的情况下，用毫伏表测得输出电压V01。第二步在接上负载RL的情况下，

7、用毫伏表测得输出电压V02。则 ()（3）频带的测量通常当电压增益下降到中频增益0.707倍时（按功率分贝下降到3dB）所对应的上下限截止频率用fH和fL表示，如图所示，则fH和fL之间的范田就称为放大电路的通频带BW，即BW=fH-fLa用晶体管毫伏表测出中频区的电压放大倍数，然后分别调节低频信号发生器高频段和低频段的频率。当Av下降到中频区放大倍数的0.707倍时，所对应的频率便是fL、fH。每改变一次频率，测一次放大倍数，在低频段和高频段放大倍数Av变化大，应多测几点，中频段AV略有变化，可少测几点。此测试方法称为点频法。b使放大电路中频区的输入电压在示波器上显示出适度而基本不失真的正弦

8、波。保持输入信号幅值不变，提高输入信号频率，直至示波器上的波形幅值缩小到原来幅值的70%，此时输入信号频率即为fH。同样，保持输入信号，幅值不变，降低输入信号频率，直至示波器上显示的输出电压波形幅值下降到原来幅值的70%，此时输入信号的频率即为fL。注：以上两种测量方法都应掌握，而输入信号一定要保持不变。、电路技术指标1用LM324构成二级电压并联负反馈放大器。其中第一级为同相输入放大电路，电压放大倍数为4，第二级为反相输入放大电路，电压放大倍数为5。给定条件：电源电压12，两级负反馈电阻Rf=75K，负载RL=2K。2. 扩展要求 用LM324构成二级电压串联负反馈放大器、实验内容1安装自行

9、设计的电路，无误后再加直流电源。2将输入信号短路，测量第一级输出与第二级输出是否近似为零，若相差太大，应适当调整电路元件使其满足之。3测试无负反馈与有负反馈两种情况下二级放大器的电压放大倍数、输入阻抗、轴出阻抗。4测试无负反馈与有负反馈两种情况下二级放大电路的通频带。*5在通频带内选择一频率的输入信号、无负反馈时加大输入信号使输出产生非线性失真，然后加负反馈观察非线性失真是否得到有效的改善。、实验仪器1直流稳压电源 l台2函数信号发生器 1台3双踪示波器 VP-M5220A1型 l台4晶体管毫伏表 l台5万用表 500型 1只、预习要求与实验报告1复习负反馈放大器有关理论知识。2用EDA技术对电路进行仿真，将