实验三负反馈放大电路

1、 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 实验三实验三 负反馈放大电路负反馈放大电路 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 1加深理解负反馈放大电路的工作原理和负反加深理解负反馈放大电路的工作原理和负反 馈对放大器各项性能指标的影响。馈对放大器各项性能指标的影响。 2学习负反馈放大电路性能指标的测量方法。学习负反馈放大电路性能指标的测量方法。 实验目的实验目的 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engi

2、neering and Automation 1直流稳压电源直流稳压电源 2函数信号发生器函数信号发生器 3双踪示波器双踪示波器 4交流毫伏表交流毫伏表 5万用表万用表 6负反馈负反馈放大电路模块放大电路模块 实验设备与器件实验设备与器件 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 1实验电路实验电路 实验原理实验原理 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 两级均是共射极放大电路两级均是共射极放大电路,两级静态工作点分别可两级静态工作点分

3、别可 以通过以通过RW1 、RW2来调整来调整， Rf 、 Cf 构成交流反馈构成交流反馈 通道，反馈类型为电压串联负反馈。通道，反馈类型为电压串联负反馈。 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 2负反馈对放大器的性能的影响负反馈对放大器的性能的影响 (1) 引入负反馈使电压放大倍数降低引入负反馈使电压放大倍数降低 闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数 其中：其中： 开环电压放大倍数，图开环电压放大倍数，图151的电路中即为开关的电路中即为开关K打打 开时，开时，T1、T2构成的两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数，构

4、成的两级阻容耦合放大电路的电压放大倍数， 为各级放大倍数的乘积，即为各级放大倍数的乘积，即: vvv v vf FFA A A 1 1 v A 21vvv AAA )1 ( vvF A ff f v RR R F 1 1 反馈深度反馈深度 图图151的电路中，反馈系数的电路中，反馈系数 可见，引入负反馈后，电压放大倍数可见，引入负反馈后，电压放大倍数 比开环时的电压放比开环时的电压放 大倍数大倍数 降低降低 倍。倍。 vf A v A )1 ( vvF A 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation （3）负反馈扩展放

5、大器的通频带）负反馈扩展放大器的通频带 引入负反馈后，放大器闭环时的上、下限截止频引入负反馈后，放大器闭环时的上、下限截止频 率分别为：率分别为： 可见，引入负反馈后，使通频带得以加宽。可见，引入负反馈后，使通频带得以加宽。 FA f f L Lf 1 HHf fFAf 1 （2 2）负反馈提高放大倍数的稳定性）负反馈提高放大倍数的稳定性 A dA AFA dA f f 1 1 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation （4）负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响）负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响 电压串联负反馈，电压串联

6、负反馈，使使输入阻抗增加，输出阻抗降输入阻抗增加，输出阻抗降 低，增加和降低的程度与反馈深度有关低，增加和降低的程度与反馈深度有关，在反馈环内在反馈环内 满足满足： )1 ( vviif FARR )1 ( vv o of FA R R （5）负反馈能减小反馈环内的非线性失真）负反馈能减小反馈环内的非线性失真 综上所述综上所述，在图，在图151的放大器中引入电压串的放大器中引入电压串 联负反馈后，不仅可以提高放大器放大倍数的稳联负反馈后，不仅可以提高放大器放大倍数的稳 定性，还可以扩展放大器的通频带，提高输入电定性，还可以扩展放大器的通频带，提高输入电 阻和降低输出电阻，减小非线性失真。阻和降

7、低输出电阻，减小非线性失真。 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 1测量静态工作点测量静态工作点 按图按图1-5-1连接实验电路，连接实验电路， ，调节，调节RW1，使，使 VC1=5V左右，调节左右，调节RW2，使，使VC2=7V左右，用万用表左右，用万用表 的直流电压挡测各点的电位值，填入表的直流电压挡测各点的电位值，填入表1-5-1中。中。 0 s V 实验内容实验内容 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 表表1-5-1

8、静态工作点数据表静态工作点数据表 测量值测量值计算值计算值 第一级第一级V VB BV VE EV VC CV VCE CE V VBE BE I IC C 第二级第二级 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 2测量开环时动态参数测量开环时动态参数 ， ， ， 保持静态工作点的保持静态工作点的RW不变，将电路的开关不变，将电路的开关K断开，断开， 调节信号发生器，使输出正弦波信号的调节信号发生器，使输出正弦波信号的 f=1kHz，有效，有效 值值Vs=10mV左右，测量左右，测量 Vi 及电路空载输出电压及电路空

9、载输出电压Vo1 和和 负载输出电压负载输出电压 Vo2 ，计算，计算 输入电阻输入电阻 ，输出电阻，输出电阻 ，填入表中。，填入表中。 测量值测量值计算值计算值 (mV) (mV) (RL开路开路) (RL=2.4 4K) 表表1-5-2 1-5-2 开环动态参数测量数据表开环动态参数测量数据表 vs A i R 0 R i o v V V A 1 1 i o v V V A 2 2 s o vs V V A 1 1 s o vs V V A 2 2 s is i i R VV V R L o o R V V R) 1( 2 1 0 v A 电气工程与自动化学院 College of Ele

10、ctrical Engineering and Automation 3测量基本放大器的通频带测量基本放大器的通频带 调节信号发生器输出信号的频率，使调节信号发生器输出信号的频率，使f=1kHz；调节；调节 Vs的大小，使的大小，使Vo=2伏。保持伏。保持Vs不变，增大信号频率，不变，增大信号频率， 使使Vo下降到下降到2 0.707=1.414V时，对应的频率为上限时，对应的频率为上限 频率频率 。按照同样的方法，减小信号频率，可以测得。按照同样的方法，减小信号频率，可以测得 下限频率，计算出带宽。下限频率，计算出带宽。 LFHFWF ffB 电气工程与自动化学院 College of El

11、ectrical Engineering and Automation 4测量闭环时动态参数测量闭环时动态参数 ， ， ， 将电路的开关将电路的开关K合上合上，调节信号发生器，使输出正，调节信号发生器，使输出正 弦波信号的弦波信号的 f=1kHz，有效值，有效值 Vi=5mV左右，左右， 测量测量 Vs 及电路空载输出电压及电路空载输出电压Vo1f 和负载输出电压和负载输出电压 Vo2f ,计算计算 输入电阻输入电阻 ，输出电阻，输出电阻 ，填入表中，填入表中 vsf A if R of R vf A i fo vf V V A 1 1 i fo vf V V A 2 2 s fo vsf V

12、 V A 1 1 s fo vsf V V A 2 s is i if R VV V R L fo fo f R V V R) 1( 2 1 0 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 5测量闭环放大器的通频带测量闭环放大器的通频带 保持保持K闭合，用实验内容闭合，用实验内容3的方法，测出闭环放大器的方法，测出闭环放大器 的带宽。的带宽。 LFHFWF ffB 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 6观察负反馈对非线性失真的改善观察负

13、反馈对非线性失真的改善 (1)打开开关打开开关K，使实验电路成为开环形式，在输入，使实验电路成为开环形式，在输入 端加频率为端加频率为1kHz的正弦波信号，输出端接示波器，的正弦波信号，输出端接示波器， 逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形出现失真，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形出现失真， 记下此时的波形和输出电压的幅度。记下此时的波形和输出电压的幅度。 (2) 保持输入信号的幅度不变，闭合开关保持输入信号的幅度不变，闭合开关K，将实验，将实验 电路变成闭环放大器的形式，观察比较有无反馈时电路变成闭环放大器的形式，观察比较有无反馈时 输出波形的变化。输出波形的变化。 电气工程与自动化学院 C

14、ollege of Electrical Engineering and Automation 1简述图简述图151所示实验电路的特点，列表整所示实验电路的特点，列表整 理测量结果，并把实测的引入反馈时的电压放大理测量结果，并把实测的引入反馈时的电压放大 倍数、输入电阻、输出电阻与开环时测得的值进倍数、输入电阻、输出电阻与开环时测得的值进 行比较，分析它们的关系。行比较，分析它们的关系。 2分析实验数据、结果，总结串联电压负反馈对分析实验数据、结果，总结串联电压负反馈对 放大电路性能的影响。放大电路性能的影响。 实验报告要求实验报告要求 电气工程与自动化学院 College of Electrical Engineering and Automation 1测量两级静态工作点前，应确定电路是否产测量两级静态工作点前，应确定