多级负反馈放大器的研究

1、实验2.5 多级负反馈放大器的研究班级： 学号： 姓名： 一、 实验目的（1） 掌握用仿真软件研究多级负反馈放大电路。（2） 学习集成运算放大器的应用，掌握多级集成运放电路的工作特点。（3） 研究负反馈对放大器性能的影响，掌握负反馈放大器性能指标的测试方法。1） 测试开环和闭环的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、反馈网络的电压反馈系数和通频带；2） 比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带在开环和闭环时的差别；3） 观察负反馈对非线性失真的改善。二、 实验原理（1） 基本概念。在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量（放大

2、电路的输入电压或输入电流）的措施称为反馈。若反馈的结果使净输入量减小，则称之为负反馈；反之，称为正反馈。若反馈存在于直流通路，则称为直流反馈，若反馈存在于交流通路，则称为交流反馈。交流反馈有四种组态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈。若反馈量取自电压，则称之为电压反馈；若反馈量取自电流则称之为电流反馈。输入量、反馈量和净输入量以电压形式相叠加，称之为串联反馈，以电流形式相叠加，称之为并联反馈。在分析反馈放大电路时，“有无反馈”决定于输出回路和输入回路是否存在反馈支路。“直流反馈和交流反馈”决定于反馈支路存在于直流通路还是交流通路；“正负反馈”的判断可采用瞬时极性法

3、，反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，使净输入量增大的为正反馈；“电压反馈或电流反馈”的判断可以看反馈支路与输出支路是否有直接接点，如果但亏支路与输出支路有直接接点则为电压反馈，否则为电流反馈；“串联反馈或并联反馈”的判断可以看反馈支路与输入支路是否有直接接点，如果反馈支路与输入支路有直接接点则为并联反馈，否则为串联反馈。引入交流负反馈后，可以改善放大电路多反面的性能：提高放大倍数的稳定性、改变输入电阻和输出电阻、展宽通频带、减小非线性失真等。（2） 放大器的基本参数：1） 开环参数。将反馈支路的A点与P点断开、与B点相连，便可得开环时的放大电路。由此可测得开环时放大电路的电压放大倍数Av、输

4、入电阻Ri、输出电阻Ro、反馈网络的电压反馈系数Fv和通频带BW。2 闭环参数。通过开环时放大器的电压放大倍数Av、输入电阻Ri，输出电阻Ro、反馈网络的电压反馈系数Fv和上下限频率fH、fL，可以计算求得多级负反馈放大电路的闭环电压放大倍数Avf、输入电阻Rif、输出电阻Rof和通频带BWf的理论值。测量放大电路的闭环特性时，应将反馈电路的A点与B点断开、与P点相连，以构成反馈网络。此时需要适当增大输入信号电压Vi，使输出电压Vo（接入负载Rl时的测量值）达到开环时的测量值，然后分别测出Vi，Vn，Vf，BWf及Vo（负载Rl开路时的测量值）的大小在进行上述测量时，应保证各点信号波形与输入信

5、号为同频率且不失真的正弦波，否则应找出原因后重新测量。在进行上述测量时，应保证各点信号波形与输入信号为同频率且不失真的正弦波，否则应找出原因，排除故障后再进行测量。三、 实验内容实验仿真电路如下图所示：调节J1，使开关A端与B端相连，测试电路的开环基本特性。将信号发生器输出调为1KHZ，20MV（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端，得到网络的波特图如图2.5-5所示。保持输入信号不变，用示波器观察输入和输出的波形。接入负载，用示波器分别测出，计入表2.5-1中。将负载开路，保持输入电压的大小不变，用示波器测出输出电压，计入表2.5-1中。从波特图上读出放大器的上限频率与下线频率计入表中。由

6、上述测试结果，根据式（2.5-1）算出放大电路开环时的各项数据，并由式（2.5-3），计算出放大器闭环时的，各项理论值，计入表2.5-1中。调节J1，使开关A端与P端相连，测试电路的闭环基本特性。将信号发生器输出调为1KHZ、20MV（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端，得到网络的波特图如图2.5-6所示。接入负载，逐渐增大输入信号，书输出电压达到开环时的测量值，然后用示波器分别测出各项值，计入表中。将负载开路，保持输入电压的大小不变，用示波器分别测出的值，计入表中。闭环时放大器的频率特性测试，即重复开环测试（5）步。由上述结果计算出闭环时各项实际值，计入表中。由波特图测出上、下限频率，计

7、算通频带BW。（1）测试电路的开环基本特性。信号发生器输出1kHz、20mV（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端，得到网络的波特图如下所示：输入信号不变，输入输出信号波形为： 测试的各项数据如表2.5-1所示。（2）测试电路的闭环基本特性。信号发生器输出1kHz、20mV（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端，得到网络的波特图如下所示：测试的各项数据如表2.5-1所示。（1）表2.5-1 负反馈放大电路仿真测试数据Vi(mVVn(mVVf(mVVo(VVo(VAv/AvfAv/AvfRi/RifRo/RofFv开环测试9.8420.1010.23319751.642200.616610.1k0.95k0.0001179理论计算195.5161.413.8k0.98k闭环测试33.45621.09821.2631.7351.64851.849.262707k0.248k0.012902注：表中的数据为有效值