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文档简介
1、 下次实验下次实验 差动放大器差动放大器实验四负反馈放大器一、实验目的加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。基本放大电路基本放大电路AdX oX 反馈网络反馈网络FfX iX + AF称为闭环放大倍数称为闭环放大倍数AF=Xo / Xi输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号ofXXFF称为反馈系数称为反馈系数迭加:迭加:fidXXX 设设Xf与与Xi同相同相负反馈放大器负反馈放大器 doXXAA称为开环称为开环放大倍数放大倍数1. 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图 二.实验原理直流反馈直流反馈若电路将直流量反馈到输入回路
2、,则若电路将直流量反馈到输入回路,则称直流反馈。称直流反馈。2.2.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈 该电路引入直流反馈的目的该电路引入直流反馈的目的,是为了稳定静态工是为了稳定静态工作点作点Q。交流反馈交流反馈若电路将若电路将交流量反馈到输入回路,交流量反馈到输入回路,则称交流反馈。则称交流反馈。(如去掉电容(如去掉电容Ce)交流反馈,影响电路的交流反馈,影响电路的交流工作性能交流工作性能。直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICic例:基本放大器,无反馈,例:基本放大器,无反馈,净输入量净输入量ube=ui,电压放大电压放大
3、倍数为:倍数为:3.3.负反馈与正反馈负反馈与正反馈负反馈负反馈输入量不变时,引入反馈后使净输入量减小,输入量不变时,引入反馈后使净输入量减小,放大倍数减小。放大倍数减小。引入反馈后,净输入量引入反馈后,净输入量ube =ui- uf ,电压放大倍数为:,电压放大倍数为:可见,净输入量减小,放大倍数减小,所以是负反馈。可见,净输入量减小,放大倍数减小,所以是负反馈。正反馈正反馈输入量不变时,引入反馈后使净输入量增加,输入量不变时,引入反馈后使净输入量增加,放大倍数增加。放大倍数增加。+u-TRuLcCCob1+.RCb2Cb1+ViR-beu+-ebeLu)(1RrRAbeLurRA+CTRb
4、1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-4. 取样方式取样方式电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 假设输出端交流短路(假设输出端交流短路(RL=0),即),即uo=0,若若反馈信号消失了,则为电压反馈;若反馈信号仍反馈信号消失了,则为电压反馈;若反馈信号仍然存在,则为电流反馈。然存在,则为电流反馈。电压反馈:电压反馈:反馈信号的大小与输出电压成比反馈信号的大小与输出电压成比 例。例。判断方法判断方法输出短路法:输出短路法:电流反馈:电流反馈:反馈信号的大小与输出电流成比反馈信号的大小与输出电流成比 例。例。 5.比较方式比较方式串联反馈和并联反馈串联反馈和并
5、联反馈串联反馈:串联反馈:反馈信号与输入信号加在放大电路输反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有:入回路的两个电极。有:ud = ui -uf 并联反馈:并联反馈:反馈信号与输入信号加在放大电路输反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有:入回路的同一个电极。有:id = ii -if 此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。6. 电压串联负反馈根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路为根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路为电压串联负反馈电压串联
6、负反馈从输入端看,有:从输入端看,有:ud = ui -uf故为串联负反馈。故为串联负反馈。用用“瞬时极性法瞬时极性法”判断反馈极性:判断反馈极性: 假设某一瞬时,在放大电路的假设某一瞬时,在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信输入端加入一个正极性的输入信号,按信号传输方向依次判断相号,按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性,直至判断出反关点的瞬时极性,直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小,则号的瞬时极性使净输入减小,则为负反馈;反之为正反馈。为负反馈;反之为正反馈。反馈电压:反馈电压:fRRRuu11of因为反馈量与输出电压成比例,所
7、以称电压反馈。因为反馈量与输出电压成比例,所以称电压反馈。VVV-fARi+duu-f-R+u1+uRo7. 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻 在放大器中引在放大器中引入负反馈入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使使放大器的性能得以改善:放大器的性能得以改善:(2). 改善放大器的非线性失真改善放大器的非线性失真Auiufuiuoud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后AF+ 失真失真改善改善uouo(3). (3). 扩展放大器的通频带扩展放大器
8、的通频带 放大电路加入负反馈后,增益下降,但通频带却加宽了。放大电路加入负反馈后,增益下降,但通频带却加宽了。 无反馈时放大器的通频带:无反馈时放大器的通频带: fbw= f HfL f H 有反馈时放大器的通频带:有反馈时放大器的通频带: fbwf= f HffLf f Hf可以证明:可以证明:fbwf = (1+AF) fbw放大器的一个重要特性:放大器的一个重要特性:增益与通频带之积为常数。增益与通频带之积为常数。 即:即: Amf fbwf= Am fbw020lg|A|(dB)F(Hz) Am fL fH fLf fHf Amf(4). (4). 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电
9、阻的影响 A. A.串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈使输入电阻增加 无无反馈时:反馈时: 有有反馈时:反馈时:idiii=iuiuR )(1iAFR iiif=iuRifd=iuu iod=iFuu idd=iAFuu id)1(=iAFu +RiuooR-Riu+-+duii+o-uLRAi+Ro+oLiuiA+ouRu-dRiu+-RRfu-f+R1ifi(5). (5). 负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响A. A. 电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小 电流负反馈电流负反馈稳定输出电流(当负载变化时)稳定输出电流(当负载变化时)恒流源恒流源输出电阻大。输出电阻大
10、。B. B. 电流负反馈使输出电阻提高电流负反馈使输出电阻提高uuoofFARR01是基本放大器时的电压放大倍数是基本放大器时的电压放大倍数0uA 本实验还需要测量基本放大器的动态参数,怎样实现去掉反馈而得到基本放大器呢?不能简单地断开反馈支路,而是要去掉反馈作用,但又要把反馈网络的影响(负载效应)考虑到基本放大器中去。 1) 对输入回路的影响:在画基本放大器的输入回路时,要取消电压反馈,设想将反馈放大器的输出端交流短路,即令 ,此时 相当于并联在 上。 2)对输出回路的影响:在画基本放大器的输出回路时,要取消串联反馈,设想将反馈放大器的输入回路在三极管的射极开路,反馈信号Vf就不起作用,此时
11、( )相当于并接在负载RL上。可近似认为 并接在输出端负载RL上。0oUfR1FR1FfRR fR三、实验设备与器件 THM-1模拟电路实验箱、函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、万用表、晶体三极管 ( )或 、电阻器、电容器若干。263DG1005029011 四、实验内容1测量静态工作点测量静态工作点 先输入先输入 , 约约15mv 正弦信号,用正弦信号,用示波器监视输出波形示波器监视输出波形 ,调节,调节Rb1和和Rb3,使输出不失,使输出不失真波形真波形 ,再使,再使 , 用直流电压表测出两级静用直流电压表测出两级静态工作点态工作点 。2. 测试测试基本放大器基本放大器的各项性能指标的各项性能指标 3测试测试负反馈放大器负反馈放大器的各项性能指标的
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