1、JIU JIANG UNIVERSITY電子線路課程設計 題 目 單級電壓負反饋放大電路的實驗研究 院 系 電子工程學院 專 業 電子信息工程 班 級 姓 名 學 號 年 級 指導教師 二零一零年十月 目 錄一、實驗目的.1二、實驗器材.2三、電路原理.31. 電路形式.32. 直流負反饋電阻對靜態工作點的穩定作用.33. 交流負反饋的類型和等效電路.34. 負反饋對放大倍數的影響.55. 電壓負反饋對輸出電壓的穩定作用.56. 并聯負反饋對輸入電阻的作用.67. 負反饋對放大電路其它性能的影響.6四、單級電壓并聯負反饋電路的研究方法.6五、實驗內容（測定電壓并聯負反饋電路的交流參數）.61.

2、判斷電路的交流反饋性質.62.連接電路并調整靜態工作點.73.測量電路的工作狀態和電壓放大倍數.84.測量電路的輸入、輸出電阻.96.測量頻帶寬度.107.測量輸出信號的穩定性.11六、思考題.12七、實驗總結.13 本實驗為研究型試驗，研究單級電壓并聯負反饋放大器的電路和作用，并根據射極跟隨器的原理，要求進行單級電壓串聯負反饋的設計。1、 實驗目的： 1.熟悉電壓反饋電路的判別方法。 2.掌握電流負反饋和電壓負反饋放大電路的形式。 3.熟悉負反饋電路的實驗研究方法。 4.了解負反饋放大電路的工作原理及對放大電路輸入電阻、輸出電阻的影響。 5.學會測量放大電路輸入電阻和輸出電阻的方法。 6.進

3、一步鞏固前面實驗中已用過的示波器、函數信號發生器、交流毫伏表等電子儀器的使用方法。 7.深入理解交流負反饋電路對放大器性能指標的改善作用二、實 驗 器 材 1、函數信號發生器 一臺2、可調直流穩壓電源(0-30) 一臺3、交流毫伏表 一臺4、雙蹤示波器 一臺5、萬用表 一臺6、實驗板 一塊三、電路原理：負反饋的用途很廣，在電子線路的應用中，對改進放大電路的性能起到很重要的作用。放大器中的負反饋就是把基本放大電路的輸出量的一部分或全部按一定的方式送回到輸入回路，來影響凈輸入量，對放大電路起自動調整作用，使輸出量趨向于維持穩定。1.電路形式 電路如圖1所示，圖2中取樣反饋電阻。電阻并聯了一個電容，

4、因此對交流信號無反饋作用，下面只討論的作用。2.直流負反饋電阻對靜態工作點的穩定作用 圖1中的負反饋電阻對直流工作點起到穩定作用：當由于莫衷原因（例如溫度升高）增加，則有 3. 交流負反饋的類型和等效電路 圖1的交流通路見圖2，從圖2可知道流過電阻的信號源電流有兩部分： 圖1 典型的單級電壓并聯負反饋電路 圖2 單級電壓并聯負反饋電路的交流通入圖其中第二項為作用下的旁路電流，由于很小，此項可以忽略，因此有 4. 負反饋對放大倍數的影響：一般的，引入負反饋后放大電路的放大倍數為，說明引入負反饋后，使放大電路的放大倍數下降了倍，當為深度負反饋時，即>>1時，放大倍數只與反饋網絡參數有關

5、即。下面的討論，除特殊情況外，均不用相量的記號。5.電壓負反饋對輸出電壓的穩定作用 當由于各種因素的影響，如負載變化，原件老化，溫度變化，電源電壓變化等，造成輸出信號發生變化時，則有 結果是輸出信號變化減緩，維持了輸出信號典雅的穩定。應當指出，對負載而言，穩定輸出信號電壓相當于見笑了放大器的輸出內阻，并給負載提供了一個電壓源信號。6.并聯負反饋對輸入電阻的作用 如圖所示，并聯負反饋在輸入端并聯了一個支路，因而見小了電路的輸入電阻。7. 負反饋對放大電路其它性能的影響： 1)擴展通頻帶對于一般的放大電路可認為，則通頻帶可近似用上限頻率來表示。BfhfLfh。加了負反饋后，。2）減少了放大電路的非

6、線性失真放大電路的非線性失真是由于進入到晶體管特性曲線的非線性部分使輸出信號出現了諧波分量，引入負反饋后可以使非線性失真系數減少倍，因而減少了非線性失真。四、單級電壓并聯負反饋電路的研究方法 首先看單級電壓并聯負反饋的特性，單級電壓并聯負反饋電路要和沒有負反饋的電路進行比較，其對應的無負反饋電路是固定偏置電路，而固定偏置電路和單級電壓并聯負反饋電路的直流工作點都和電源電壓緊緊相關。可以考慮將兩個需要對比的電路放在同樣的環境中，使環境溫度發生同樣的變化，比較有負反饋的電路和無負反饋電路的靜態工作點的變化情況。 單級電壓并聯負反饋電路的交流等效電路與偏置電路的交流等效電路是不同的，正是這個不同造成

7、了單級電壓并聯負反饋的一系列特點。五、實驗內容（測定電壓并聯負反饋電路的交流參數）1.判斷電路的交流反饋性質根據所學內容，判斷圖4的電阻 的交流性質。答：此電路為電壓并聯負反饋2.連接電路并調整靜態工作點 首先按照如圖4所思構建電路，途中各元件值如下：R=5.1K,5.1K，2.2K ,1K ,100K, 10uF,47uF,晶體管選=100以下的NPN管，一般可選型號為9013或3DG6。（圖4單級電壓并聯負反饋實驗電路） 電路接好后，將調到最大，然后接通12V電源，用電表檢測集電極電流約為1.5mA，人后在輸入端加入1000Hz正選信號源，用雙蹤示波器監測輸入，輸出波形，將靜態工作點進一步

8、調到比較好狀態，但注意為滿足和基本放大器對比的條件，靜態工作點不要小于1.5mA。 上圖為仿真電路圖。上圖是50k是的飽和失真情況。3.測量電路的工作狀態和電壓放大倍數 在表1中記錄靜態工作點的值，輸入信號的頻率，輸入信號電壓幅度以及輸出信號電壓幅度，計算電壓放大倍數，并將其填入表1中。注意用示波器測量時允許讀出和記錄電壓的峰峰值，但要輸入信號電壓不要誤測為。在下面測量電壓串聯反饋電路的交流參數過程中不要再調節。 表1單級電壓并聯負反饋電路基本情況記錄 f 1.53mA 1000Hz 21.4mV847.1mV 39.6（以上測得的數據為峰峰值）4.測量電路的輸入電阻 將信號源從處輸入，用雙蹤

9、示波器分別測量電阻R兩端的信號電壓和，并說明測量的是峰峰值，有效值還是平均值。計算輸入電阻的大小，填入表2中。 表2 單級電壓并聯負反饋電路輸入電阻測量（R= 5.1 K）/mV/mV /499.6mV 21.4mV 228.7 （以上測得的數據為峰峰值）數據分析：并聯負反饋減小輸入電阻。5.測量電路輸出電阻 在以上實驗的基礎上，將示波器的兩個通道分別接到輸入端（）和輸出端（），改變負載電阻的大小，測量在不同負載情況下的輸出信號的大小，注意在改變負載時不要改變電路的輸入信號和靜態工作點。將冊來功能數據計入表3。 表3 負載對單級電壓并聯負反饋電路輸出信號電壓的影響（= 20.8 mV） 5K

10、3.3K1K測量值1.2V 919mV 909mV851mV計算值 -1.53K1.02K0.41K（以上數據為峰峰值）數據分析：電壓負反饋減小輸出電阻。 根據=×（)/計算輸入電阻的大小，這里是指=時的輸出信號電壓，是對應的輸出電壓，因此除=外其他沒列都對應一個輸出電阻，將計算得出的這些輸出電阻值填入表3，并在剔除過失誤差后，求出輸出電阻的平均值。 以上電壓取有效值，幅值或峰峰值均可，但必須統一，并在實驗表格旁注明是取得什么值。6. 測量頻帶寬度 在步驟5實驗的基礎上將負載電阻該回到約1K，調節輸入信號的幅度，使輸出信號的峰峰值在顯示屏上占整數格（比如5格）。 改變輸入信號頻率，注

11、意要用示波器監視輸入信號幅度不使其改變，這時在相當寬的范圍類輸出幅度不會改變。只當輸入信號頻率調低到數百赫茲，這時應緩慢調節輸入頻率，并格外注意輸出信號的幅度，當觀察到輸出信號電壓變為原來的0.707倍時（比如峰峰值由原來的5格變成了3.5格），記下這時的輸入信號頻率就是；同樣的方法可以在頻率數百千赫茲的地方找到。18.1MHz-273.1Hz=18099726.9Hz分析：負反饋增加了頻帶寬度7. 測量輸出信號的穩定性 保持第6步的測量狀態，將輸入信號頻率調回到約1000Hz，電源電壓取12V。用示波器觀察并記下此時的輸出信號電壓和輸入信號電壓。然后保持輸入信號電壓和元件參數不變，改變電源電

12、壓，例如可以從9V14V每隔1V改變一次，測量各電源電壓和元件參數不變，改變電源電壓下對應的電路輸出的電壓信號，將各次測量值（注明是幅值，峰峰值還是有效值）記入表4。表4 電流負反饋對輸出穩定作用實驗記錄（= 25.4mV ）實際8V9V10V11V12V13V14V970.4mV985.8mV997.4mV1006.5mV1013.9mV1020.1mV1025.1mV（以上測得的數據為峰峰值）數據分析：輸出電壓在輸入電壓變化時變化較小，比較穩定。六、思考題1、 負反饋對放大器性能的影響答：1 使放大倍數降低，從而可以增大帶寬；2提高放大的穩定性；3減少輸出失真和噪聲；4 調節輸入和輸出阻抗

13、，其中并聯負反饋降低輸入阻抗，串聯負反饋提高輸入阻抗，電壓負反饋降低輸出阻抗，電流負反饋提高輸出阻抗。2.圖1-3電路中的輸入電容C1、輸出電容C2及射極旁路電容CE的電容量選擇應考慮哪些因素？答：應考慮內阻和電阻R，還有輸入頻率，這些對其影響較大 。3.圖1-3放大電路的FH、FL與哪些參數有關？答：可以看到FL與信號源內阻Rs，耦合電容C1有關； 其中FH和等效電阻R，以及電容大小有關。4.圖1-3放大電路在環境溫度變化及更換不同ß值的三極管時，其靜態工作點及電壓放大倍數AV能否基本保持不變，試說明原因。答：當環境溫度變化時，由于射極偏置電路具有自動調節靜態工作點的能力，因此靜態工作點和電壓放大倍數能基本保持不變；當更換三極管時，靜態工作點不會變化，但是由于電壓放大倍數,不同的值會有不同的電壓增益。七、實驗總結 經過此次實驗，得出輸出端的電壓負反饋（無論輸入端是串連還是并聯）都是穩定電壓的。串聯反饋和并聯反饋的判定方法：對交變分量而言，若信號源的輸出端和反饋網絡的比較端接于同一個放大器