负反馈放大电路实验设计

题目：负反馈放大电路实验设计高宏涛兰州城市学院培黎工程技术学院物理072班，电子信息科学与技术专业，甘肃兰州730070 摘要：此课题的设计是根据技术要求来确定放大电路的结构，级数，电路元器件的参数机型号，然后通过I<<1MA的小电流和输入电阻Ro>>20K的大电阻，所以我实验调试调试来实现的，并且由技术输出电流om采用的是电压串联负反馈，我设计的放大电路主要是为了提高增益的稳定性，减小电路引起的非线性失真，放大倍数的稳定性提高，通频带展宽，内部噪声减小。

负反馈放大电路在实际应用中极为广泛，电路形式繁多，根据反馈电路与输出电路，输入电路的连接方式不同，稳定的对象和稳定的程度也有所不同，需要进行具体分析。

一般来说要稳定直流量，应引入直流负反馈；要改善交流特性，应引入交流负反馈；在负载变化时，若想使输出电压稳定，应引入电压负反馈；若想使输出电流稳定，应引入电流负反馈。

而放大器中的反馈就是将输出信号取出一部分或全部送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。

反馈信号的传输是反向传输。

所以，放大电路无反馈也称开环，放大电路有反馈也称闭环。

特别是放大电路引入负反馈可大大改善放大倍数的稳定性。

关键词：基本放大电路；负反馈；输入阻抗；输出阻抗；1、引言反馈也称为“回授”，广泛应用于各个领域。

例如，在行政管理中，通过对执行部门工作效果（输出）的调研，以便修订政策（输入）；在商业活动中，通过对商品销售（输出）的调研进货渠道及进货数量（输入）；在控制系统中，通过对执行机构偏移量（输出量）的监测来修正系统的输入量；等等。

上述例子表明，反馈的目的是通过对输入的影响来改善系统的运行状况及控制效果。

负反馈在电子线路中有着非常广泛的应用，采用负反馈是以降低放大倍数为代价的，目的是为了改善放大电路的工作性能，如稳定放大倍数、改变输入和输出电阻、减少非线性失真、展宽通频带等，所以在实用放大器中几乎都引入负反馈。

反馈类型较多，如串联、并联反馈；电流、电压反馈；直流、交流反馈及正、负反馈等不同类型的反馈。

2、反馈及负反馈的定义所谓反馈，就是将放大电路输出量（电压或电流）的一部分或全部通过反馈网络，以一定的方式回送到输入回路，并影响输入量（电压或电流）和输出量，这种电压或电流的回送称为反馈，引入反馈的放大电路称为反馈放大电路。

负反馈是指使放大电路的净输入量减小的反馈。

由于反馈的结果影响了净输入量，因而必然影响输出量。

所以，根据输出量的变化也可以区分反馈的极性，使输出量的变化减小的为负反馈。

3、负反馈放大电路的作用及其判断方法3.1负反馈放大电路的作用负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用，虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在许多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入，输出电阻，减少非线性失真和展宽频带等，几乎所有的实用放大器都引入了负反馈。

负反馈用于各种放大电路，其主要用于稳定静态工作点、稳定放大倍数、防止自激振荡、补偿温度漂移等。

在降低放大倍数的条件下：①．稳定静态工作点：受环境如温度变化的影响小；②．增大输入电阻：减轻前级的负载；③．减小输出电阻：可以带更多的负载；④．减小非线性失真和展宽通频带等。

3.2反馈类型及判断3.2.1负反馈放大器有四种组态电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。

本实验以电压串联为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。

若反馈的结果使输出量的变化（或净输入量）减小，则称之为负反馈；反之，则称为正反馈。

若反馈只存在于直流通路，则称之为直流反馈；若反馈只存在于交流通路，则称之为交流反馈；若反馈既存在于直流通路又存在于交流通路，则称之为交，直流反馈。

若反馈量与输出电压成正比则称为电压反馈；若反馈量与输出电流成正比则称为电流反馈。

若输入量，反馈量和净输入量以电压形式相叠加，则称之为串联反馈；若输入量，反馈量和净输入量以电流形式相叠加，则称之为并联反馈。

3.2.2反馈组态的判断①．有，无反馈的判断。

看输入，输出回路之间是否存在反馈通路，即有无起联系作用的反馈元件，若有则存在反馈，否则没有反馈。

（如图3-2-1、3-2-2所示）图3-2-1 无反馈图3-2-2 有反馈②．正，负反馈的判别。

用瞬时极性法（设瞬时输入极性，看反馈效果）来判断。

先设输入信号的瞬时极性为“+”或“-”，再标出电路中各有关点对地的交流瞬时极性，然后观察放大电路的净输入信号是增强还是削弱，增强的为正反馈，削弱的为负反馈。

（如图3-2-3、3-2-4所示）图3-2-3 图3-2-4电流串联负反馈③．交，直流反馈的判断。

电路中存在反馈，如果反馈信号仅有直流成分，则为直流反馈，如果反馈信号仅有交流成分，则为交流反馈，当反馈信号中交，直流成分兼而有之，则为交直流反馈。

（如图3-2-5、3-2-6所示）图3-2-5交流反馈 图3-2-6直流反馈 ④．电压反馈和电流反馈的判断。

若反馈信号是取自输出电压信号，则称为电压反馈；若反馈信号是取自输出电流信号，则称为电流反馈。

判断方法可采用负载l R 短路法，即当l R =0时，输出电压比为零，若此时反馈信号也等于零，则为电压反馈；当l R =0时，若反馈信号不等于零，则为电流反馈。

（如图3-2-7、3-2-8所示）图3-2-7电压串联负反馈电路 图3-2-8 电流并联负反馈电路⑤．串联反馈和并联反馈的判别。

令输入回路反馈节点对地短路，若输入信号存在则为串联反馈；若输入信号不存在则为并联反馈。

从电路结构来看，输入信号与反馈信号加在放大电路的不同输入端为串联反馈；输入信号与反馈信号并接在同一输入端上为并联反馈。

（如图3-2-9、3-2-10所示）图3-2-9 串联反馈 图3-2-10并联反馈4、实验目的①．加深理解反馈放大电路的工作原理及负反馈对放大电路性能的影响。

②．学习反馈放大电路性能的测量与测试方法。

③．掌握放大电路开环与闭环特性的测量方法。

④．进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。

5、负反馈放大电路的原理放大电路引入负反馈后，放大倍数要下降1+AF 倍，但稳定性也提高了1+AF 倍，即AFA A f +=1 AdA AF A dA f f∙+=11 1+AF 是负反馈放大电路的反馈深度，反映着负反馈对电路指标的影响程度。

例如，负反馈可以使通频带展宽1+AF 倍，是非线性失真和噪声干扰减小1+AF 倍。

1+AF 越大，这种影响越深。

A 是考虑反馈网络负载效应时，负载放大电路中基本放大电路的放大倍数，也称为开环放大倍数。

f A 是负反馈放大电路的闭环放大倍数。

显然，A 越大，反馈效果越明显。

当电路满足深度负反馈条件1+AF »1时，可以认为FA f 1= 即电路的闭环放大倍数仅与反馈系数F 有关，而与基本放大电路中的一些不稳定因素基本无关。

根据负反馈网络与基本放放大电路连接方式的不同，负反馈电路分为电压串联，电压并联，电流串联，电流并联四种组态。

对于不同的反馈组态，开环放大倍数A ，反馈系数F ，闭环放大倍数f A 的物理含义不同，对电路指标的影响也不同。

例如，电压负反馈使环内输出电阻减小F A '1+倍，串联负反馈使环内输入电阻增加1+AF 倍，并联负反馈使环内输入电阻减小1+AF 倍。

其中，'A 是基本放大电路的空载放大倍数，A 是基本放大电路的带载放大倍数。

本实验主要通过电压串联负反馈电路，分析反馈网络对放大电路交流特性的影响。

实验原理图如图5-1所示，器基本放大电路由两级共射电路组成，反馈网络由电阻f R ，2t R 和1C 电容组成，反馈系数为O fU U F =图5-1图为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过f R 把输出电压o U 引回输入端，加在晶体管1T 的发射极上，在发射极电阻1f R 上形成反馈电压f U 。

根据反馈的判断方法可知，它属于电压串联负反馈。

5.1闭环电压放大倍数vV v vf F A A A +=1 其中i o v U U A =----基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大倍数。

v v F A +1-------反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。

5.2反馈系数11F f F v R R R F += 5.3输入电阻 i v v if R F A R )1(+=5.4输出电阻Vvo o of F A R R +-=1 i R 基本放大电路的输入电阻本实验还需要测量基本放大器的动态参数，怎样实现无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。

为此：1）在画基本放大器的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大器的输入端交流短路，即令00=u ，此时f R 相当于并联在2f R 上。

2）在画基本放大器的输出回路时，由于输入端时串联负反馈，因此需将反馈放大器的输出回路的输入端（1T 管的射极）开路，此时（1f f R R +）相当于并联在输出端。

可近似认为f R 并接在输出端。

根据上述规律，就可得到所要求的如图5-2所示的基本放大器。

图5-26、实验设备与器件1）+12V 直流电源2）函数信号发生器3）双踪示波器4）频率计5）交流毫伏表6）直流电压表7）晶体三极管3DG6⨯2（100~50=β）或9011⨯2电阻器、电容器若干。

7、实验内容7.1测量静态工作点按图5-1连接实验电路，取V U cc 12+=,0=i U ，用直流电压表分别测量第一级，第二级的静态工作低点，记入表5-1中。

表5-17.2 测量基本放大器的各项性能指标将实验电路按图5-2改接，即把f R 断开后分别并在1f R 和l R 上，其它连线不动。

1） 测量中频电压放大倍数v A ，输入电阻Ri 和输出电阻o R 。

① 以f 等于1KHZ, s U 约5毫伏正弦信号输入放大器，用示波器监视输出波形d U ，在dU 不失真的情况下，用交流毫伏表测量s U 、I U 、l U ，记入表5-2.表5-2② 保持s U 不变，断开负载电阻l R （注意，p R 不要断开），测量空载时的输出电压d U ，计入表5-2.2） 测量通频带接上RL ，保持1）中的s U 不变，然后增加和减小输入信号的频率，找出上、下限频率h f 和1f ，记入表5-3.7.3 测试负反馈放大器的各项性能指标将实验电路恢复为图4-1的负反馈放大器。

适当加大s U （约10mv ），在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的vf A 、if R 和of R ，记入表4-2；测量h f 和l f ，计入表5-3表5-37.4研究负反馈对放大器电压放大倍数稳定性的影响当电源电压cc V 由+12V 降低到+9V （或增加到+15）时，保持1的静态工作点，分别测量相应的v A 和ce A ，按下列公式计算电压放大倍数的稳定度，并进行比较，得出结论%25%100)12()9()12(=⨯++-+V A V A V A V v v 7.5观察负反馈对非线性失真的改善1）实验电路改接成基本放大器形式，在输入端加入f 等于1KHZ 的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增大信号的幅度，使输出波形开始出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。