(模电)负反馈放大电路的设计
深圳大学实验报告课程名称:模拟电路
实验名称:负反馈放大电路的设计
学院:信息工程学院
专业:班级:
组号:指导教师:
报告人:学号:
实验时间:年月日星期实验地点:
实验报告提交时间:年月日一、实验目的
(1)加深对负反馈放大电路原理的理解;
(2)学习晶体管反馈放大电路、集成运算反馈放大电路的设计方法;
(3)掌握负反馈放大电路的安装调试及测试方法,提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验仪器
(1)双踪示波器一台/组;
(2)信号发生器一台/组;
(3)直流稳压电源一台/组;
(4)万用表一台/组。
三、实验容
设计一个多级晶体管负反馈放大电路或集成运算负反馈放大电路,性能要求如下:(1)电压放大倍数:50--150;
(2)输入信号频率围:1KHz-10KHz;
(3)电压输出峰峰值:≥1.5V;
(4)输出电阻:≤3 kΩ。
四、实验步骤
(1)根据设计任务书要求以及自己的情况选择负反馈放大电路的类型;
(2)设计电路,画出电路图;
(3)元器件选购和安装;
(4)电路调试和性能测试。
反馈放大电路的类型:
(1)晶体管负反馈放大电路
①按照连接形式:有直接耦合和阻容耦合;
②按照负反馈形式:有电压串联、电压并联、电流串联、电流并联;
③按照其组态:有共发射极,共基极和共集电极。
本设计可以采用二级共发射极放大或共发射极-共基极放大电路。
(2)集成运算负反馈放大电路
①电路放大有同相放大和反相放大两种;
②负反馈可采用局部反馈和全反馈;
③反馈类型也有电压串联负反馈和电压并联负反馈。
集成运放负反馈放大电路
附图1.电压串联负反馈
LM324运放
晶体管负反馈放大电路
选择晶体管负反馈放大电路最少需要二级放大;
连接形式有直接耦合和阻容耦合,采用阻容耦合可以消除各级静态工作点之间的影响;
建议采用电压串联负反馈或电压并联负反馈。
附图2.电压并联负反馈
附图3.电压串联负反馈
设计电路,画出电路图
(1)根据电路的复杂程度、元器件价格合理选择电路形式,设计电路参数;
(2)考虑电源电压大小、滤波电路形式,以效消除干扰,否则容易产生自激振荡;
(3)元器件参数要考虑当前常用的元器件类型,便于购买;
(4)还要考虑元器件的参数差异,有足够的容差围;
(5)要将元器件参数理论计算值转换为元器件参数的标称值,这也是工程设计的一个重要环节。
元器件安装
由于本项目的学时数有限,仅为4学时,要在这样短的时间完成整个项目设计和调试是不可能的,因此,要求同学利用空闲时间,在万能板上焊接安装好元器件。
电路调试和性能测试
①将已安装好元器件的万能板进行检查,核对元器件是否与设计相符,连接是否正确,
是否有短路或开路现象;
②调整直流电源电压,保证输出电压是所需的值; ③加电测试,分为静态测试和动态测试。
静态测试:
CQ EQ CEQ CC I V V V 、、、
建议:若静态工作点不在合理值时,在电路中串接一个可调电位器,便于调整; 用万用表直流档测量以上各电压值,并记录下来。 动态测试(开环):
信号发生器输入信号有效值
i V (10mV),频率1KHz 。
用示波器观察未加反馈的输出电压波形,测出正弦波的峰峰值m V ,由此可得到开环
电压放大倍数:
i
m
22V V A =
动态测试(闭环):
将负反馈电路元件接入电路之中,用示波器测量输入电压i U 和输出电压o U 峰峰值
大小,计算闭环电压放大倍数:
Ui Uo
A f =
反馈系数F 可以直接按元器件参数计算出来,从而验证反馈理论公式的正确性。
1
1+f A A A F F
=≈
?
若放大倍数达不到设计要求,可以:
①改变有关元器件参数:增大静态工作点电流,可以提高放大倍数; ②反馈系数增大,可以降低放大倍数;
③改变负载电阻
L R 也可改变放大倍数。
在实际的性能测试中, 若输出端无波形, 解决问题主要从以下几方面考虑(但不局限于此):
①元器件安装错误;
②元器件参数不符合设计要求; ③电路连接不对,从而改变了电路结构; ④电路中有虚焊,假焊,漏焊; ⑤负反馈放大电路设计的合理性; ⑥三极管、IC 是否损坏。
五、元器件
可调电阻
①可调电阻503,阻值0~50k Ω; ②可调电阻103,阻值0~10k Ω; ③可调电阻102,阻值0~1k Ω。
色环固定电阻
每种颜色代表不同的数字,如下:
棕1 红2 橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9 黑0 金、银表示误差
各色环表示意义如下:
第一条色环:阻值的第一位数字;
第二条色环:阻值的第二位数字;
第三条色环:10的幂数;
第四条色环:误差表示。
例如:电阻色环:棕绿橙金,第一位:1;第二位:5;第三位:10的幂为3(即1000);误差为5%;即阻值为:15×1000=15000欧=15千欧=15KΩ
电解电容
注意区分正负极两种型号:2.2μF和10μF
集成运放LM324
集成运放UA741
三极管引脚
9013/s9014三极管(NPN型)s9012三极管(PNP型)六、实验报告
(1)设计思路及设计方案介绍;
(2)详细的电路设计阐述(电路形式,电路原理图,参数选取);
(3)负反馈放大电路性能测量(静态工作点,开环电压倍数,闭环电压倍数,反馈系数,反馈理论公式的验证);
(4)性能测试误差分析;
(5)设计、安装和测试过程所遇到的问题;
(6)总结完成本设计性实验项目的收获。
选取电压串联负反馈,电路连线如下图所示
静态工作点
V V CC 5=,=1CEQ V 1.869V ,=1EQ V 1.037V ,=1CQ I 0.678mV , =2CEQ V 1.968V ,=2EQ V 1.046V ,=2CQ I 0.798mV 。
动态测试(开环)
V V m 10i =,=m V 3.47V ,==
i
m
22V V A 123。 动态测试(闭环)
V U m 10i =,=o U 2.78V ,
==i o
f U U A 98。
实验收获
注:1、报告的项目或容设置,可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日。