三极管二级放大集负反馈电路 模拟电子技术基础,三极管,实验报告,课程设计

创新实验项目报告书

实验名称两级放大器及负反馈电路日期2010-3-15

姓名专业通信，电信

一、实验目的（详细指明输入输出）

1、深入研究三极管两级放大器及负反馈电路的工作原理，相关参数的测量方法。

2、设计一个基于通用三极管两级放大器及负反馈电路，要求能够实现不失真稳定的放

大，频率范围为几十Hz到几千Hz，放大能力为几十倍到几百倍，研究负反馈对放大器性能的影响及输入输出电阻测量。

3、查询有关三极管两级放大器及负反馈电路的资料，筛选方案，再按照拟订的实验方

案制作作品，包括硬件制作和测量电路设计，再调试制作好的作品并做数据记录，进行分析。

二、实验原理（详细写出理论计算、理论电路分析过程）

多级放大与电压串联负反馈电路

电路工作原理：

当J1开路时，电路中不存在级间负反馈，整个电路是由两个单级共射放大电路组成。晶体管发射极的电阻由两部分组成。其中并联有电容器的电阻（R1，R E22）引入直流负

反馈，用来稳定每个管的静态工作点；未并联电容的电阻（R E1，R E22）引入的反馈是交、直流电流串联负反馈，使放大倍数稳定，输入、输出电阻增大。 计算公式：

第一级静态工作点：

)

()

)(1('111111

1111111E C CQ CEQ BQ CQ E B BEQ

BQ R R R I VCC U I I R R R U

VCC I ++-==+++-=

ββ

式中：R B1’

=R B1＋RW1

第二级静态工作点：

)

(2221222

22

21222222122

2

E E C CQ CEQ E E BEQ

B EQ CQ B B B B R R R I VC

C U

R R U

U

I I R R R VCC U

++-=+-=

≈+?

=

开环交流参数：

()[]

)

()

()1(1//2

1'

总放大倍数单级放大倍数

u u uu E

be L

u c

o E

be B i A A A R r R A R R R r R R ?=++-

=≈++=βββ

式中：R B =R B1+RW1 （第一级） 或 R B =R B21//R B22 （第二级）

R E =R E1 （第一级） 或 R E =R E21（第二级）

R L ’=R C1//R i2 （第一级） 或 R L ’=R C2//R L （第二级）

① 连接J1 ，由RW2引入交流电压串联负反馈。 判断方法：

该反馈经C 3隔直之后引出，无直流信号反馈，所以是交流反馈； 用瞬时极性法判别是负反馈； U f 取自U o 端，是电压反馈；

U f 与U i 不在输入级的同一点迭加，是串联反馈。 反馈系数F uu ：

2

11

RW R R U

U F o

f u

u +=

=

闭环电压放大倍数A uuf 估算：

1

21R RW U U

A i

o

f

u

u +

≈=

闭环输入电阻R i f ：

(

)u

u u u i f i F A R R +=1

闭环输出电阻R o f ：

u

u u u o

f

o

F A R R 01+=

式中：R i —开环输入电阻； R o —开环输出电阻

A uu —带负载R L 时的开环电压放大倍数

A uu0—R L 开路但考虑反馈网络负载效应时的开环电压放大倍数。

1． Q 点计算：

)

(9.7)

(1)

(07.27.0)

(77.29.7)()

(17.02

22

1c 2

222

2

22

2122

2

111111

11

1V U mA R R U

I I V U

U

V R R R VCC U K R R R I VCC U mA R R R VCC I CEQ

E E E EQ CQ B E B B B B E C CQ CEQ E B CQ =≈+=≈=-==+==++-=≈++-=

β

三、实验步骤（记录实验流程，提炼关键步骤）

1．测量静态工作点：

调节稳压电源的输出为15V后，关闭电源。检查实验板无断线、元件开焊等不正常现象后，调节RW2为10KΩ，与电源连接。调节RW1,使I CQ1为 1 mA，将静态工作点记入表1

表1

U B(V) U E(V) U C(V) I C(mA)

第一级 2.29 1.58 7.61 1

第二级0.83 0.06 6.22 1

2．测量基本放大器的各项参数：

将J1开路，使放大电路工作在开环带负载工作状态。

（1）在开环情况下，测量中频电压放大倍数A uu，输入电阻R i，输出电阻R O。

①以f = 1KHz，U s = 5 mV 的正弦信号输入放大器，用示波器监视输出波形U o，

在U o不失真的情况下，测量开环情况下U i、U o ,计算出放大倍数。

（2）测量通频带

在带负载且输出不失真的情况下，保持输出电压Uo的值不变，改变信号发生器的输出频率，找出开环情况下的上、下限频率f L和f H ，记入表2中。

表2

f L(KHz) f H(KHz) Δf(KHz)

基本放大器 1 50 50

负反馈放大器0.2 800 800

3.测量负反馈放大器的各项性能指标：

接通负反馈电阻，适当加大输入信号Us ，在输出波形不失真的情况下，按照上述开环参数的测量方法，测试闭环参数记入表2中。

四、实验结果（详细列出实验数据、protel实际电路图和结论分析）

观察负反馈对非线性失真的改善：

以下测试应保持RL不变。

（1）将J1断开，在开环的情况下，输入端加入1KHz，5mV的正弦信号，输出端接示波器。

逐渐增大输入信号的幅度，使输出信号出现失真，记下此时的输出波形和输出电压幅度。

刚好不失真波形如下图：

由波形图可知开环电压放大倍数约为1800倍，显然的，三极管的选取过大。

（2）连接J1，在闭环的情况下，增大输入信号的幅度，使输出电压的幅度与上面记录的幅度相同，比较有负反馈时，输出电压波形的变化。有负反馈时的波形图如下：

由图可知有负反馈时的电压放大倍数约为200倍，且波形更加稳定，说明加入了负反馈之后虽然减小了放大倍数，但可以扩大带宽，稳定波形。

五、问题总结（实验中遇到的已解决和未解决的问题）

实验总结

1.理论上讲，在计算和测量开环参数时，应该考虑反馈网络的负载效应，才能使开环电路与闭环电路相对应。由于本实验电路在设计时已考虑这一问题，并想使实验过程尽量简化，突出主要矛盾，所以反馈电阻（RW2）的取值较大，使其无论接入或断开，对开环电路的输出端和输入端的影响可以忽略不计，因此，在计算或测量开环参数时，将RW2开路即可,不会对实验结果造成可察觉的影响。

2.起初由于负反馈电阻的选取过大导致放大倍数太大而出现不可调的失真，所以改为10k的可变电阻作为负反馈电阻，发现情况大有改观。

3.选取设计电路时，只是将输入信号设计为5—10毫伏，由于没有考虑到示波器探头的干扰问题，造成了数据的误差太大。今后要注意。

4.在焊接的过程中，由于考虑到三极管可能因担心种类不够多，只是先用排母代替，然后再插三极管，加入信号后发现电路没有出现波形或干扰过大，经检测原来是三极管的接触不良。后来改成直接焊三极管，接触不良的问题才消除。

5.由于设计的漏洞，再加上信号过小，探头干扰不可忽略，在判断波形是否失真时有一定的难度。

6.总体设计基本满足题目要求，但仍有不足之处，许多地方还值得进一步完善。