负反馈放大器实验报告

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二、实验仪器直流电源、函数信号发生器、双踪示波器、频率计、交流毫伏表、直流电压表 晶体三极管、电阻器若干、电容器若干。三、实验原理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，但能在多方面改善放大器的动态指标，如放大稳定倍数，改变输入、输出电 阻，减小非线性失真和展宽通频等。因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。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 Rf 把输出电压 uo 引回到输入端，加在晶体管 T1 的发射极，在发射极电阻 RF1 上形成反馈电压 uf。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。主要性能指标如下：1、闭环电压增益AVFAV1 + A FVVVO-Vi基本放大器（无反馈）的电压增益，即开环电压增益。1AVFV 反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大电路性能改善的程 度。2、反馈系数F = F1 一v R + RfF13、输入电阻Rif 二（1 + AvFv）RiRj基本放大器的输入电阻4、输出电阻ROfRO1 + A FVO VR。基本放大器的输出电阻Avo基本放大器Rl = 3时的电压增益带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器2、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，所以可将反馈放大 器的输出端交流短路，即令Uo=,此时Rf相当于并联在RF1上。2）在画基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需将反馈放大器的输入端（匚管的射极）开路，此时（Rf+RF1 ）相当于并接在输出端。 可近似认为Rf并接在输出端。根据上述规律，就可得到所要求的如图所示的基本放大器。IF10u38,2k0Cel48.2k十iOuCe2 kfi1100u10QlOOuooIf+ 5. Ik688k 0-Rb3G H20k等效基本放大器3、输入输出电阻测量为了测量放大器的输入电阻，电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R,在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出U和U,则根据 si输入电阻的定义可得：i RU - Usi测量时应注意下列几点： 由于电阻 R 两端没有电路公共接地点，所以测量 R 两端电压 UR 时必须 分别测量出Us和Ui然后按UR=Us-Ui，求出Ur值。siR s iR 电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R 与 Ri 为同一数量级为好。3）输出电阻 Ro 的测量 在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载 RL 的输出电压 Uo 和接入 负载后的输出电压UL，根据：U = Rl UL R + R ooL求出rl，注意保持rl接入前后输入信号的大小不变。四、实验内容1、测量静态工作点按图连接实验电路，取U =+15V, U.=0，设定：I _,=2mA，I =3.3mA，用直流电ccic1c压表分别测量第一级、第二级的静态工作点。2、测试基本放大器的各项性能指标将实验电路改为基本放大器，即把 Rf 断开后分别并在 RF1 和 RL 上，其它连线不 动。1）测量中频电压放大倍数AV，测量输入电阻Ri和输出电阻R。 以 f=1kHz， Us 约为 5mV 正弦信号输入放大器，用示波器监视输出波形 uo， 在 uo 不失真情况下，用交流毫伏表测量 US、Ui、UL。oS i L 保持us不变，断开负载电阻rl，测量空载时的输出电压U。,分别计算出 AV,Ri,Ro。2）测量通频带接上R,保持1）中的Us不变，增加和减小输入信号的频率，找出上、下限频率 fh 和 fl。3、测试负反馈放大器的各项性能指标将实验电路恢复为负反馈放大电路。适当加大U，在输出波形不失真的条件下， 测量负反馈放大器的AV、Rf和ROf；测量fhf和fLf，测量输入电阻R|和输出电阻 R。，分别计算出AV,Ri,Ro五、实验数据记录及处理1、测量静态工作点。实验数据如表一所示。表一Ub(V)Ue(V)Uc(V)IC(mA)第一级2.862.2010.002.01第二级4.123.456.893.312、测试基本放大器的各项性能指标。实验数据如表二、表三所示表二基本放 大器US(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvRi(kQ)RO(kQ)52.041.041.68509.86.941.48负反馈 放大器US(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvRi(kQ)RO(kQ)1060.470.5278.3150.26由表可看出：负反馈放大器的电压放大倍数小于基本放大器。3、测试负反馈放大器的各项性能指标。实验数据如表二、表三所示。表三基本放大器fL (Hz)fH (Hz) f (kHz)66394k394负反馈放大器fLf (Hz)fHf (Hz) ff (kHz)30.61350k13504、理论值与测量值比较，如表四所示表四基本放大电路AVR (KQ)iR (KQ)o实测值509.86.941.48理论值314.62.691.86负反馈放大电路AVfR (KQ)ifR (KQ)of实测值78.315.000.26理论值65.6812.890.39电压串联负反馈能够增大放大电路的输入电阻，减小输出电阻，展宽频带，改 善了放大电路的非线性失真，但是与此同时电压增益也相应地减小。六、误差分析1、实验仪器因长久使用导致与标准值存在偏差，造成实验结果的误差。2、实验环境中存在微弱噪声干扰，致使实验数据不够准确。3、实验电源电压不稳定，存在微弱波动，导致实验结果存在误差。七、实验问题1、如按深负反馈估算，则闭环电压放大倍数A二？和测量值是否一致？为什Vf么？答：A=1/F=83,测量值为92；原因是实验中电路不满足深度负反馈的条件。Vf V2、如输入信号存在失真，能否用负反馈来改善？ 答：不能，只有非线性失真来自电路内部时，引入负反馈才能够抑制。当非线性 失真信号来自于电路外部时，引入负反馈起不到减小非线性失真的作用。