實(shí)驗(yàn)三負(fù)反饋放大電路

1、 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 負(fù)反饋放大電路負(fù)反饋放大電路 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 1加深理解負(fù)反饋放大電路的工作原理和負(fù)反加深理解負(fù)反饋放大電路的工作原理和負(fù)反 饋對(duì)放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。饋對(duì)放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。 2學(xué)習(xí)負(fù)反饋放大電路性能指標(biāo)的測(cè)量方法。學(xué)習(xí)負(fù)反饋放大電路性能指標(biāo)的測(cè)量方法。 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engi

2、neering and Automation 1直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源 2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 3雙蹤示波器雙蹤示波器 4交流毫伏表交流毫伏表 5萬(wàn)用表萬(wàn)用表 6負(fù)反饋負(fù)反饋放大電路模塊放大電路模塊 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 1實(shí)驗(yàn)電路實(shí)驗(yàn)電路 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 兩級(jí)均是共射極放大電路兩級(jí)均是共射極放大電路,兩級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)分別可兩級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)分

3、別可 以通過(guò)以通過(guò)RW1 、RW2來(lái)調(diào)整來(lái)調(diào)整， Rf 、 Cf 構(gòu)成交流反饋構(gòu)成交流反饋 通道，反饋類(lèi)型為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。通道，反饋類(lèi)型為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 2負(fù)反饋對(duì)放大器的性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器的性能的影響 (1) 引入負(fù)反饋使電壓放大倍數(shù)降低引入負(fù)反饋使電壓放大倍數(shù)降低 閉環(huán)電壓放大倍數(shù)閉環(huán)電壓放大倍數(shù) 其中：其中： 開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)，圖開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)，圖151的電路中即為開(kāi)關(guān)的電路中即為開(kāi)關(guān)K打打 開(kāi)時(shí)，開(kāi)時(shí)，T1、T2構(gòu)成的兩級(jí)阻容耦合放大電路的電壓放大倍數(shù)，構(gòu)

4、成的兩級(jí)阻容耦合放大電路的電壓放大倍數(shù)， 為各級(jí)放大倍數(shù)的乘積，即為各級(jí)放大倍數(shù)的乘積，即: vvv v vf FFA A A 1 1 v A 21vvv AAA )1 ( vvF A ff f v RR R F 1 1 反饋深度反饋深度 圖圖151的電路中，反饋系數(shù)的電路中，反饋系數(shù) 可見(jiàn)，引入負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù)可見(jiàn)，引入負(fù)反饋后，電壓放大倍數(shù) 比開(kāi)環(huán)時(shí)的電壓放比開(kāi)環(huán)時(shí)的電壓放 大倍數(shù)大倍數(shù) 降低降低 倍。倍。 vf A v A )1 ( vvF A 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation （3）負(fù)反饋擴(kuò)展放

5、大器的通頻帶）負(fù)反饋擴(kuò)展放大器的通頻帶 引入負(fù)反饋后，放大器閉環(huán)時(shí)的上、下限截止頻引入負(fù)反饋后，放大器閉環(huán)時(shí)的上、下限截止頻 率分別為：率分別為： 可見(jiàn)，引入負(fù)反饋后，使通頻帶得以加寬?？梢?jiàn)，引入負(fù)反饋后，使通頻帶得以加寬。 FA f f L Lf 1 HHf fFAf 1 （2 2）負(fù)反饋提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性）負(fù)反饋提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 A dA AFA dA f f 1 1 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation （4）負(fù)反饋對(duì)輸入阻抗和輸出阻抗的影響）負(fù)反饋對(duì)輸入阻抗和輸出阻抗的影響 電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電壓串聯(lián)

6、負(fù)反饋，使使輸入阻抗增加，輸出阻抗降輸入阻抗增加，輸出阻抗降 低，增加和降低的程度與反饋深度有關(guān)低，增加和降低的程度與反饋深度有關(guān)，在反饋環(huán)內(nèi)在反饋環(huán)內(nèi) 滿足滿足： )1 ( vviif FARR )1 ( vv o of FA R R （5）負(fù)反饋能減小反饋環(huán)內(nèi)的非線性失真）負(fù)反饋能減小反饋環(huán)內(nèi)的非線性失真 綜上所述綜上所述，在圖，在圖151的放大器中引入電壓串的放大器中引入電壓串 聯(lián)負(fù)反饋后，不僅可以提高放大器放大倍數(shù)的穩(wěn)聯(lián)負(fù)反饋后，不僅可以提高放大器放大倍數(shù)的穩(wěn) 定性，還可以擴(kuò)展放大器的通頻帶，提高輸入電定性，還可以擴(kuò)展放大器的通頻帶，提高輸入電 阻和降低輸出電阻，減小非線性失真。阻和降

7、低輸出電阻，減小非線性失真。 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 1測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn) 按圖按圖1-5-1連接實(shí)驗(yàn)電路，連接實(shí)驗(yàn)電路， ，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)RW1，使，使 VC1=5V左右，調(diào)節(jié)左右，調(diào)節(jié)RW2，使，使VC2=7V左右，用萬(wàn)用表左右，用萬(wàn)用表 的直流電壓擋測(cè)各點(diǎn)的電位值，填入表的直流電壓擋測(cè)各點(diǎn)的電位值，填入表1-5-1中。中。 0 s V 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 表表1-5-1

8、靜態(tài)工作點(diǎn)數(shù)據(jù)表靜態(tài)工作點(diǎn)數(shù)據(jù)表 測(cè)量值測(cè)量值計(jì)算值計(jì)算值 第一級(jí)第一級(jí)V VB BV VE EV VC CV VCE CE V VBE BE I IC C 第二級(jí)第二級(jí) 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 2測(cè)量開(kāi)環(huán)時(shí)動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量開(kāi)環(huán)時(shí)動(dòng)態(tài)參數(shù) ， ， ， 保持靜態(tài)工作點(diǎn)的保持靜態(tài)工作點(diǎn)的RW不變，將電路的開(kāi)關(guān)不變，將電路的開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)，斷開(kāi)， 調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使輸出正弦波信號(hào)的調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使輸出正弦波信號(hào)的 f=1kHz，有效，有效 值值Vs=10mV左右，測(cè)量左右，測(cè)量 Vi 及電路空載輸出電壓及電路空

9、載輸出電壓Vo1 和和 負(fù)載輸出電壓負(fù)載輸出電壓 Vo2 ，計(jì)算，計(jì)算 輸入電阻輸入電阻 ，輸出電阻，輸出電阻 ，填入表中。，填入表中。 測(cè)量值測(cè)量值計(jì)算值計(jì)算值 (mV) (mV) (RL開(kāi)路開(kāi)路) (RL=2.4 4K) 表表1-5-2 1-5-2 開(kāi)環(huán)動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)表開(kāi)環(huán)動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)表 vs A i R 0 R i o v V V A 1 1 i o v V V A 2 2 s o vs V V A 1 1 s o vs V V A 2 2 s is i i R VV V R L o o R V V R) 1( 2 1 0 v A 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Ele

10、ctrical Engineering and Automation 3測(cè)量基本放大器的通頻帶測(cè)量基本放大器的通頻帶 調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率，使調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的頻率，使f=1kHz；調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié) Vs的大小，使的大小，使Vo=2伏。保持伏。保持Vs不變，增大信號(hào)頻率，不變，增大信號(hào)頻率， 使使Vo下降到下降到2 0.707=1.414V時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率為上限時(shí)，對(duì)應(yīng)的頻率為上限 頻率頻率 。按照同樣的方法，減小信號(hào)頻率，可以測(cè)得。按照同樣的方法，減小信號(hào)頻率，可以測(cè)得 下限頻率，計(jì)算出帶寬。下限頻率，計(jì)算出帶寬。 LFHFWF ffB 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of El

11、ectrical Engineering and Automation 4測(cè)量閉環(huán)時(shí)動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量閉環(huán)時(shí)動(dòng)態(tài)參數(shù) ， ， ， 將電路的開(kāi)關(guān)將電路的開(kāi)關(guān)K合上合上，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使輸出正，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器，使輸出正 弦波信號(hào)的弦波信號(hào)的 f=1kHz，有效值，有效值 Vi=5mV左右，左右， 測(cè)量測(cè)量 Vs 及電路空載輸出電壓及電路空載輸出電壓Vo1f 和負(fù)載輸出電壓和負(fù)載輸出電壓 Vo2f ,計(jì)算計(jì)算 輸入電阻輸入電阻 ，輸出電阻，輸出電阻 ，填入表中，填入表中 vsf A if R of R vf A i fo vf V V A 1 1 i fo vf V V A 2 2 s fo vsf V

12、 V A 1 1 s fo vsf V V A 2 s is i if R VV V R L fo fo f R V V R) 1( 2 1 0 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 5測(cè)量閉環(huán)放大器的通頻帶測(cè)量閉環(huán)放大器的通頻帶 保持保持K閉合，用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容閉合，用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3的方法，測(cè)出閉環(huán)放大器的方法，測(cè)出閉環(huán)放大器 的帶寬。的帶寬。 LFHFWF ffB 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 6觀察負(fù)反饋對(duì)非線性失真的改善觀察負(fù)

13、反饋對(duì)非線性失真的改善 (1)打開(kāi)開(kāi)關(guān)打開(kāi)開(kāi)關(guān)K，使實(shí)驗(yàn)電路成為開(kāi)環(huán)形式，在輸入，使實(shí)驗(yàn)電路成為開(kāi)環(huán)形式，在輸入 端加頻率為端加頻率為1kHz的正弦波信號(hào)，輸出端接示波器，的正弦波信號(hào)，輸出端接示波器， 逐漸增大輸入信號(hào)的幅度，使輸出波形出現(xiàn)失真，逐漸增大輸入信號(hào)的幅度，使輸出波形出現(xiàn)失真， 記下此時(shí)的波形和輸出電壓的幅度。記下此時(shí)的波形和輸出電壓的幅度。 (2) 保持輸入信號(hào)的幅度不變，閉合開(kāi)關(guān)保持輸入信號(hào)的幅度不變，閉合開(kāi)關(guān)K，將實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn) 電路變成閉環(huán)放大器的形式，觀察比較有無(wú)反饋時(shí)電路變成閉環(huán)放大器的形式，觀察比較有無(wú)反饋時(shí) 輸出波形的變化。輸出波形的變化。 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 C

14、ollege of Electrical Engineering and Automation 1簡(jiǎn)述圖簡(jiǎn)述圖151所示實(shí)驗(yàn)電路的特點(diǎn)，列表整所示實(shí)驗(yàn)電路的特點(diǎn)，列表整 理測(cè)量結(jié)果，并把實(shí)測(cè)的引入反饋時(shí)的電壓放大理測(cè)量結(jié)果，并把實(shí)測(cè)的引入反饋時(shí)的電壓放大 倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻與開(kāi)環(huán)時(shí)測(cè)得的值進(jìn)倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻與開(kāi)環(huán)時(shí)測(cè)得的值進(jìn) 行比較，分析它們的關(guān)系。行比較，分析它們的關(guān)系。 2分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)果，總結(jié)串聯(lián)電壓負(fù)反饋對(duì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、結(jié)果，總結(jié)串聯(lián)電壓負(fù)反饋對(duì) 放大電路性能的影響。放大電路性能的影響。 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 College of Electrical Engineering and Automation 1測(cè)量?jī)杉?jí)靜態(tài)工作點(diǎn)前，應(yīng)確定電路是否產(chǎn)測(cè)量?jī)杉?jí)靜態(tài)工作點(diǎn)前，應(yīng)確定