兩級(jí)負(fù)反饋放大電路

1、2012-2013學(xué)年第學(xué)期?如崔寥烷模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：專業(yè)：電子信息工程班級(jí)：11信息（1）班組成員：余俊明徐龍張超龍錢葉輝指導(dǎo)教師：坦i電氣工程學(xué)院2013年6月5日任務(wù)書課題名稱兩級(jí)負(fù)反饋放大電路指導(dǎo)教師（職稱）吳慧倪琳?qǐng)?zhí)行時(shí)間2012-2013學(xué)年第二學(xué)期第15周學(xué)生姓名學(xué)號(hào)承擔(dān)任務(wù)葛自立1109121010總原理圖繪制錢葉輝1109121025安裝與調(diào)試陶輪1109121030方案設(shè)計(jì)與論證徐龍1109121040性能測(cè)試與分析俞俊明1109121045兀器件的列取與整理張超龍1109121046單元電路設(shè)計(jì)姚姚1109121044相關(guān)參數(shù)計(jì)算魏偉1109121037

2、資料收集與整理設(shè)計(jì)目的1）掌握多級(jí)放大倍數(shù)與各級(jí)放大倍數(shù)的關(guān)系。2）學(xué)習(xí)在多級(jí)放大電路中引入負(fù)反饋的方法。3）掌握負(fù)反饋放大電路的測(cè)試方法，理解負(fù)反饋對(duì)放大電路動(dòng)態(tài)特性的影響。設(shè)計(jì)要求1）全部使用分立元件。2）電壓放大倍數(shù)Au>50;3）fH=100MHZfL=50HZ;兩極負(fù)反饋放大電路摘要負(fù)反饋是一種以電路來(lái)改善電路的重要方法之一，它能有效的改善放大器的性能，負(fù)反饋理論和負(fù)反饋技術(shù)在電子電路中得到了極其廣泛的應(yīng)用。所以對(duì)負(fù)反饋放大電路研究方法的探究就顯得特別重要且具有一定的實(shí)際意義。本設(shè)計(jì)原理是利用具有放大特性的元件，如三極管，三極管加上電流后輸入端的微小變化引起輸出端的較大變化，再

3、通過(guò)負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)求得凈輸入量的值，通過(guò)仿真觀察出波形圖。此次主要設(shè)計(jì)步驟有方案的設(shè)計(jì)與論證，反饋方式的選擇，電路的設(shè)計(jì)與繪制，以及運(yùn)用Multisim進(jìn)行仿真測(cè)試設(shè)計(jì)電路的性能。而電路設(shè)計(jì)中所采用的三極管、電阻等元器件都是比較容易見到和使用到的，故為電路的操作、測(cè)試、分析等工作都帶來(lái)方便。關(guān)鍵字：負(fù)反饋；放大器；電阻目錄第一章方案設(shè)計(jì)與論證1.設(shè)計(jì)原理：1第二章負(fù)反饋對(duì)放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響21 .反饋方式的選擇21. 電路的確定23 .放大管的選擇2.電容的選擇2第三章單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算31. 第一級(jí)放大電路參數(shù)設(shè)定32 .第二級(jí)放大電路參數(shù)設(shè)定4總原理圖5圖3.35第四章性能測(cè)試與分析

4、61. 負(fù)反饋放大器放大倍數(shù)的測(cè)試：62.測(cè)放大電路的頻率特性：7第五章結(jié)論與心得91. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論9心得體會(huì)9參考文獻(xiàn)1.0附錄1.1答辯記錄及評(píng)分表.12第一章方案設(shè)計(jì)與論證、拜浦入借號(hào)L、基本放大電路輸Hg-A1反饋佑H反饋網(wǎng)咯F1.設(shè)計(jì)原理：圖中x表示電壓或k朔|甘；箭頭表示信號(hào)傳輸?shù)姆较?；符?hào)。表示輸入求和，+、-表示輸入信號(hào)-與反饋信號(hào)是相減關(guān)系（負(fù)反饋），即放大電路的凈輸入信號(hào)為:XidXiXf基本放大電路的增益（開環(huán)增益）為：AXo/Xid負(fù)反饋放大電路原理框圖1.1反饋系數(shù)為：FXf/X。負(fù)反饋放大電路的增益（閉環(huán)增益）為：AfXo/Xi第二章負(fù)反饋對(duì)放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響負(fù)

5、反饋的電路形式很多，但就基本形式來(lái)說(shuō)，可以分為4種：即電流串聯(lián)負(fù)反饋；電壓串聯(lián)負(fù)反饋；電流并聯(lián)負(fù)反饋；電壓并聯(lián)負(fù)反饋。一個(gè)放大器，加入了負(fù)反饋環(huán)節(jié)后，雖然會(huì)犧牲一部分增益，但對(duì)放大器一系列性能指標(biāo)產(chǎn)生很大影響和提高。因此，可以根據(jù)實(shí)際情況的需要，引入任一形式的負(fù)反饋，從而使放大器的性能符合實(shí)際情況的需要。1?反饋方式的選擇根據(jù)信號(hào)情況來(lái)選擇反饋方式，當(dāng)要求放大電路穩(wěn)定電壓輸出時(shí)，就需要電壓負(fù)反饋;當(dāng)要求放大電路恒流輸出時(shí)，就要采用電流負(fù)反饋。根據(jù)放大電路輸出電阻來(lái)選擇串聯(lián)或并聯(lián)方式，當(dāng)要求放大電路具有高的輸入電阻時(shí)，采用串聯(lián)反饋；當(dāng)要求放大電路具有低的輸入電阻時(shí)，采用并聯(lián)反饋。根據(jù)設(shè)計(jì)要知求此

6、設(shè)計(jì)采用電壓串聯(lián)負(fù)反饋。1) 電路的確定輸入級(jí)的放大管的靜態(tài)工作點(diǎn)一般取IE1mAUCE=(1?2)V,不允許取較大的電流，所以輸入級(jí)應(yīng)具有較高的輸入電阻，故采用共射放大電路。2) 輸出級(jí)負(fù)載電阻較大，而且主要是輸出電壓，故采用共集放大電路。其特點(diǎn)為從信號(hào)源索取的電流小而且?guī)ж?fù)載能力強(qiáng)。2. 放大管的選擇由于Q2需要輸出電流的最大值ILM2IL1.4mA，為了不失真，要求|e32Ilm,因此它的射極電流IE321.4mA?3mA由于要求通頻帶較寬50HZ100mH歇選用2SC2786其特性頻率較高，導(dǎo)通截止特性良好。3. 電容的選擇由于電容對(duì)直流雖的容抗無(wú)窮大，所以信號(hào)源與第一級(jí)放大電路、第一

7、級(jí)與第二級(jí)、第二級(jí)與負(fù)載之間用耦合電容連接沒有直流雖通過(guò)。旁路電容可產(chǎn)生一個(gè)交流分路，將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分旁路掉，把輸入信號(hào)中的高頻噪聲作為率處對(duì)象濾除高頻雜波，故將第一級(jí)的射極并聯(lián)一個(gè)旁路電容。第三章單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1.第一級(jí)放大電路參數(shù)設(shè)定UBE>Un旦UCEUBE三極管工作在放大區(qū)時(shí)滿足的條件為:在電路的直流通路中，節(jié)點(diǎn)B的電流方程為1R1=1R2+1BQ為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，通常是參數(shù)的選取滿足IR2?|BQ因此，*|R2,B點(diǎn)電位為UBQR1R23-13-2式3-2表明基極電位幾乎僅決定于R2與R對(duì)Vcc的分壓，而與環(huán)境溫度無(wú)關(guān)。提高輸入電阻而又不致

8、使放大電路倍數(shù)太低，應(yīng)取rbe1=rbb'+(1+1)業(yè)=300)+(1+80)26=2.256k?11E1利用同樣的原則，可得A51Rc/RlUi為了獲得高輸入電阻，且取A1=50,取R,Ueq=1V,再利用1曰(R+F4)=U得出R5=23?，選R為20?為了IE1=1mA并選1=80,3-311gR9_be1R=1.0k?,代入Ad=50,EQ求出F3=5.1K?。為了計(jì)算為了計(jì)算R2,可先求冷1=*05=0.00625mA=6.25uA80由此可得R2UeqUbqeq雯24kIB1為了確定阻R,利用uVCC1C1(R1RC1)UC1可求得R180Q2.第二級(jí)放大電路參數(shù)設(shè)定確定

9、第二級(jí)的電路參數(shù)。電路圖如圖2所示圖3.2第二級(jí)放大電路倍數(shù)Au2為了穩(wěn)定放大倍數(shù)，在電路中引入R9,取R=1.0k?,由此可求出這級(jí)的電壓放大因?yàn)镮E2=lmA且280,所以代入公式rbe2=rbb+UoA2Ui(1+P2)1E2rbe2Ut=300+(1+80)26=2.308k&/侃r3/R93-4又由于第二級(jí)為共集放大電路，故入21由此可以解得R8=3I?選取Uce23V,Ic1mAVCC1B1中61B2小7可解得Rs62k,R720k則由|B1|B2|B公式確定G:C5。由于有兩級(jí)電容耦合，根據(jù)多級(jí)放大器下限截止頻率的計(jì)算3-5fndf2L2假設(shè)每級(jí)下限頻率相同，貝咯級(jí)的下限

10、頻率應(yīng)為3、L'1.1.2又因?yàn)锳=50HZ1所以Ci53：102g3.14gflrRl因此，選用10F電解電容4.82:16.1166F4.82:16.1F總原理圖<riv”人，1«iih-近Iv”%hi&taBbI.>|-jp1頂二曲L<II7?Ttin一“J_c*1圖3.3第四章性能測(cè)試與分析用Multisim7軟件對(duì)負(fù)反饋放大器進(jìn)行仿真分析。1. 負(fù)反饋放大器放大倍數(shù)的測(cè)試：將所有元件及儀器調(diào)出并經(jīng)整理連成仿真電路圖。.1將圖中的負(fù)反饋斷開，對(duì)電路進(jìn)行仿真，可見無(wú)負(fù)反饋時(shí)的輸入輸出波形如圖4.1474.23Smsc010TB3遹道周1.021

11、V1.027V6.2人4mV所示。通適-日13.962mV14.077mV115-267H保存放大器輸入、輸出波形圖4.1.2由圖4.1.2可算出放大器的放大倍數(shù)為Au二雖=1027mv/14.077mv=73Ui2.測(cè)放大電路的頻率特性基本界面右側(cè)虛擬儀器工具中關(guān)閉仿真開關(guān)，在電機(jī)電子仿真軟件Multisim7a._.刀BodePlotter按鈕，調(diào)出虛擬波特儀“XBP”。更新組建仿真電路如圖C3421所示。TAiaAr-ML土-ELWr-KXRLO2E亡C3uoMr-sc:?Reverse”按鈕,CAZ2i4.r-E匚匚圖421雙擊示波儀“XBP1圖標(biāo)，彈出虛擬掃頻儀放大面板，按下“掃頻儀

12、放大面板左邊屏幕顯示的是放大電路的頻率特性曲線，如圖422所示。負(fù)反饋放大器頻率特性曲線圖422從屏幕下方顯示的數(shù)據(jù)中，我們可以看到：頻率特性曲線中間平坦部分為放大電路中頻段，放大電路增益基本不變且最大；左側(cè)為頻率低端、右側(cè)為頻率高端，它們的增益都會(huì)降低。圖422中讀數(shù)指針?biāo)谖恢帽硎荆侯l率為84.645kHz時(shí),電路增益37.12dB0將讀數(shù)指針分別移到下限頻率和上限頻率點(diǎn)，分別可讀出電路的下限頻率和上限頻率。圖423負(fù)反饋放大器下限頻率圖424負(fù)反饋放大器上限頻率由頻率特性曲線可知,放大器的下限頻率為：fL=56.381Hz放大器的上限頻率為：fH=95.918MHz第五章結(jié)論與心得實(shí)驗(yàn)結(jié)

13、論本設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)兩級(jí)阻容耦合放大電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋前后進(jìn)行電路仿真，由仿真結(jié)果可以得出這樣的結(jié)論：對(duì)電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，會(huì)減小其下限頻率，增大其上限頻率，從而使其通篇帶變寬；引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，會(huì)減小電路的電壓放大倍數(shù)，并增大電路可不失真放大的最大信號(hào)幅度，減小非線性失真；引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，會(huì)增大輸入電阻，減小輸出電阻。最后通過(guò)測(cè)雖計(jì)算驗(yàn)證了AF1/F的結(jié)果。此設(shè)計(jì)基本成功。1. 心得體會(huì)通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我們對(duì)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)這門課有了更深更好的理解。這些知識(shí)不僅在課堂上有效，在日常生活中更有著現(xiàn)實(shí)的意義，也對(duì)自已的動(dòng)手能力是個(gè)很好的鍛煉。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，整個(gè)組隊(duì)的成員都努力的分析課

14、題，積極參與討論。經(jīng)過(guò)層層解剖，最終設(shè)計(jì)出了本實(shí)驗(yàn)的原理圖，再運(yùn)用各種軟件進(jìn)行繪圖與仿真，大雖運(yùn)算，得到了檢測(cè)結(jié)果。本次課程設(shè)計(jì)，不僅鍛煉了我們的動(dòng)手能力，也提高了我們解決問題的能力，更明白了知識(shí)和團(tuán)隊(duì)的力雖。更更要的是，我們熟悉了常用電子器件的類別、型號(hào)、規(guī)格、性能以及其使用范圍，學(xué)會(huì)了利用Multisim進(jìn)行仿真。我們能通過(guò)查找資料，查閱有關(guān)的電子器件圖書等來(lái)幫助完成設(shè)計(jì)。這次的設(shè)計(jì)讓我們感受到，在我們不懂得問題上，利用網(wǎng)上和圖書館的資源，搜索查找需要的信息以及和同學(xué)之間相互討論、相互交流、積極配合也尤為更要。1 參考文獻(xiàn)浙江大學(xué)出版社模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)高等教育出版社模電數(shù)電基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)及Mul

15、tisim7仿真半導(dǎo)體集成電路清華大學(xué)出版社模擬集成電子技術(shù)基礎(chǔ)東南大學(xué)出版社附錄元件清單編號(hào)器件*型號(hào)十?dāng)?shù):Ez標(biāo)斗1心三極管2SC2786OQiQ汩2衛(wèi)電容衛(wèi)lOuF*1CILCA電阻口821cJ1JR:斗P11電阻心2斗嶺P日寺電阻+5.1k-zR.p6心電阻口1的7P電阻心22RJP加電阻口6加R悴電阻衛(wèi)20心1JRp10P電阻3.Oh1Rwm電阻心l.OkAu212P電阻心1gKJ博答辯記錄及評(píng)分表課題名稱兩級(jí)負(fù)反饋放大電路答辯教師（職稱）吳慧倪琳答辯時(shí)間2013學(xué)年第二學(xué)期第15周1、為何設(shè)計(jì)電路米用電壓串聯(lián)負(fù)反饋方式？答：本設(shè)計(jì)電路需要有穩(wěn)定電壓輸出且需要筒的輸入電阻，所以電壓串

16、聯(lián)負(fù)反饋正合適。2、米用電壓負(fù)反饋的優(yōu)點(diǎn)？答：會(huì)減小其下限頻率，增大其上限頻率，從而使其通篇帶變寬;減小電路的電壓放大倍數(shù)，并增大電路可不失真放大的最大信號(hào)幅度，減小非線性失真；會(huì)增大輸入電阻，減小輸出電阻。3、在設(shè)計(jì)多級(jí)放大電路時(shí)，各級(jí)靜態(tài)工作電流選取的一般原則是什么？答：靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置要求使各管都工作于放大區(qū)，且有足夠的動(dòng)態(tài)范圍。另外，由于增益與工作點(diǎn)有關(guān)，設(shè)置工作點(diǎn)時(shí)要兼顧增益的要求。4、在所設(shè)計(jì)的電路中，為消除自激振蕩所加入的相位補(bǔ)償電容接在什么位置最合理？為什么？答：首先應(yīng)加在反相放大的輸入輸出兩端間作為密勒補(bǔ)償電容，再考慮到利用密勒效應(yīng)使反相放大的增益盡可能大，以使等效的密勒電容值盡可能大，因此密勒補(bǔ)償電容應(yīng)接在增益最筒的第二級(jí)的輸入輸出兩端間最合理。5、如何防止或消除失真現(xiàn)象？答：首先采用負(fù)反饋方式能有效防止失真現(xiàn)象出現(xiàn)。再者，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)Q以保證電路工作在放大區(qū)來(lái)消除失真。6、上下限頻率受哪些因素影響?答：旁路電容的變化影響下限頻率，靜態(tài)工