EDA實驗三負反饋放大電路

實驗三 負反饋放大電路一、實驗目的1.熟悉Multisim 軟件的使用，包括電路圖編輯、虛擬儀器儀表的使用和掌握常用電路分析方法。能夠運用Multisim軟件對模擬電路進行設計和性能分析，掌握EDA設計的基本方法和步驟。熟練掌握有關負反饋放大電路有關知識，并應用相關知識來分析電路，深刻體會使用負反饋在放大電路中的作用，做到理論實際相結合，加深對知識的理解。二、實驗要求設計一個阻容耦合的二級電業(yè)放大電路， 要求信號源頻率 10kHZ（峰值1mV），負載電阻1KΩ，電壓增益大于 100。給電路引入電壓串聯(lián)負反饋：①測試負反饋接入前后電路放大倍數(shù)、輸入、輸出電阻和頻率特性。②改變輸入信號的幅度，觀察負反饋對電路非線性失真的影響。三、實驗步驟實驗所用電路原理圖下圖 1所示，當開關合上后電路引入負反饋精品文檔交流圖11．負反饋接入前電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻：求電路的放大倍數(shù)所用的電路和圖 1一樣示波器輸出的波形如下圖 2所示：圖2經(jīng)過計算可知放大倍數(shù)AV=V0/Vi=243.38/0.707=344；符合未接入負反饋是電壓增益大于100的要求。求輸入電阻所用的電路如下圖 3所示：精品文檔交流圖3經(jīng)過計算可知Ri=Vi/Ii=0.707/0.156=4.53KΩ求輸出電阻所用的電路如下圖 4所示：精品文檔交流圖4經(jīng)過計算可知Ro=Vo/Vi=706.56/0.199=3.55KΩ2．負反饋接入后電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻：求電路的放大倍數(shù)所用的電路和圖 1一樣示波器輸出的波形如下圖 5所示：圖5計算可知AF= =60/1=60。求輸入電阻所用的電路的原路圖如下圖 6所示：精品文檔交流圖6經(jīng)過計算可知Rif=Vo/Ii=0.707/0.11=6.4KΩ。求輸入電阻所用的電路的原路圖如下圖 7所示：圖7經(jīng)過計算可知Rof=Vo/Io=0.715/4.589=0.156KΩ求F所用的電路圖如下圖 8所示：精品文檔交流圖8經(jīng)過計算可知F=Vf/Vo=U1/U2=0.587/42=0.0134。對比可發(fā)現(xiàn) =71≈60=AVF。3．負反饋接入前電路的頻率特性和 FL、FH，以及輸出開始失真時輸入信號幅度。求電路的頻率響應特性曲線所用的電路圖為圖 1所示的電路圖，使用軟件對其進行交流分析可得出下面幾幅圖即圖 9、圖10、圖11、圖12：圖9精品文檔交流圖10圖11圖12其中圖11對應于圖9的交流分析的結果，圖12對應于圖10交流分析的結果，由上面4幅圖可知在位接入負反饋之前電路可能的最大增益AV，這=51.33dB時可以通過拖拽游標標出FLH從而求出帶寬Bw==754.57HZ,F=1.2335MHZ,1.235M-754.57）HZ=1.2335MHZ。逐漸調大輸入信號的有效值，當峰值增大到2.5mV時，輸出信號出現(xiàn)明顯的失真，失真的波形如下圖 13所示：精品文檔交流圖133．負反饋接入后電路的頻率特性和 FL、FH，以及輸出開始失真時輸入信號幅度。求電路的頻率響應特性曲線所用的電路圖如下圖 14所示：精品文檔交流圖14使用軟件對圖14所示的電路圖進行交流分析可得出下面幾幅圖，即圖 15圖16圖17圖18所示圖15圖16精品文檔交流圖17 圖18其中圖17對應于圖15的結果，圖18對應于圖16的結果由上面4幅圖可知在位接入負反饋之前電路可能的最大增益 AV=39.88dB，這時可以通過拖拽游標標出 FL=1.3107KHZ,FH=3.933MHZ,從而求出帶寬 Bw=（3.933M-1.3107K）HZ=3.9317MHZ。逐漸調大輸入信號的有效值當輸入信號的峰值達到 15mV時，電路的輸出出現(xiàn)明顯的失真，失真的波形如下圖 19所示。注意這時最大不失真幅度增大不是因為電路的放大倍數(shù)減小而是因為引入負反饋之后電路的性能的改善。圖194.分析實驗結果精品文檔交流經(jīng)過對上述這些實驗側的的數(shù)據(jù)進行分析可知引入電壓串聯(lián)負反饋后， 電路的輸入電阻變大，輸出電阻變小， FL變小，F(xiàn)H變大，帶寬變寬但是電路的增益變小，電路開始出現(xiàn)失真時的信號有效值變大。 對于本實驗引入了深度負反饋經(jīng)過經(jīng)驗證可知AF≈1/F。四、實驗小結放大電路引入電壓串聯(lián)負反饋后，放大的性能得到多方面的改善，具體說來有以下幾個方面：①穩(wěn)定放大電路的放大倍數(shù)，當引入的負反饋很深時，即| >>1時，這時AVF≈，這時電路的放大倍數(shù)基本取決于反饋網(wǎng)絡而與基本的放大倍數(shù)，從而使電路的放大倍數(shù)穩(wěn)定，但是這種增加穩(wěn)定性是以損害放大倍數(shù)為代價的；②改變輸入電阻和輸出電阻， 對于輸入電阻，串聯(lián)反饋增大輸入電阻，對于輸出電阻，電壓反饋減小輸出電阻；③展寬頻帶，引入負反饋之后由于放大電路的波特 圖出現(xiàn)拐點，可以證明引入負 反饋后電路的上限 頻率FHF=FH(1+AMF)，式中FHF為負反饋引入電路的上限頻率， AM為反饋引入之前的中頻電壓增益，由此可看出電路的上限頻率變大， 增加的程度與負反饋的深度有關，同理可知FLF= ，電路的下限頻率變低，電路的帶寬增大；④減小非線性失真，由于引入負反饋之后反饋放大電路的放大倍數(shù)幾乎與基本