自主設計實驗 兩級阻容耦合放大器及負反饋放大器

PAGE1自主設計實驗兩級阻容耦合放大器及負反饋放大器實驗目的1.了解多級阻容耦合放大器組成的一般方法。2.了解負反饋對放大器性能指標的改善。3.掌握兩級放大器與負反饋放大器性能指標的調(diào)測方法?？傮w設計方案或技術路線本實驗通過分別測量兩級阻容耦合放大器及負反饋放大器的靜態(tài)工作點，電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻，頻率特性，研究負反饋對放大器性能的影響。（1）負反饋電路的基本形式負反饋電路的形式很多，但就其基本形式來說可分四種：（a）電壓串聯(lián)負反饋；（b）電壓并聯(lián)負反饋；（c）電流串聯(lián)負反饋；（d）電流并聯(lián)負反饋。在分析放大器中的反饋時，主要應抓住三個基本要素：第一、反饋信號的極性。如果反饋信號是與輸入信號反相的就是負反饋，反之則是正反饋。第二、反饋信號與輸出信號的關系。如果反饋信號正比于輸出電壓，就是電壓反饋；若反饋信號正比于輸出電流，就是電流反饋。第三、反饋信號與輸入信號的關系。從反饋電路的輸入端看，反饋信號（電壓或電流）與輸入信號并聯(lián)接入稱為并聯(lián)反饋；串聯(lián)接入成為串聯(lián)反饋。（2）負反饋對放大器性能的影響負反饋能有效地改善放大器的性能，主要體現(xiàn)在輸入電阻、輸出電阻、頻帶寬度、非線性失真、穩(wěn)定性等方面。但是放大器性能的改善是以降低其增益為代價的，因而在應用負反饋電路時，必須考慮電路性能改善的同時會引起電路增益的減小。（3）放大器的輸入電阻及輸出電阻的測量方法。放大器的輸入電阻是向放大器輸入端看進去的等效電阻，定義為輸入電壓和輸入電流之比，即：。測量輸入電阻的方法很多，例如替代法、電橋法、換算法等等。本實驗采用最常用的方法—換算法，測量電路如上圖所示。在信號源在放大器之間串入一個已知電阻R，輸入信號的頻率在調(diào)整在放大電路的中頻段，而幅度調(diào)整到使輸出不失真。用示波器監(jiān)視輸出波形，然后用晶體管毫伏表分別測R兩端對地的交流電壓與，求得R兩端的電壓,流過電阻R的電流即為放大電路的輸入電流。根據(jù)輸入電阻的定義為有：放大器輸出電阻是將輸入電壓源短路時，從輸出端向放大器看進去的等效電阻，其測量方法如圖4.4.3所示。在放大器無外接負載時輸出電壓，然后接上負載時測出輸出電壓為，根據(jù)下式求出輸出電阻：（4）放大器的幅頻特性的測量方法阻容耦合放大器中因有電抗元件存在，放大倍數(shù)隨信號頻率而變，高、低頻段的放大倍數(shù)均會降低。本實驗采用三點法測試放大器幅頻特性曲線。此法用于精度要求不高從簡從快得情況。首先測出中頻電壓增益，然后增大或降低頻率，將增益下降到中頻增益的0.707倍（按分貝算即下降3db），測出此時所對應的上下限頻率，與之差就稱為放大電路的通頻帶。即：實驗電路圖阻容耦合放大器是多級放大器中最常見的一種，其電路如圖4.4.1所示。圖4.4.1這是一個曲型的兩級阻容耦合放大器。由于耦合電容、、的隔直流作用，各級之間的直流工作狀態(tài)是完全獨立的，因此可分別單獨調(diào)整。但是，對于交流信號，各級之間有著密切的聯(lián)系，前級的輸出電壓就是后級的輸入信號，因此兩級放大器的總電壓放大倍數(shù)等于各級放大倍數(shù)的乘積，同時后級的輸入阻抗也就是前級的負載。2.在兩級阻容耦合放大器電路的基礎上，閉合開關K1，加接一個反饋電阻構成電壓串聯(lián)負反饋電路。4.儀器設備名稱、型號（1）直流穩(wěn)壓電源（2）雙蹤示波器（3）晶體管毫伏表（4）數(shù)字萬用表（5）實驗電路板仿真分析結果6.詳細實驗步驟及實驗結果數(shù)據(jù)記錄（包括各儀器、儀表量程及內(nèi)阻的記錄）1．按圖4.4.1連好電路2．（1）測量放大器的的靜態(tài)工作點。表4-11（V）（V）（mA）無反饋有反饋無反饋有反饋無反饋有反饋（2）閉合開關K1，測量其負反饋放大電路的靜態(tài)工作點，將數(shù)據(jù)填入上表中。（3）分析靜態(tài)工作點變化3.測量放大器的電壓放大倍數(shù)（1）選擇輸入信號的頻率f=1kHZ與幅度=1mV，測出放大器在不同電源下的輸出電壓值并填入表4-12中。表4-12（V）（mV）（mV）無反饋有反饋無反饋有反饋無反饋有反饋12閉合開關K1后重復上述測量，數(shù)據(jù)填入上表。分析計算4.測量放大器的輸入電阻。（1）在放大器輸入端串連一個已知電阻R=3.9k。選擇輸入信號的頻率f=1kHZ與幅度=1mV。然后用毫伏表測出、，計算出，填入表4-13中。表4-13（mV）（mV）（）無反饋有反饋無反饋有反饋無反饋有反饋閉合開關K1后重復上述測量，數(shù)據(jù)填入上表。分析計算5.測量放大器的輸出電阻（1）選擇輸入信號的頻率f=1kHZ與幅度=1mV，然后用毫伏表測出空載（即不接入）時與有載（即接入）時的輸出電壓和，算出，填入表4-14中。表4-14（mV）(mV)()無反饋有反饋無反饋有反饋無反饋有反饋閉合開關K1后重復上述測量，數(shù)據(jù)填入上表。分析計算6.測量放大器的頻率特性（1）測量原理如前所述。為簡便起見，本實驗要求用三點法，只測三個特殊頻率點，即、、。輸入信號的頻率和幅度由自己選擇，用毫伏表測出中頻時的輸出電壓。然后分別降低或增大信號源的頻率（注意在改變頻率時應保持不變），使輸出幅度下降到，記下此時對應的信號頻率（分別為上限截止頻率和下限截止頻率），并將測試數(shù)據(jù)填入表4-15。表4-15（mV）（V）（V）（kHz）（kHz）無反饋有反饋無反饋有反饋無反饋有反饋無反饋有反饋無反饋有反饋閉合開關K1后重復上述測量，數(shù)據(jù)填入上表。分析計算