自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 兩級(jí)阻容耦合放大器及負(fù)反饋放大器

PAGE1自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)兩級(jí)阻容耦合放大器及負(fù)反饋放大器實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解多級(jí)阻容耦合放大器組成的一般方法。2.了解負(fù)反饋對放大器性能指標(biāo)的改善。3.掌握兩級(jí)放大器與負(fù)反饋放大器性能指標(biāo)的調(diào)測方法。總體設(shè)計(jì)方案或技術(shù)路線本實(shí)驗(yàn)通過分別測量兩級(jí)阻容耦合放大器及負(fù)反饋放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻，頻率特性，研究負(fù)反饋對放大器性能的影響。（1）負(fù)反饋電路的基本形式負(fù)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(fù)反饋；（b）電壓并聯(lián)負(fù)反饋；（c）電流串聯(lián)負(fù)反饋；（d）電流并聯(lián)負(fù)反饋。在分析放大器中的反饋時(shí)，主要應(yīng)抓住三個(gè)基本要素：第一、反饋信號(hào)的極性。如果反饋信號(hào)是與輸入信號(hào)反相的就是負(fù)反饋，反之則是正反饋。第二、反饋信號(hào)與輸出信號(hào)的關(guān)系。如果反饋信號(hào)正比于輸出電壓，就是電壓反饋；若反饋信號(hào)正比于輸出電流，就是電流反饋。第三、反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的關(guān)系。從反饋電路的輸入端看，反饋信號(hào)（電壓或電流）與輸入信號(hào)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(fù)反饋對放大器性能的影響負(fù)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(jià)的，因而在應(yīng)用負(fù)反饋電路時(shí)，必須考慮電路性能改善的同時(shí)會(huì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)采用最常用的方法—換算法，測量電路如上圖所示。在信號(hào)源在放大器之間串入一個(gè)已知電阻R，輸入信號(hào)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(shí)，從輸出端向放大器看進(jìn)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(fù)載時(shí)輸出電壓，然后接上負(fù)載時(shí)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(hào)頻率而變，高、低頻段的放大倍數(shù)均會(huì)降低。本實(shí)驗(yàn)采用三點(diǎn)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(shí)所對應(yīng)的上下限頻率，與之差就稱為放大電路的通頻帶。即：實(shí)驗(yàn)電路圖阻容耦合放大器是多級(jí)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(gè)曲型的兩級(jí)阻容耦合放大器。由于耦合電容、、的隔直流作用，各級(jí)之間的直流工作狀態(tài)是完全獨(dú)立的，因此可分別單獨(dú)調(diào)整。但是，對于交流信號(hào)，各級(jí)之間有著密切的聯(lián)系，前級(jí)的輸出電壓就是后級(jí)的輸入信號(hào)，因此兩級(jí)放大器的總電壓放大倍數(shù)等于各級(jí)放大倍數(shù)的乘積，同時(shí)后級(jí)的輸入阻抗也就是前級(jí)的負(fù)載。2.在兩級(jí)阻容耦合放大器電路的基礎(chǔ)上，閉合開關(guān)K1，加接一個(gè)反饋電阻構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。4.儀器設(shè)備名稱、型號(hào)（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(shí)驗(yàn)電路板仿真分析結(jié)果6.詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)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(diǎn)。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(guān)K1，測量其負(fù)反饋放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，將數(shù)據(jù)填入上表中。（3）分析靜態(tài)工作點(diǎn)變化3.測量放大器的電壓放大倍數(shù)（1）選擇輸入信號(hào)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(guān)K1后重復(fù)上述測量，數(shù)據(jù)填入上表。分析計(jì)算4.測量放大器的輸入電阻。（1）在放大器輸入端串連一個(gè)已知電阻R=3.9k。選擇輸入信號(hào)的頻率f=1kHZ與幅度=1mV。然后用毫伏表測出、，計(jì)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(guān)K1后重復(fù)上述測量，數(shù)據(jù)填入上表。分析計(jì)算5.測量放大器的輸出電阻（1）選擇輸入信號(hào)的頻率f=1kHZ與幅度=1mV，然后用毫伏表測出空載（即不接入）時(shí)與有載（即接入）時(shí)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(guān)K1后重復(fù)上述測量，數(shù)據(jù)填入上表。分析計(jì)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(shí)驗(yàn)要求用三點(diǎn)法，只測三個(gè)特殊頻率點(diǎn)，即、、。輸入信號(hào)的頻率和幅度由自己選擇，用毫伏表測出中頻時(shí)的輸出電壓。然后分別降低或增大信號(hào)源的頻率（注意在改變頻率時(shí)應(yīng)保持不變），使輸出幅度下降到，記下此時(shí)對應(yīng)的信號(hào)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(guān)K1后重復(fù)上述測量，數(shù)據(jù)填入上表。分析計(jì)算