電流負(fù)反饋的課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、.模電課程設(shè)計(jì)報(bào)告一 設(shè)計(jì)題目 電流負(fù)反饋放大器二 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)要求 當(dāng)負(fù)載由1000歐姆減少到100歐姆時(shí)，要求輸出電流的波動(dòng)幅度小于10%。三 設(shè)備、儀器及器件清單儀器類：1.信號(hào)源：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器一臺(tái)2.電源：直流穩(wěn)壓電源一臺(tái)3.示波器一臺(tái)4. 萬(wàn)用表、面包板各一塊元器件類：1. 9013三極管 4個(gè)2.電阻：1k ,10k,2k ，20k ，200k,15k 等3.電容：10f 4.導(dǎo)線若干測(cè)試條件：頻率為1khz，幅度為10mv的正弦波精品.四 電路圖及仿真圖 電路圖仿真圖精品.rl=100歐姆時(shí)rl=1000歐姆時(shí)精品.五 原理介紹電流負(fù)反饋放大器的輸入是電壓信號(hào)，在輸入端基本放大

2、器與反饋網(wǎng)絡(luò)應(yīng)電流負(fù)反饋放大器的輸入是電壓信號(hào)，在輸入端基本放大器與反饋網(wǎng)絡(luò)應(yīng)串聯(lián)，以增大輸入電阻，電流負(fù)反饋放大器的輸出是電流信號(hào)，在輸出端基本放大器與反饋網(wǎng)絡(luò)應(yīng)串聯(lián)，以提高輸出電阻。該電路由分立元件搭建，由分壓偏置電路和電流負(fù)反饋電路組成，其中電流負(fù)反饋也是射級(jí)跟隨器。電流串聯(lián)負(fù)反饋放大倍數(shù)av=200300，輸入電阻ri較小，輸出電阻ro較大，用射級(jí)跟隨器改變輸出阻抗使輸出阻抗減小。負(fù)反饋可以擴(kuò)展反饋放大器的通頻帶，所以可以用減小通頻帶帶寬來提高增益，通過增大輸出阻抗提高增益串聯(lián)，以增大輸入電阻，電流負(fù)反饋放大器的輸出是電流信號(hào)，在輸出端基本放大器與反饋網(wǎng)絡(luò)應(yīng)串聯(lián)，以提高輸出電阻。該電路

3、由分立元件搭建，由分壓偏置電路和電流負(fù)反饋電路組成，其中電流負(fù)反饋也是射級(jí)跟隨器。電流串聯(lián)負(fù)反饋放大倍數(shù)av=200300，輸入電阻ri較小，輸出電阻ro較大，用射級(jí)跟隨器改變輸出阻抗使輸出阻抗減小。精品.六 相關(guān)理論介紹1. 分壓偏置電路(實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)q點(diǎn)的電路)（1）利用基極偏置電阻rb1和rb2的分壓來穩(wěn)定基極電位vbq。（2）利用發(fā)射極電阻rc來獲取反映電流ieq變化的電壓信號(hào)，并將此電壓反饋到輸入端，自動(dòng)調(diào)節(jié)ibq的大小，實(shí)現(xiàn)q點(diǎn)的穩(wěn)定。ubq=vccrb2/rb1+rb2ieq=veq/re=vbq-vbeq/re=ubq/re i1,ubq越大，q點(diǎn)穩(wěn)定性能越好，但i1不能

4、太大。2.射極跟隨器 其特點(diǎn)為輸入阻抗高，輸出阻抗低，電壓放大系數(shù)略低于1，負(fù)載能力強(qiáng)。它從基極輸入信號(hào)，從射極輸出信號(hào)。它具有高輸入阻抗、低輸出阻抗、輸入信號(hào)與輸出信號(hào)相位相同的特點(diǎn) 。 用作接低阻值負(fù)載的放大電路的輸出級(jí)。由于其低輸出阻抗，所以當(dāng)負(fù)載電流變動(dòng)較大時(shí)，其輸出電壓受其影響較小。精品.3.共射極電路為什么要接入rb2及re? 因?yàn)槿龢O管是一種對(duì)溫度非常敏感的半導(dǎo)體器件，溫度變化將導(dǎo)致集電極電流的明顯改變。溫度升高，集電極電流增大；溫度降低，集電極電流減小。這將造成靜態(tài)工作點(diǎn)的移動(dòng)，有可能使輸出信號(hào)產(chǎn)生失真。在實(shí)際電路中，要求流過r1和r2串聯(lián)支路的電流遠(yuǎn)大于基極電流b。這樣溫度變

5、化引起的ib的變化，對(duì)基極電位就沒有多大的影響了，就可以用r1和r2的分壓來確定基極電位。采用分壓偏置以后，基極電位提高，為了保證發(fā)射結(jié)壓降正常，就要串入發(fā)射極電阻r4。4.多級(jí)放大電路:多級(jí)放大電路耦合方式：直接耦合放大電路存在溫漂問題，但其低頻特性好，能夠放大變化緩慢的信號(hào)，便于集成。阻容耦合利用“隔直通交”的特性，但其低頻特性較差，不利于集成化，故僅在非用分立元件電路不可的情況下才采用。多級(jí)放大電路的動(dòng)態(tài)參數(shù)：多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)等于組成他的各級(jí)電路電壓放大倍數(shù)之積。精品.其輸入電阻是第一級(jí)的輸入電阻，輸出電阻是末極的輸出電阻。在求解某一級(jí)的電壓放大倍數(shù)時(shí)，應(yīng)將后級(jí)輸入電阻作為負(fù)載

6、。多級(jí)放大電路輸出波形失真時(shí)，應(yīng)首先判斷是從哪一級(jí)開始失真，后再判斷失真的性質(zhì)。在前級(jí)所有電路均無失真的情況下，末極的最大不失真輸出電壓是整個(gè)電路的最大不失真輸出電壓。圖中引入的為電流串聯(lián)交直流負(fù)反饋因?yàn)樨?fù)載需要穩(wěn)定的電流信號(hào)，所以應(yīng)引入電流負(fù)反饋。對(duì)串聯(lián)反饋ube = ui - uf ，顯然，ui越穩(wěn)定，uf 對(duì)ube 的影響就越強(qiáng)，控制作用就越靈敏。當(dāng)信號(hào)源內(nèi)阻rs = 0時(shí)，信號(hào)源為恒壓源， us就為恒定值，則uf的增加量就全部轉(zhuǎn)化為ube 的減小量，此時(shí)，反饋效果最強(qiáng)。因此，串聯(lián)反饋時(shí)，rs 越小越好，或者說串聯(lián)反饋適用于信號(hào)源內(nèi)阻rs 小的場(chǎng)合。交流負(fù)反饋反饋交流量re2與rf組成反

7、饋網(wǎng)絡(luò)開環(huán)放大倍數(shù):a=uo/ui;反饋系數(shù)f=uf/uo;閉環(huán)放大倍數(shù)af=uo/ui;auf= uo/ui=a/(1+af) 1/fu=1+rf/re2;負(fù)反饋對(duì)放大性能的影響穩(wěn)定放大倍數(shù)：當(dāng)|af|1時(shí)，稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)閉環(huán)放大倍數(shù)af=a/(1+af)1/f。引入深度負(fù)反饋時(shí)，af1/f，放大倍數(shù)只由反饋系數(shù)的倒數(shù)決定，與放大電路的放大倍數(shù)無關(guān)。精品.改變輸入電阻和輸出電阻：串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻；并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻。電壓負(fù)反饋減小輸出電阻；電流負(fù)反饋增大輸出電阻。七 測(cè)試數(shù)據(jù)分析1）第2極靜態(tài)工作點(diǎn)q比較穩(wěn)定vcc=ibqrb+vbeq+ieqreieq=(1+)ibq=4.

8、08maibq=vcc-vbe/rb+(1+)reicq=ibq=4.07mavceq=vcc-icqre=6.67vav1=vo/vi=-rl/rbe+(1+)re=252）第3極靜態(tài)q點(diǎn)ibq=0.46maieq=4.08maav2=11av=av1 x av2 = 275由于第1.3極是射極跟隨器沒放大作用，其放大倍數(shù)約為1所以我們?cè)诜糯蟊稊?shù)上可以忽略不計(jì)，只計(jì)算第2極和第3極的放大倍數(shù)。當(dāng)負(fù)載rl變化時(shí)，該電路負(fù)載電流的波動(dòng)范圍很小幾乎沒有，在允許的范圍內(nèi)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)符合題目要求。精品.八 調(diào)試中遇到的問題及解決方法介紹1. 在實(shí)驗(yàn)中第一級(jí)放大不知道應(yīng)該用多大的電阻？通過電路的特性以及課

9、本內(nèi)容，對(duì)rb電阻進(jìn)行調(diào)試，以及根據(jù)課上的內(nèi)容當(dāng)輸入電阻大，輸出電阻小，電壓放大倍數(shù)接近于1，所以最后進(jìn)行計(jì)算得出其電壓增益總是略小于1，則對(duì)實(shí)驗(yàn)中的放大影響不大所以我選用了課本上的實(shí)驗(yàn)做第一級(jí)。2.關(guān)于第二級(jí)放大電路不知道應(yīng)該放多大電阻使之放大到10倍以上？關(guān)于第二級(jí)分壓偏置電路由于電路是由基極偏置電阻rb1和rb2的分壓來穩(wěn)定基極電位vbq的要使電路放大10倍以上，則a=-(rl/r+(1+)re),又有rl=rc|rl所以又有vbq=(rb2/(rb1+rb2)*vccieq=vbq/re 所以rb1 ,rb2 的調(diào)節(jié)關(guān)系著電流ieq所以當(dāng)rb1 rb2的比為10：1時(shí)剛好放大25倍。當(dāng)

10、三級(jí)連起時(shí)就是275倍。3. 放大電路連接不能出波型？當(dāng)我們檢查電路以后發(fā)現(xiàn)電路沒問題，又看了示波器等都沒問題后就發(fā)現(xiàn)是電路板的連接沒弄好，在電路的二級(jí)與三級(jí)之間沒電流通過，所以加了一根導(dǎo)線就好了。4.電路出波后，輸出波出現(xiàn)了削底？當(dāng)時(shí)我們的電路用的幅度是14mv所以當(dāng)我們要調(diào)節(jié)輸入的頻率使之不失真，當(dāng)我們減小頻率后見波的失真減小最后調(diào)到7mv時(shí)就不再失真。精品. 5.當(dāng)負(fù)載由一千歐減小到一百歐時(shí)，很難保證輸出電流變化幅度在10%以內(nèi)。后經(jīng)過多次調(diào)試，包括更換不同阻值的電阻終于得到了較為合理的數(shù)據(jù) 6.最后我們發(fā)現(xiàn)有干擾信號(hào)，我們從第一極開始檢測(cè)其靜態(tài)工作點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)干擾信號(hào)來自第三極，最后通過我

11、們共同努力排出了干擾信號(hào)，得到了理想中的波形圖。九 各元件的作用 9013三極管：放大倍數(shù)200左右。它是整個(gè)放大電路的核心器件，通過它的小電流控制大電流的作用實(shí)現(xiàn)放大信號(hào)的目的。 耦合電容c1-c4：10f，斷開直流信號(hào)之間的傳輸，而保留了交流信號(hào)之間的傳輸，其作用是“隔直流，送交流”，把需要放大的交流信號(hào)電壓vi通過耦合電容加到三極管的基極上。一般選用電解電容，電容量通常在幾f到幾十f。 電容ce1、ce2：10f 旁路電容，旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象，而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，防止干擾信號(hào)返回電源。所謂“旁路”，就是給高頻噪聲一條低阻的釋放途徑。 直流電源：vcc

12、=+15v (1).正極接三極管的基極，負(fù)極接發(fā)射極，從而保證發(fā)射結(jié)處于正向?qū)顟B(tài)，為基極提供一個(gè)正向基極電流i b。(2). 正極通過rc接三極管的集電極，負(fù)極接發(fā)射極，并保證發(fā)射結(jié)處于反向偏置，以確保三極管工作在放大狀態(tài)。精品. 集電極負(fù)載電阻：rc1=15k，rc2=10k，（1）.將集電極電流變化轉(zhuǎn)化為集-射極之間電壓變化，以實(shí)現(xiàn)電壓放大;（2）.rc起到直流負(fù)載的作用，獲得合適的工作電壓vce; 基極偏置電阻rb：10-200k不等。保證三級(jí)管基極回路有一個(gè)合適大小的偏置電流。 反饋電阻rf:30k。放大電路引入電流負(fù)反饋后，能夠使輸出電流穩(wěn)定。十 實(shí)驗(yàn)體會(huì)這次的模擬電子電路課程設(shè)

13、計(jì)，使我們的知識(shí)不僅僅局限于課本上和理論上，還讓我們更清晰明白的認(rèn)識(shí)到理論和實(shí)踐的差別與緊密聯(lián)系。課程設(shè)計(jì)充分調(diào)動(dòng)了我們的學(xué)習(xí)積極性，發(fā)揮了我們的主觀能動(dòng)性，更加激發(fā)了我們學(xué)習(xí)的熱情。我們利用教科書和各種資料來設(shè)計(jì)我們的電路，使我們的電路成果在最好的完成要求的基礎(chǔ)上，盡可能達(dá)到最簡(jiǎn)潔，最穩(wěn)定的效果。 雖然這個(gè)實(shí)驗(yàn)做得不太理想，但是本課程還給我們帶來了很多好處，它使我更直觀的了解到射隨器的優(yōu)點(diǎn)和共射級(jí)放大電路的電路性能和影響其放大倍數(shù)的因素。另外，電路設(shè)計(jì)本身就是一項(xiàng)具有創(chuàng)新精神的一種活動(dòng)，在為期四周的課程設(shè)計(jì)中，我們把理論應(yīng)用于實(shí)踐，使它們更好的結(jié)合在了一起，電阻的選擇也不再是盲目的，而是根據(jù)