模拟电子技术实验之负反馈实验指导.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date模拟电子技术实验之负反馈实验指导实验项目列表：实验三 负反馈放大电路一、 实验目的1. 进一步熟悉电子元件器件和模拟电路实验箱。2进一步熟悉函数发生器，示波器，数字万用表等常用电子仪器的使用方法。3. 掌握负反馈对放大器性能的影响。4. 学会负反馈放大器的开环电压放大倍数Au、闭环电压放大倍数Auf的测试方法。5. 了解负反馈放大器的输入、输出电阻和通频带的测试方法。

2、 二、实验任务基本任务：1. 学习负反馈放大电路的连接方法；2. 测试负反馈放大电路的开环与闭环电压放大倍数，观察负反馈对电压放大倍数的影响；3. 测试负反馈放大电路的开环与闭环输入电阻，观察负反馈对输入电阻的影响；4. 测试负反馈放大电路的开环与闭环输出电阻，观察负反馈对输出电阻的影响；5. 观察负反馈对波形失真的改善。 扩展任务：1. 测试负反馈放大电路的开环与闭环通频带，观察负反馈对带宽的影响；2. 应用运算放大器组成串联电压负反馈放大电路，测试其闭环放大倍数。三、实验器材1双踪示波器 OS-5040A2信号发生器 FG-7002C3台式数字万用表 DM-441BC8+R1Rc1R3R2

3、Rc2Re1Re1R4Re2C9C2C4C1RL+Vcc+-ui图3.14. 模拟电路实验箱TPE-2A四、实验原理两级分立元件放大电路如图3.1所示。两级放大电路均为共射放大电路，采用阻容耦合方式，各级放大电路的静态工作点可以单独调节。由于大容量的耦合电容对交流信号的容抗很小，故耦合电容上基本没有信号损失。 两级放大电路没有接入负反馈时（开环状态），总电压放大倍数为，其中是考虑了后级负载效应（即第二级的输入电阻是第一级的负载电阻）的单级放大倍数。即电路的开环电压放大倍数为放大电路的输入电阻是第一级的输入电阻，即电路的开环输入电阻为放大电路的输出电阻是第二级的输出电阻，即电路的开环输出电阻为

4、该电路的输入输出电压同相位（单级共射电压放大器输入输出电压相位相反，两级放大电路两次反相故两级放大器同相位）。图3.2+C8+R1Rc1R3R2Rc2Re1Re1R4Re2C9C2C4C1RL+Vcc+-uiRfCf若在图3.1所示电路中通过Cf和Rf引入交流串联电压负反馈，如图3.2所示。则电路的性能指标发生了明显的变化。首先，电压放大倍数明显降低，但稳定性提高。因为Cf和Rf引入的串联电压负反馈的反馈系数为，其闭环电压放大倍数 。 串联负反馈使输入电阻增大，其闭环输入电阻为 。电压负反馈减小了输出电阻，其闭环输入电阻为。另外，负反馈还改善了电路的波形失真，展宽了通频带。五、实验预习1放大电

5、路中的负反馈有几种组态？如何判断？判断图3.2中的Cf和Rf引入何种反馈？2. 简述负反馈对放大电路性能的影响；Cf和Rf引入的反馈如何影响电路的性能指标？3. 估算上述电路所示的开环电压放大倍数和闭环电压放大倍数；4. 简述电压放大倍数Au的测量方法：用什么仪表？如何测试？；5. 简述输入电阻Ri的测量方法：用什么仪表？如何测试？6. 简述输出电阻Ro的测量方法：用什么仪表？如何测试？7. 简述放大电路通频带的测量方法；8. 画出用一个运算放大器组成串联电压负反馈的放大电路，估算闭环放大倍数；9. 画出本实验所有测试项目中所需数据记录表格；并将所有的理论计算数值填入表格的“理论值”栏。10.

6、 认真复习本次实验所需仪器的使用方法。六、实验内容与步骤 （一）基本实验任务1. 学习负反馈放大电路的连接方法。图3.3实验电路如图3.3所示。对照图3.2与图3.3，确定各元件参数。注意1C3作为Cf ，1R16作为Rf组成反馈电路。其中1R1和1R2组成的分压电路构成了一个衰减器，将信号发生器输出信号us经过衰减器后变为ui，则ui=(us*1R2)/(1R1+1R2)=us/101，以提高输入信号的抗干扰能力。按图3.2接线。若Cf 、Rf不接入电路，则电路为开环状态，可以测得电路的开环电压放大倍数、开环输入电阻和开环输出电阻。若需要测试负反馈放大电路的闭环电压放大倍数等性能指标时，首先

7、要将1C3和1R16按照图3.2所示接入电路，然后测得Auf ，Rif ，Rof等。表3.1RL（k）UiPP（mV）UoPP（mV）AV（AVf）开环1K52闭环1K522. 测试负反馈放大电路的开环与闭环电压放大倍数，观察负反馈对电压放大倍数的影响。1) 断开1C3和1R16，连接电路为开环状态。调节信号发生器产生一个f=1kHZ的正弦波，并将信号线接入通过1R1和1R2组成的分压电路接入放大电路，调节信号发生器幅度旋钮“AMPL”，使UiPP=2mV（使用示波器CH1通道测量）；用示波器CH2通道测量放大电路输出电压波形及大小，按表3.1要求进行测量并填表。2) 将1C3和1R16接入电

8、路，连接电路为闭环状态。按表3.1要求进行测量并填表。根据实测结果，根据实测值计算开环和闭环电压放大倍数，并观察负反馈对电压放大倍数的影响，验证。3. 测试负反馈放大电路的开环与闭环输入电阻；观察负反馈对输入电阻的影响；表3.2RS（k）UiPP（mV）USPP（mV）Ri（Rif）开环2.22闭环2.221）断开1C3和1R16，连接电路为开环状态。在信号源与放大器之间串入一个RS电阻（2.2K），分别测出US和Ui，则输入电阻为：，将测量和计算数据填入表3.2中。2) 将1C3和1R16接入电路，连接电路为闭环状态。用同样的方法测量闭环时的Ui和Us，记录于表3.2。根据实测结果，计算开环

9、和闭环输入电阻，并比较负反馈对输入电阻的影响。4. 测试负反馈放大电路的开环与闭环输出电阻；观察负反馈对输出电阻的影响。表3.3RS（k）UiPP（mV）USPP（mV）Ri（Rif）开环2.22闭环2.221）断开1C3和1R16，连接电路为开环状态。在放大器输入端接入Uipp=2mV，f=1000Hz的电压信号，测量空载时输出电压Uo和RL为1.5kW时的输出电压UL的值，则输出电阻RO=。将测量数据填入表3.3。2) 将1C3和1R16接入电路，连接电路为闭环状态。用同样的方法测量闭环时的Uo和UL，记录于表3.2。根据实测结果，计算开环和闭环输出电阻，并比较负反馈对输出电阻的影响。表3

10、.4输入波形输出波形开环闭环5. 观察负反馈对波形失真的改善。1）断开1C3和1R16，电路为开环状态。在放大器输入端接入f=1000Hz的电压信号，逐步加大ui 的幅度，使输出信号出现失真（注意不要过分失真），将输入输出波形与幅度记录于表3.4。2) 将1C3和1R16接入电路，连接电路为闭环状态。保持输入电压幅度不变，观察记录输出波形。适当增加ui 幅度，使输出幅度接近刚才开环时失真波形幅度。将测试结果记录于表3.4.记录上述各步实验的波形图，并标出相应参数。（二）扩展实验任务1. 测试负反馈放大电路的开环与闭环通频带；观察负反馈对带宽的影响。1）将电路先开环。适当调整ui幅度（频率为 1

11、kHZ ）使输出信号在示波器上有满幅（最大不失真）正弦波显示；表3.5fH（kHZ）fL（HZ）fbw（kHZ）开环闭环保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到输出波形减小为原来的0.707倍，此时信号频率即为放大器的上限截止频率fH；保持输入信号幅度不变逐步减小频率，直到输出波形减小为原来的0.707倍，此时信号频率即为放大器的下限截止频率fL。将测试结果填入表3.52）将电路闭环，重复上述步骤，将结果填入表3.5。电路的通频带。2. 应用运算放大器组成串联电压负反馈放大电路，测试其闭环放大倍数。1）设计运算放大器组成串联电压负反馈放大电路，画出电路原理图。2）参考前面的方法步骤，测量闭环放大电路电压放大倍数。3）将测试结果记录于设计好的表格。七、实验注意事项1. 直流电源、示波器、函数发生器及放大电路要共地，避免引起干扰。2. 要保证在输出波形不失真的前提下进行电路指标的测试（观察失真除外）。3. 每次测试前，都要注意仪器仪表的功能键和量程键的转换。八、实验报告要求1整理实验数据，将实验值与理论值比较，分析误差原因。2根据实验内容总结负反馈对放大电路有哪些影响？ 3写出本次实验的收获与体会。-