反馈放大电路设计实验报告模版.docx

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1、得分教 师签名批改日期深 圳 大 学 实 验 报 告课程名称：模拟电路试验名称：负反响放大电路设计学院：信息工程学院专业：信息工程班级：组号：指导教师： 田明报告人：学号：试验地点N102试验时间：试验报告提交时间：教务处制Word 文档一. 试验名称:负反响放大电路设计二.试验目的:加深对负反响放大电路原理的理解.学习集成运算反响放大电路、晶体管反响放大电路的设计方法. 把握集成运算反响放大电路、多级晶体管反响放大电路的安装调试及测试方法. 三.试验仪器:双踪示波器一台/组信号发生器一台/组直流稳压电源一台/组万用表一台/组四.试验容:设计一个多级晶体管负反响放大电路或集成运算负反响放大电路

2、， 性能要求如下：闭环电压放大倍:30-120输入信号频率围:1KHZ10KHZ.电压输出幅度 1.5V 输出电阻3K五.试验步骤:1. 选择负反响放大电路的类型，一般有晶体管负反响放大电路、集成运算负反响放大电路.Word 文档为满足上述放大倍数的要求，晶体管负反响放大电路最少需要二级放大，其连接形式有直接耦合和阻容耦合，阻容耦合可以消退放大器各级静态工作点之间的影响，本设计承受两者相结合的方式；对于各级放大器，其组态有多种多样，有共放射极，共基极和共集电极。本设计可以承受共放射极-共基极-共集电极放大电路。对于负反响形式，有电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。本设计承受电压并联负反响形

3、式。2. 设计电路,画出电路图.下面是电源输入电路，通过并联两个电容的滤波电路形式，以效消退干扰,保证电路稳定工作，否则简洁产生自激振荡。整体原理图如下：从上图可以看出来，整个电路由三级放大和一路负反响回路构成，第一级电路是 NPN 管构成的共放射极电路，通过直接耦合的方式输出Word 文档给其次级的共基极电路，因此两级直接的静态工作点会相互影响。其次级放大电路通过电容输出给第三级。第三级放大电路是共集电极电路，射极跟随输出到负载。整体参数设计：假设输入电压峰峰值为 50mv，输出电压峰峰值不小于 1.5V，电压放大倍数30 倍。由于存在负反响，为到达设计要求，所以电压开环总放大倍数为 100

4、0 倍左右。第一、其次级的开环电压放大倍数将近需要 30-40 倍。下面，对各级放大进展分析： 第一级：如图，TP3 和TP4 为信号输入接入点，信号通过C1 耦合输入到 Q1 基极。Q1 型号 9013 为 NPN 三极管，电流增益带宽积 Ft 为60MHZ 以上，电流增益为 100 左右，满足设计要求。前级承受共放射极组态，R1 和 R2 设定基极静态工作点，使TP5 电压为 1.2V 左右，那么 TP7 的静态电压为 0.55V 左右。设定集电极电阻R3，使得集电极静态电压TP6 为 4V 左右。理论值计算：U=VCC*R2/(R1+R2)=1.25VBQU=U-V=1.25-0.65=

5、0.6VEQBQBE (on)I=U/R5=0.6mAEQEQU=VCC-I*R3= VCC-I*R3= VCC-0.6*3.9K=2.95VCQCQEQrbe1bb=r+(1+)26(mV)/IEQ=300+4.2K=4.5KRA=U/U =-/r=- (R3/R4/r)/r=-32U1O1iLbe1be2be1其次级：如图， Q2 型号 9012 为 PNP 三极管，电流增益带宽积 Ft 为50MHZ 以上，电流增益为 100 左右，满足设计要求。前级承受共基极组态，这里要留意的是，R4 是这一级的输入电阻。通过 R6 和 R7 设定基极静态工作点，使 TP8 电压为 3.8V 左右， 使

6、 TP12 电压为 4.5V 左右再调整 R8，使得集电极电压 TP9 为 2V 左右，这样，不简洁消灭失真。理论值计算：U=VCC*R7/(R6+R7)=3.75VBQ2U=U+V= 3.75V +0.7=4.45VEQ2BQ2BE (on)I=(VCC-U/R4=0.55/4=0.14mAEQ2EQ2Word 文档U= I*R8= I*R8= 0.14*15K=2.1VCQ2CQ2EQ2rbe2bb=r+(1+)26(mV)/I=300+18.3K=18.6KEQ2RA=U/U=/rU2O2O1L2be2R其次级沟通负载=R8/RL2i3第三级输入电阻R =r+(1+)Re3/R9i3be

7、3Re3=R10/R11=260 欧rbe3=rbb+(1+ )26(mV)/IEQ3由后面的计算得I=1.1mAEQ3因此r=r+(1+)26(mV)/I=300+2.8K=3.1Kbe3bbEQ3R =ri3be3+(1+)Re3/R9=34.3K/240K=30KR=L2R8/R =15K/30K=10Ki3因此，其次级其次级放大倍数AU2=UO2/UO1=RL2/rbe2=100*10/22.6=40中间级的电压放大倍数约为 40 倍，输出同相。第三级：如图，中间级通过耦合电容输出到输出级，输出级Q3 同样承受 9013 三极管，输出功率有 1W ，最大集电极电流 IC=500mA，满

8、足设计需求。通过设计 R9 和R10 使得Q3 基极静态电压TP10 为 3V 左右，Word 文档放射极电压VE为 2.3V 左右，输出幅度可以到达最大。TP1 和 TP2 为输出测试点，C5 为沟通输出耦合电容R11 为输出电阻，300 欧姆。理论值计算：*IBQ3*R10+ IBQ3*R9=VCC-VBE (on)IBQ3=0.009mA得出IEQ3=1.1mAUEQ3=R10* IEQ3=2.2VU=2.2BQ3+VBE (on)=2.9V由上面的分析可以得到，开环放大倍数A = A* A=32*40=-1280UU1U2负反响电路：由上图可见，C4、R12 和 J3J3 为跳线帽接口

9、，便利测量开环增益倍数为负反响电路，连接到第一级的基极 TP5 处，可见，反响形式为电压并联负反响。由负反响根本公式：Af=A/1+AF本试验电路：F =1/Riu12在深度负反响条件下：A =U /U =1/F *R =100/3.1=33ufoiiui1六、静态工作点测量及性能测试：测试点VBQ1TP5VCQ1TP6VEQ1TP7VBQ2TP8VCQ2TP9VEQ2TP12VBQ3TP10VEQ3TP11单位理 论值1.252.850.553.752.14.452.92.2V实 际值1.203.00.523.82.154.472.872.2V开环增益测量跳线帽J3 不连接输入信号第三级输出

10、开环放大倍数测试点TP3TP1理论值3mV3.84V1280实际值3mV3.7V1233闭环增益测量跳线帽J3 连接输入信号 第三级输出 闭环放大倍数测试点TP3TP1Word 文档理论值50mV1.65V33实际值50mV1.75V353. 性能测试误差分析通过测量，觉察静态工作点会与计算值有肯定的差异，这是由于理论计算的时候，假设了三极管有很大的输入阻抗，无视了流进去的电流造成了。但是，误差在允许的围。开环工作状态，输出波形时大时小，不稳定，其缘由是信号发生器输出不稳定所致。放大倍数确定值相差 47，误差在 4%以， 参加负反响后的增益确定值相差为 2，误差为 6%。说明设计及调试格外正确

11、，误差的缘由是三极管参数、电阻误差引起的。通过测试，试验误差在允许围，到达设计要求。七、总结与体会完本钱设计性试验工程的收获.这是一个设计性试验工程，应用了很多方面的学问，如 PNP 和NPN 两种三极管的使用，共放射极电路、共基极电路、共集电极电路静态工作点的设置，放大倍数的计算,负反响放大电路反响系数和闭环增益的计算等，本次试验对电路的设计和操作要求很高，遇到了很多问题，也通过教师和同学的指导解决了。此设计性试验最关键的局部还是反响电路的设计，承受了电压并联负反响的方式，由于参加了负反响，虽然放大电路的放大倍数有所下降，但稳定性提高了，削减了失真。满足深度负反响条件的公式： Af=A/1+AF，得到了验证，加深了对负反响放大电路概念的理解。本次试验自己选择器件，焊接电路板，测试相关数据。让我的模拟电路的学问提高了很多。更生疏了焊接技术和发生器、示波器的使用。