负反馈放大电路实验指导讲义
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负反馈放大电路的实验报告负反馈放大电路的实验报告引言负反馈放大电路是电子工程领域中常见的一种电路结构,它通过将一部分输出信号反馈到输入端,以达到提高电路性能的目的。
本实验旨在通过搭建负反馈放大电路并进行实验验证,深入理解负反馈放大电路的原理和应用。
实验原理负反馈放大电路是通过将一部分输出信号反馈到输入端,形成一个反馈回路,从而改变电路的输入-输出关系。
其中最常见的一种负反馈方式是电压负反馈,它通过将输出电压与输入电压之间的差异进行放大,从而实现对电路增益的调节。
实验步骤1. 准备实验所需的电路元件和仪器设备,包括放大器、电阻、电容等。
2. 根据实验要求,搭建负反馈放大电路。
3. 连接信号源和示波器,确保电路正常工作。
4. 调节放大器的参数,如增益和带宽,观察输出信号的变化。
5. 测量并记录实验数据,包括输入信号的幅值、输出信号的幅值、增益等。
6. 对实验结果进行分析和总结,验证负反馈放大电路的性能。
实验结果与分析通过实验我们得到了一系列实验数据,并进行了分析和总结。
首先,我们观察到在负反馈放大电路中,输出信号的幅值相对于输入信号的幅值有所减小。
这是因为负反馈放大电路通过将一部分输出信号反馈到输入端,降低了电路的增益,从而实现了对信号的调节。
其次,我们还观察到在负反馈放大电路中,输出信号的频率响应更加平坦。
这是因为负反馈放大电路通过反馈回路,降低了电路的频率响应,使其更加稳定。
这对于一些需要稳定输出信号的应用场景非常重要。
此外,我们还发现负反馈放大电路可以提高电路的线性度。
通过调节反馈回路的参数,我们可以使输出信号更加接近输入信号,从而减小非线性失真。
这对于音频放大器等需要高保真度的应用非常重要。
结论通过本次实验,我们深入理解了负反馈放大电路的原理和应用。
负反馈放大电路通过将一部分输出信号反馈到输入端,实现了对电路增益、频率响应和线性度的调节。
这种电路结构在电子工程领域中具有广泛的应用,如音频放大器、运算放大器等。
实验二 由分立元件构成的负反馈放大电路一、实验目的1.了解N 沟道结型场效应管的特性和工作原理; 2.熟悉两级放大电路的设计和调试方法; 3.理解负反馈对放大电路性能的影响。
二、实验任务设计和实现一个由N 沟道结型场效应管和NPN 型晶体管组成的两级负反馈放大电路。
结型场效应管的型号是2N5486,晶体管的型号是9011。
三、实验内容1. 基本要求:利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。
(1)静态和动态参数要求1)放大电路的静态电流I DQ 和I CQ 均约为2mA ;结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V ,晶体管的管压降U CEQ = 2~3V ;2)开环时,两级放大电路的输入电阻要大于90kΩ,以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值 ≥ 120;3)闭环电压放大倍数为10so sf -≈=U U A u 。
(2)参考电路1)电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示,R 模拟信号源的内阻;R f 为反馈电阻,取值为100 kΩ。
图1 电压并联负反馈放大电路方框图2)两级放大电路的参考电路如图2所示。
图中R g3选择910kΩ,R g1、R g2应大于100kΩ;C 1~C 3容量为10μF ,C e 容量为47μF 。
考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应,应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f ,见图2,理由详见“五 附录-2”。
图2 两级放大电路实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。
3.3k Ω(3)实验方法与步骤 1)两级放大电路的调试a. 电路图:(具体参数已标明)¸b. 静态工作点的调试实验方法:用数字万用表进行测量相应的静态工作点,基本的直流电路原理。
第一级电路:调整电阻参数, 4.2s R k ≈Ω,使得静态工作点满足:I DQ 约为2mA ,U GDQ< - 4V 。
记录并计算电路参数及静态工作点的相关数据(I DQ ,U GSQ ,U A ,U S 、U GDQ )。
放大电路中的负反馈教案一、教学目标1. 让学生了解负反馈的概念及其在放大电路中的应用。
2. 使学生掌握负反馈的类型、特点和作用。
3. 培养学生分析、解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 负反馈的概念及其分类2. 负反馈在放大电路中的作用3. 负反馈的判断方法4. 负反馈的应用实例5. 负反馈的调试与维护三、教学重点与难点1. 负反馈的概念及其分类2. 负反馈在放大电路中的作用3. 负反馈的判断方法四、教学方法1. 采用讲解、演示、实验相结合的方式进行教学。
2. 通过分析实际电路,使学生掌握负反馈的应用。
3. 引导学生进行讨论,培养学生的思维能力。
五、教学准备1. 教材、教案、课件等教学资料。
2. 放大电路实验器材。
3. 负反馈电路图及实物展示。
4. 相关问题讨论稿。
一、教学目标1. 让学生了解负反馈的概念及其在放大电路中的应用。
2. 使学生掌握负反馈的类型、特点和作用。
3. 培养学生分析、解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 负反馈的概念及其分类负反馈是指将放大电路的输出信号的一部分反馈到输入端,与输入信号相减,从而影响放大电路的放大倍数的一种现象。
负反馈分为电压反馈和电流反馈,根据反馈信号的相位关系,又可分为正反馈和负反馈。
2. 负反馈在放大电路中的作用负反馈在放大电路中的作用主要有:稳定放大倍数、减小失真、扩展频带、提高线性范围等。
3. 负反馈的判断方法判断负反馈的方法主要有:观察反馈信号的相位关系、分析反馈电路的组成部分、利用反馈方程进行计算等。
4. 负反馈的应用实例负反馈在放大电路中的应用实例有:电压放大器、功率放大器、运算放大器等。
5. 负反馈的调试与维护负反馈的调试与维护主要包括:调整反馈电阻、检查反馈电路的连接、检测反馈信号等。
三、教学重点与难点1. 负反馈的概念及其分类2. 负反馈在放大电路中的作用3. 负反馈的判断方法四、教学方法1. 采用讲解、演示、实验相结合的方式进行教学。
负反馈放大电路实验原理
负反馈放大电路是一种常用的电路配置,它可以稳定放大电路的增益,并提高电路的线性度、稳定性和带宽。
其基本原理是通过将一部分输出信号反馈到输入端,与输入信号进行比较,从而减小整个电路的总增益。
负反馈放大电路通常由一个差分放大器、反馈网络和一个输出级组成。
差分放大器将输入信号以不同的极性放大,并将放大的信号送至输出级。
反馈网络通过将输出信号的一部分反馈至输入端,与输入信号进行比较,调节输入信号的增益。
通过负反馈的作用,可以实现以下几个效果:
1. 改善电路的线性度:负反馈可以减小差分放大器的非线性畸变,使输出信号更加接近输入信号的线性特性。
2. 提高电路的稳定性:负反馈可以减小电路的增益对温度、供电电压和负载变化的敏感度,提高电路的稳定性。
3. 增大电路的带宽:负反馈可以通过减小增益来增大电路的带宽,使电路可以放大更高频率的信号。
在负反馈放大电路中,反馈网络通常采用电阻、电容、电感等元件组成。
具体的反馈方式可以分为串联反馈和并联反馈两种类型。
串联反馈将输出信号与输入信号串联在一起,通过调节串联反馈网络的参数,可以实现对增益的调节;而并联反馈将输出信号与输入信号并联在一起,通过调节并联反馈网络的参
数,可以实现对输入阻抗和输出阻抗的调节。
总的来说,负反馈放大电路通过将一部分输出信号反馈至输入端,可以提高电路的线性度、稳定性和带宽,是一种常用的电路配置。
不同的反馈方式和反馈网络参数可以实现不同的功能和调节效果。
实验三 负反馈放大器电路的研究一. 实验目的1.加深理解负反馈对放大器性能的影响。
2.学会测量放大器的输入电阻、输出电阻以及电压放大倍数。
二、实验设备与器件名称数量函数信号发生器 1示波器 1万用表 1直流稳压电源 1741/LM324 2电阻若干三. 实验原理放大器加入负反馈后,由于反馈信号是削弱输入信号的,结果将使放大倍数降低,但却提高了放大倍数的稳定性、扩展了通频带、减小了非线性失真、并能抑制干扰和噪声,变换放大器的输入和输出电阻等。
1、把输出信号的一部分或全部通过一定的方式引回到输入端的过程称为反馈。
反馈放大电路由基本放大电路和反馈网络组成,其基本关系式为Af=A/(1+AF)。
判断一个电路有无反馈,只要看它有无反馈网络。
反馈网络指将输出回路与输入回路联系起来的电路,构成反馈网络的元件称为反馈元件。
反馈有正、负之分,可采用瞬时极性法加以判断:先假设输入信号的瞬时极性,然后顺着信号传输方向逐步推出有关量的瞬时极性,最后得到反馈信号的瞬时极性,若反馈信号为削弱净输入信号的,则为负反馈,若为加强净输入信号的,则为正反馈。
反馈还有直流反馈和交流反馈之分。
若反馈电路中参与反馈的各个电量均为直流量,则称为直流反馈,直流负反馈影响放大电路的直流性能,常用以稳定静态工作点。
若参与反馈的各个电量均为交流量,则称为交流反馈,交流负反馈用来改善放大电路的交流性能。
2、负反馈放大电路有四种基本类型:电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈和电流并联负反馈。
反馈信号取样于输出电压的,称电压反馈,取样于电流的,则称电流反馈。
若反馈网络与信号源、基本放大电路串联连接,则称为串联反馈,其反馈信号为uf,比较式为uid=uI-uf,此时信号源内阻越小,反馈效果越好;若反馈网络与信号源、基本放大电路并联连接,则称为并联反馈,其反馈信号为if,比较式为Iid=iI-if,此时信号源内阻越大,反馈效果越好。
3、负反馈放大电路性能的改善与反馈深度(1+AF)的大小有关,其值越大,性能改善越显著。
实验5 负反馈放大电路的分析实验原理反馈是将输出信号的部分或全部通过反向传输网络引回到电路的输入端,与输入信号叠加后作用于基本放大电路的输入端。
当反馈信号与输入信号相位相反时,引入的反馈信号将抵消部分输入信号,这种情况称为负反馈。
在基本放大系统中引入负反馈可以提高放大器的性能,具有稳定电路的作用,但这是以牺牲放大器的增益为代价。
负反馈对放大器性能指标的影响取决于反馈组态和反馈深度的大小。
负反馈系统组态根据反馈信号的取样的种类可以分为电压反馈和电流反馈,根据反馈信号与输入信号的叠加关系何以分为串联反馈和并联反馈。
综合这两方面,就有了负反馈电路的四种组态即电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。
负反馈系统特性1、系统增益及其稳定性A f=A1+AF∆A f A f=11+AF×∆A A可见负反馈放大器的增益下降了(1+AF)倍,但其稳定性却提高了(1+AF)倍。
当闭环系统满足深度负反馈条件(即AF≫1)时,系统增益A f就与基本放大器的开环增益无关,而仅由反馈系数F决定,即A f≈1/F。
2、输入电阻对于串联负反馈R if=(1+AF)R i可见串联负反馈使放大器的输入电阻提高了(1+AF)倍对于并联负反馈R if=1(1+AF)R i可见并联负反馈使放大器的输入电阻下降了(1+AF)倍3、输出电阻对于电压负反馈R of=1(1+AF)R o可见电压负反馈使放大器的输出电阻下降了(1+AF)倍,系统更加接近理想电压源。
对于电流负反馈R of=(1+AF)R o可见电流负反馈使放大器的输出电阻提高了(1+AF)倍,系统更加接近理想电流源。
4、通频带负反馈能够展宽放大器的通频带宽,对于但极点心系统,电路的增益带宽积为常数。
对于多极点系统,系统的增益带宽积不再是常数,但通频带总有所扩展。
f Lf=f L1+AF f Hf=(1+AF)f HB f=f Hf−f Lf≈(1+AF)B5、非线性失真负反馈能够减小放大器的非线性失真。
实验七负反馈放大电路一、实验目的1.加深对负反馈放大电路的认识2.加深理解放大电路中引入负反馈的方法3.加深理解负反馈对放大电路各项性能指标的影响二、实验原理负反馈放大电路有四种组态,即电压串联,电压并联,电流串联,电流并联。
本实验以电压串联负反馈为例,分析负反馈对放大电路各项性能指标的影响。
1.图7-1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路,在电路中通过R f把输出电压V o引回到输出端,加在晶体管T1的发射级上,在发射级电阻R F1上形成反馈电压V f。
根据反馈的判断法可知,它属于电压串联负反馈。
图7-1主要性能指标如下:1)闭环电压增益A VF=A v/(1+A v F v)其中A v=V o/V i-----基本放大电路(无负反馈)的电压增益,即开环电压增益1+A v F v-----反馈深度,它的大小决定了负反馈对放大电路性能改善的程度2)反馈系数F v=R o/(1+A vo F v)3)输入电阻R if=(1+A v F v)R iR i----基本放大电路的输入电阻4)输出电阻R of=R o/(1+A vo F v)R o----基本放大电路的输出电阻A vo----基本放大电路RL=∞时的电压增益2.测量基本放大电路的动态参数时,要先实现无反馈时的基本放大电路。
不能简单地把反馈支路断开,而是要既去掉反馈作用,又要把反馈网络的影响(负载效应)考虑到基本放大电路中去。
为此:1)在画基本放大电路的输入回路时,因为是电压负反馈,所以可将负反馈放大电路的输出端交流短路,即令V o=0,此时R f相当于并联在R F1上。
图7-22)在画基本放大电路的输出回路时,由于输入端是串联负反馈,因此需将负反馈放大电路的输入端(T1管的射极)开路,此时(R f+R F1)相当于并接在输出端。
可近似认为R f并接在输出端。
根据上述规律,就可得到所要求的如图7-2所示的基本放大电路。
三、实验设备与器件1.+12V直流电源2.函数信号发生器3.双踪示波器4.交流毫伏表5.万用电表6.晶体管3DG12 或9013*2(β≈100)7.电阻器、电容器若干四、实验内容1.测量静态工作点按图7-1连接实验电路,取Vcc=+12V,Vi=0,用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点,记入表7-1.Vcc实际取值为11.338V表7-12.测量基本放大电路的各项性能指标将实验电路按图7-2改接开环状态,即把R f断开后分别并接在R F1和R L上,其它连线不动。
负反馈放大器实验
一、实验目的
1.加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。
2.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法。
二、实验原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低,但能在多方面改善放大器的动态指标,如稳定放大倍数,改变输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽通频带等。
因此,几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态,即电压串联,电压并联,电流串联,电流并联。
本实验以电压串联负反馈为例,分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
1.图1-25为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路,在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端,加在晶体管T 1的发射极上,在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。
根据反馈的判断法可知,它属于电压串联负反馈。
主要性能指标如下
(1) 闭环电压放大倍数
V
V V
Vf F A 1A A +=
其中 A V =U O /U i — 基本放大器(无反馈)的电压放大倍数,即开环电压放大倍数。
1+A V F V — 反馈深度,它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。
图1-25 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器
(2)反馈系数
F1
f F1
V R R R F +=
(3)输入电阻
R if =(1+A V F V )R i
R i — 基本放大器的输入电阻
(4)输出电阻
V
VO O
Of F A 1R R +=
R O — 基本放大器的输出电阻
A VO — 基本放大器R L =∞时的电压放大倍数 2.本实验还需要测量基本放大器的动态参数,怎样实现无反馈而得到基本放大器呢?不能简单地断开反馈支路,而是要去掉反馈作用,但又要把反馈网络的影响(负载效应)考虑到基本放大器中去。
为此:
(1) 在画基本放大器的输入回路时,因为是电压负反馈,所以可将负反馈放大器的输出端交流短路,即令u O =0,此时 R f 相当于并联在R F1上。
(2) 在画基本放大器的输出回路时,由于输入端是串联负反馈,因此需将反馈放大器的输入端(T 1 管的射极)开路,此时(R f +R F1)相当于并接在输出端。
可近似认为R f 并接在输出端。
根据上述规律,就可得到所要求的如图1-26所示的基本放大器。
图1-26 基本放大器
四、实验器材 低频信号发生器 1台 数字示波器 1台 万用表 1只 模拟电子技术实验箱 1台 五、实验内容与方法
注:实验装置上有放大器的固定实验模块(同上一次的单管放大电路)。
1.测量静态工作点
按图1-25连接实验电路,取U CC =+12V ,R L =∞,电路加入f =1kHZ 的正弦波信号,用示波器监视输出波形u O , 逐渐增大U S ,配合调节R W1和R W2,使得u O 最大且不失真,撤除U S 。
用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点,记入表1-27。
表1-27 测量静态工作点测量表
2.测试基本放大器的各项性能指标(中频电压放大倍数A V ,输入电阻R i 和输出电阻R O )
将实验电路按图1-26改接(K1通、K2断),即把R f断开后分别并在R F1和R L上,其它连线不动。
(1)以f=1kHZ,U S为50mV正弦信号输入放大器,用示波器监视输出波形u O,在u O不失真的情况下,用交流毫伏表测量U S、U i、U L,记入表1-28。
表1-28 基本放大器记录表
(2S L f
U O,记入表1-28。
3.测试负反馈放大器的各项性能指标
将实验电路恢复为图1-25的负反馈放大电路(K1通、K2通)。
适当加大U S(约80mV),在输出波形不失真的条件下,测量负反馈放大器的A Vf、R if和R Of,记入表1-29。
表1-29 负反馈放大器记录表
*4.观察负反馈对非线性失真的改善
(1)实验电路改接成基本放大器形式,在输入端加入f=1kHz 的正弦信号,输出端接示波器,逐渐增大输入信号的幅度,使输出波形开始出现失真,记下此时的波形和输出电压的幅度。
(2)再将实验电路改接成负反馈放大器形式,增大输入信号幅度,使输出电压幅度的大小与(1)相同,比较有负反馈时,输出波形的变化。
六、实验思考
1.如按深度负反馈估算,则闭环电压放大倍数A Vf=?和测量值是否一致?为什么?
2.如输入信号存在失真,能否用负反馈来改善?
七、实验报告
1.将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值列表进行比较。
如果存在误差,分析产生误差的原因。
2.根据实验结果,总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。