实验六:电子实做实验(两极放大器)
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两级放大电路实验报告两级放大电路实验报告引言在电子学领域中,放大电路是一种常见的电路设计,用于将输入信号放大到所需的输出信号级别。
本实验旨在通过搭建两级放大电路,探索其工作原理和性能特点。
实验器材和方法实验器材:1. 电压源2. 信号发生器3. 示波器4. 电阻5. 二极管6. 电容7. 三极管实验步骤:1. 搭建第一级放大电路,包括一个输入电容和一个电阻。
2. 连接信号发生器的输出端至第一级放大电路的输入端,调节信号发生器的频率和幅度。
3. 连接示波器,观察输入和输出信号的波形。
4. 测量输入和输出信号的幅度和相位差。
5. 搭建第二级放大电路,包括一个二极管和一个电阻。
6. 连接第一级放大电路的输出端至第二级放大电路的输入端。
7. 重复步骤3和4,测量第二级放大电路的性能。
实验结果与讨论第一级放大电路的性能:通过实验观察到,随着信号发生器输出信号的频率变化,输入和输出信号的幅度也发生变化。
在一定频率范围内,输入和输出信号的幅度基本保持一致,但随着频率继续增加,输出信号的幅度开始下降。
这是因为电容在高频下的阻抗变化导致信号的衰减。
此外,观察到输入和输出信号的相位差随着频率的变化而变化,这是由于电阻和电容的时间常数导致的。
第二级放大电路的性能:将第一级放大电路的输出信号连接至第二级放大电路的输入端后,观察到输出信号的幅度得到进一步放大。
这是因为第二级放大电路通过二极管的非线性特性,将输入信号放大到更高的幅度。
同时,观察到输出信号的波形发生了失真,这是由于二极管的非线性特性引起的。
此外,相比于第一级放大电路,第二级放大电路的频率响应范围更窄,对输入信号的频率要求更高。
结论通过本实验,我们成功搭建了两级放大电路,并观察到了其性能特点。
第一级放大电路可以将输入信号放大并保持一致的幅度响应,但在高频下会有信号衰减和相位差变化。
第二级放大电路通过二极管的非线性特性进一步放大信号,但会引起波形失真,并且对输入信号的频率要求更高。
姓名:黄强 学号:2009118125 班级:电工二班实验五 两级放大电路一、实验目的:1. 掌握多级放大器静态工作点的调整与测试方法.2. 学会放大器频率特性测量方法.3. 了解放大器的失真及消除方法.4. 掌握两级放大电路放大倍数的测量方法和计算方法.5. 进一步掌握两级放大电路的工作原理.二、实验仪器示波器 数字万用表 信号发生器 直流电源 双踪示波器三、 预习要求1. 复习多级放大电路内容及频率响应特性理论。
2. 分析图5-5-1两极交流放大电路,估计测试内容的变化范围。
实验原理及测量原理,实验电路如下图所示,是两级阻容耦合放大器。
1. 静态工作点的计算测量2. 阻容耦合多级放大器各级的静态工作点相互独立,互不影响。
所以静态工作点的调整与测量与前述的单击放大器一样。
图示的实验电路,静态值可按下式计算。
Ibq1=Re11Rb1Ubeq1V cc )(β++- Icq1=βIbq1Uceq1=Vcc-Icq1(Re1+Rc1) Ub2=Rb22Rb21Rb22+Ue2=Ub2-Ubeq Ie 2≈Re2Ue2Ib2=Ic2/β 实际测量时,只要测量出两个晶体管各级对地的电压,经过换算便可得到静态工作点值的大小。
2.多级放大器放大倍数的测量 多级放大电路,不管是采用阻容耦合还是直接耦合,前一级的输出信号即为后级的输入信号,而后级的输入电阻会影响前级的交流负载。
多级放大电路的放大倍数,为各级放大倍数的乘机,而每一级电路电压放大倍数的计算,要将后级电路的输入电阻作为前级电路的负载来计算,上图实验电路中 Au=Au1Au2=1Re )1(12//Rc1ββ++rbe Ri ﹒2//Rc2rbe Rlβ Ri2=Rb21//Rb22//rbe2≈rbe2实际测量时,可直接测量第一级和第二级输入,输出电压,或两级的输入输出电压,并验证上述结论。
3.多级放大器的输入,输出电阻 多级放大器不存在级间反馈时,输入电阻为第一季放大器的输入电阻,输出电阻为最后一级放大器的输出电阻。
电子实验报告:两级放大电路的设计、考试与调试报告设计本次实验要求设计一种两级放大电路,其中第一级是一个放大器,第二级是一个集电极跟随器,使得输入信号经过放大后通过输出终端输出。
设计的过程主要分为以下几个步骤:1. 确定设计参数由于本次实验要求使用BJT三极管进行放大,因此需要先确定设计所使用的管子,并从数据手册中获取其参数。
假设设计使用的是2N3904 NPN型晶体管,其参数如下:最大集电极电流Ic = 200mA最大集电极电压Vce = 40V最大功率Ptot = 625mW最大频率fT = 300MHz在确定了晶体管的参数后,就可以着手进行电路设计。
2. 设计第一级放大器第一级放大器是本电路的核心部分,它负责将输入信号进行放大。
因此,我们需要选择适当的电路结构,并计算出电路中的各个元件的参数。
在本设计中,采用了共射极放大器的结构。
该结构的特点是输入阻抗较小,输出阻抗较大,但是放大系数不稳定。
在实际应用中,可以通过加入负反馈电路来提高其性能。
因此,对于本设计来说,我们需要计算出共射极电阻R1和电容C1的参数。
首先,假设输入信号的频率为1kHz,放大系数为10,则我们可以写出放大器的增益公式为:A = -Rc / (R1+R2) * gm *Rc其中,gm为晶体管的转移电导,可以通过以下公式进行计算:gm = Ic / (VT * β)其中,VT为温度系数,约为25mV,β为晶体管的直流电流放大系数,可以在数据手册中找到其值约为100。
根据以上公式,我们可以计算出Rc、R1和R2的值。
可以采用一般的放大器频率损失公式,计算C1的值:Afc = 1 / (2π * f *Rc *C1)当C1确定后,就可以设计出第一级放大器的电路图:+Vcc||R2|+||Vin R1 Q1 Rc---->| |-------/\\/\\/\\--->|----> Vout| | ||C1 | || | |+---+ Gnd3. 设计第二级跟随器在第一级放大器完成信号放大后,需要使用一个集电极跟随器(Emitter Follower)作为第二级放大器,来提高输出信号的驱动能力。
大学电子技术实验报告学生姓名:班级学号:考核成绩:实验地点:指导老师:试验时间:实验名称:两级放大电路的设计、测试与调试一. 实验目的 1. 进一步掌握放大电路各种性能指标的测试方法。
2.掌握两级放大电路的设计原理、各性能指标的测试原理。
二. 实验原理由一只晶体管组成的基本组态放大器往往达不到所要求的放大倍数,或者其他指标达不到要求。
这时,可以将基本组态放大器作为一级单元电路,将其一级一级地连接起来构成多级放大器,以实现所需的技术指标。
信号传输方式成为耦合方式。
耦合方式主要有电容耦合、变压器耦合和直接耦合。
1. 多级放大器指标的计算一个三级放大器的通用模型如下图所示: 由模型图可以得到多级放大器的计算特点:1i i R R =,多级放大器的输入电阻等于第一级放大器的输入电阻;末o o R R =,多级放大器的输出电阻等于末级放大器的输出电阻; 前后L i R R =,后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载; 后前s o R R =,后前s oo v v =,前级放大器的输出电路是后级放大器的信号源;321··v v v V A A A A =,总的电压增益等于各级电压增益相乘。
2. 实验电路实验电路如下图所示,可得该实验电路是一个电容耦合的两级放大器。
1测试静态工作点令cc V =+12V ,调节w R ,是放大器第一级工作点1E V =1.6V,用数字万用表测量各管脚电压并记录与下表中。
2,放大倍数的测量调整函数发生器,使放大器i U =5mV ,f =1kHz 的正弦信号,测量输出电压o U ,计算电压增益,并记录与下表中。
3,输入电阻和输出电阻的测量运用两次电压法测量两级放大器的输入电阻和输出电阻。
测试输入电阻时,在输入口接入取样电阻R =1k Ω;测试输出电阻时,在输出口接入负载电阻L R =1k Ω。
数据分别填入下表中。
4,测量两级放大器的幅频特性,并绘出频率特性曲线 用点频法测量两级放大器的频率特性,并求出带宽f ∆=L H f f -,记录相关数据并填入下表。
实验四 两级放大电路一、实验目的l 、掌握如何合理设置静态工作点。
2、学会放大器频率特性测试方法。
3、了解放大器的失真及消除方法。
二、实验原理1、对于二极放大电路,习惯上规定第一级是从信号源到第二个晶体管 BG2 的基极,第二级是从第二个晶体管的基极到负载,这样两极放大器的电压总增益 Av 为:A VV O 2 V O 2 V O 2 V O 2 V O1V SV i ,V i1V i 2A V1 A V2V i1式中电压均为有效值,且 V O1 V i 2 ,由此可见,两级放大器电压总增益是单级电压增益的乘积,由结论可推广到多级放大器。
当忽略信号源内阻 R S 和偏流电阻 R b 的影响,放大器的中频电压增益为:A V 1 V O1 V O11R L1 1R C1 // r be2V S V i1 r be1 r be1A V 2V O 2 V O 22R L2R C2// R LV i1 V O1 r be22r be2A VA V 1 A V 2R C1 // r be2R C2// R L12r be2r be1必须要注意的是 A V1、A V2 都是考虑了下一级输入电阻(或负载)的影响,所以第一级的输出电压即为第二级的输入电压, 而不是第一级的开路输出电压,当第一级增益已计入下级输入电阻的影响后,在计算第二级增益时,就不必再考虑前级的输出阻抗,否则计算就重复了。
2、在两极放大器中 β 和 I E 的提高,必须全面考虑,是前后级相互影响的关系。
3、对两级电路参数相同的放大器其单级通频带相同,而总的通频带将变窄。
G uo G u1o G u 2o 式中 G u20 log A V (dB)三、实验仪器l 、双踪示波器。
2、数字万用表。
3 、信号发生器。
4、毫伏表5、分立元件放大电路模块 四、实验内容1 、实验电路见图 4-1(+12V)Rb1 RC1 Rb21Rc251K5K1 47K3KVi4+C2Vi2 Vi3+ C3Rp 2RP680K10u100K10uR1C15K1+V1V210uVi1R2+ Ce RLRb22 Re5110u20K1K3K图 4-1 两级交流放大电路2、设置静态工作点(l) 按图接线,注意接线尽可能短。
两级放大电路实验报告实验目的,通过实验,掌握两级放大电路的基本原理和特性,加深对电子电路的理解。
实验原理,两级放大电路由两级放大器级联组成,第一级为前置放大器,第二级为输出放大器。
前置放大器起放大微弱信号的作用,输出放大器则进一步放大信号并驱动负载。
实验步骤:1. 按照电路图连接电路,注意电路连接的正确性。
2. 接通电源,调节电源电压至所需数值。
3. 接通示波器,观察输入输出信号波形。
4. 测量电路中各点的电压值,并记录下来。
5. 对电路进行调试,观察输出波形的变化。
实验数据:1. 输入信号频率,1kHz。
2. 输入信号幅度,100mV。
3. 输出信号幅度,2V。
4. 输入电阻,10kΩ。
5. 输出电阻,1kΩ。
实验结果分析:通过本次实验,我们成功搭建了两级放大电路,并且观察到了输入输出信号的放大效果。
在实验过程中,我们发现输入信号的频率和幅度对输出信号的影响较大,频率过高或过低时会导致输出信号失真,幅度过大或过小时也会影响输出信号的质量。
此外,我们还发现了前置放大器和输出放大器的工作特性,前置放大器能够放大微弱的输入信号,而输出放大器则能够将信号进一步放大并驱动负载。
实验总结:通过本次实验,我们深入理解了两级放大电路的工作原理和特性,掌握了搭建和调试电路的方法,提高了实际操作能力。
在今后的学习和工作中,我们将更加熟练地运用电子电路知识,为自己的专业发展打下坚实的基础。
实验存在的问题与改进方案:在本次实验中,我们发现了一些问题,如输入输出信号的失真、电路连接的不稳定等。
为了解决这些问题,我们可以进一步优化电路连接,提高电路的稳定性,同时也可以尝试使用不同的元器件,以获得更好的实验效果。
实验延伸:在今后的学习和工作中,我们可以进一步深入研究两级放大电路的设计原理和应用,探索更多的电子电路知识,为自己的专业发展做好准备。
通过本次实验,我们不仅增加了对电子电路的实际操作经验,还加深了对电子电路原理的理解,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
两级负反馈放大器实训指导(特别提醒:实验电路图中可能存在有的元器件数值与实验电路板中的不相同,实验时应以实验电路板中的为准。
另外,由于元器件老化、湿度变化、温度变化等诸多因素的影响所致,实验电路板中所标的元器件数值也可能与元器件的实际数值不一致。
有的元器件虽然已经坏了,但仅凭肉眼看不出来。
因此,在每次实验前,应该先对元器件(尤其是电阻、电容、三极管)进行单个元件的测量(注意避免与其它元器件或人体串联或并联在一块测量)。
并记下元器件的实际数值。
否则,实验测得的数值与计算出的数值可能无法进行科学分析。
)两级负反馈放大器实验电路板实物照片一.实验目的1.加深了解电压串联负反馈对放大器性能的影响。
2.掌握负反馈放大器性能指标的测量方法。
3.学习静态工作点的调试方法,训练按图接线和查线的能力,进一步熟悉仪器使用方法。
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参数,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4—1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路,在电路中通过电阻R13把输出电压Uo引回到输入端,加在晶体管V1的发射极上,在发射极电阻R5上形成反馈电压Uf。
根据反馈的判断法可知,它属于电压串联负反馈。
C 2200μF13 1414V CC 172图4—1 两级负反馈放大器实验板电路图主要性能指标如下 (1)闭环电压放大倍数A vfVV VVf F A A A +=1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。
(2) 反馈系数11F f F V R R R F +=(3) 输入电阻 r 1f =(1+A v F v )r i 'r i '——基本放大器的输入电阻(不包括偏置电阻) (4) 输出电阻VVO oor F A r r +=1r o ——基本放大器的输出电阻。
实验六两级阻容耦合反馈放大电路的调试一、实验目的(1)研究负反馈对放大器性能的影响;(2)掌握反馈放大器性能的测试方法。
(3) 加深对负反馈放大器工作原理的理解。
二、实验器材低频信号发生器一台、交流毫伏表一台、示波器一台、直流稳压电源一台、电路板一块、元器件若干。
三、预习要求(1)认真阅读实验内容要求,复习负反馈电路有关内容。
(2)复习负反馈对放大器有哪些影响。
(3)图6-1电路中晶体管β值为100,计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。
四、实验原理与参考电路实验电路如图1所示。
图6-1负反馈放大电路放大电路中引入负反馈后的放大倍数称为闭环放大倍数A,而不存在负反馈的放f大电路(又称基本放大电路)的放大倍数称为开环放大倍数A,反馈网络的反馈系数为F,这三者之间的关系为负反馈对放大电路的性能的影响主要体现在输入电阻,输出电阻,频带非线性失真,稳定性这几个方面,而对性能的改善程度是用反馈深度来决定的,本实验电路的反馈深度为(1+AF),它的数值取决于反馈网络的元件参数和基本放大电路的放大倍数。
在阻容耦合放大器中,因有电抗元件存在,电压放大倍数将随信号频率而变,在高低频段放大倍数均会随着频率的变化而有所下级,在低频段,下限截止频率由耦合电容和发射极旁路电容决定,在高频段,上限截止频率由极间电容效应决定,通频带BW =fH-fL,引入负反馈后,可使放大器的通频带得到扩展。
五、实验内容与步骤1. 调整电路的工作状态1将输入信号(频率为1khz)介入放大器的Ui输入端,反复调节输入信号和俩及放大器基极的片基上的偏置电阻,用示波器观察输出波形,使其不失真,达到最佳工作点(Uce工作范围很宽,UCE约为4——5V).并保持不变。
2.测量两极负反馈对放大器性能指标⑴图1电路开环,逐渐增大Vi幅度,使输出信号出现失真3.测量放大器的通频带⑴将电路先开环,选择Vi 适当幅度(频率为1KHZ)使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。
两级放大电路实验报告实验目的:通过实验,掌握两级放大电路的基本原理和性能参数的测量方法,加深对放大电路的理解,提高实验操作能力。
实验仪器和器材:1. 双踪示波器。
2. 直流稳压电源。
3. 信号发生器。
4. 万用表。
5. 电阻、电容、二极管、三极管等元器件。
6. 面包板、导线等。
实验原理:两级放大电路是由两个级联的放大电路构成,其中第一级是前级放大电路,第二级是后级放大电路。
前级放大电路起到信号放大和阻抗匹配的作用,后级放大电路则进一步放大信号,并驱动负载。
两级放大电路的整体放大倍数为前级放大倍数与后级放大倍数的乘积。
实验步骤:1. 搭建两级放大电路,连接好各种元器件和仪器。
2. 调节直流稳压电源,使得电路工作在正常工作电压范围内。
3. 用信号发生器输入正弦信号,调节频率和幅度,观察输出信号在示波器上的波形。
4. 测量前级放大电路的电压增益和输入阻抗。
5. 测量后级放大电路的电压增益和输出阻抗。
6. 记录实验数据,并进行数据分析和处理。
7. 拆除电路,整理实验仪器和器材。
实验结果:通过实验测量和数据处理,得到了前级放大电路和后级放大电路的电压增益和输入输出阻抗等性能参数。
经过对比分析,得到了两级放大电路整体的放大倍数,并对实验结果进行了讨论和总结。
实验结论:通过本次实验,我们深入了解了两级放大电路的工作原理和性能参数的测量方法,掌握了实验操作技能,提高了对放大电路的理解。
同时,实验结果也验证了理论知识,加深了对电路原理的认识和理解。
总之,本次实验取得了良好的实验效果,达到了预期的实验目的,对我们今后的学习和工作都具有一定的指导意义。
以上就是本次两级放大电路实验的报告内容,谢谢阅读。
两级放大器实验报告两级放大器实验报告引言:放大器是电子电路中常见的重要组成部分,其作用是将输入信号放大到需要的幅度。
在实际应用中,常常需要使用多级放大器来增加信号的增益,以满足不同的需求。
本实验旨在通过搭建两级放大器电路,探究其工作原理和性能特点。
一、实验目的本实验的主要目的有以下几点:1. 了解两级放大器的基本原理和工作方式;2. 掌握放大器电路的搭建和调试方法;3. 测量放大器的电压增益、频率响应等性能参数;4. 分析和比较不同放大器电路的优缺点。
二、实验原理1. 两级放大器的基本原理两级放大器由两个级联的放大器组成,第一级放大器称为前置放大器,负责将输入信号放大到一定程度;第二级放大器称为输出放大器,进一步放大前一级的信号并驱动负载。
两级放大器的总增益等于各级放大器的增益的乘积。
2. 放大器电路的搭建本实验使用常见的共射放大器电路作为前置放大器,以及共射共集放大器电路作为输出放大器。
前置放大器的输入信号通过耦合电容传递给基极,输出信号通过耦合电容和负载电阻传递给输出端;输出放大器的输入信号通过耦合电容传递给基极,输出信号则由集电极输出。
1. 搭建两级放大器电路按照实验原理中给出的电路图,使用电子元器件搭建两级放大器电路。
注意连接的正确性和稳定性。
2. 调试放大器电路通过调整电路中的偏置电压、负反馈电阻等参数,使得放大器电路能够正常工作。
使用示波器观察输入和输出信号的波形,确保信号的放大和失真情况。
3. 测量放大器的性能参数使用信号发生器提供不同频率的输入信号,通过示波器测量输入和输出信号的幅度,并计算出放大器的电压增益。
同时,还可以测量放大器的频率响应、输入阻抗、输出阻抗等参数。
四、实验结果与分析1. 放大器的电压增益根据测量结果,可以得到放大器的电压增益。
通过比较不同频率下的增益值,可以分析放大器的频率响应特性。
2. 放大器的失真情况通过观察示波器上的波形,可以判断放大器是否存在失真现象。
实验六两级阻容耦合放大器及负反馈放大器实验1. 实验目的(1)了解多级阻容耦合放大器组成的一般方法。
(2)掌握两级阻容耦合放大器与负反馈放大器性能指标的测试方法。
(3)加深理解负反馈对放大器各项性能指标的影响。
2. 实验仪器设备(1)双踪示波器(2)双路直流稳压电源(3)函数信号发生器(4)数字万用表(5)双路晶体管毫伏表3. 实验电路图图1-1 两级阻容耦合放大器及负反馈放大器如图1-1所示,当开关K打开时为两级阻容耦合放大器,当开关K闭合时为电压串联负反馈放大器。
4. 知识准备(1)复习多级放大电路的组成方法。
(2)弄清负反馈放大电路的工作原理及负反馈对放大电路性能的影响。
(3)估算实验电路在开环和闭环时的电压放大倍数、输入电阻及输出电阻。
(4)熟悉放大电路电压放大倍数、输入电阻及输出电阻等性能指标的测试方法。
5. 实验原理 (1)基本原理由于耦合电容的隔直流作用,实验电路各级之间的直流静态工作点完全独立,可分别调整与测试。
动态参数测量需分别对开环、闭环两种情况进行,以验证负反馈对放大器性能的影响;根据开环放大电路的含义,基本放大电路不存在负反馈,因此应把反馈网络作为输入回路及输出回路的等效负载处理。
① 当输出端对地短路时,输入回路可消除负反馈的影响,这时R f 与R 4并联于VT1的发射极上,且R f //R 4≈R 4;② 当输入回路开路(VT1发射极开路)时,输出回路可消除负反馈的影响,(R f +R 4)并联在电路的输出端,且R f +R 4≈R f ;因此,在实验时,当开关K 打开时的两级阻容耦合放大电路可以看作是当开关K 闭合时的电压串联负反馈放大器的基本放大器,即开关K 打开时构成开环放大电路,开关K 闭合时构成闭环放大电路。
(2)电压串联负反馈对放大器性能的影响① 电压串联负反馈对电压放大倍数的影响若无反馈时基本放大器的电压放大倍数(开环增益)为A u ,反馈网络的反馈系数为F u ,则 引入负反馈后的电压放大倍数(闭环增益)A uf 为:uu uuf 1F A A A +=可见,加入了电压串联负反馈后,电压放大倍数降低为无反馈时的(1+A u F u )分之一。
② 电压串联负反馈对输入电阻的影响若无反馈时基本放大器的输入电阻为R i ,则引入负反馈后的输入电阻R if 为:)1(u u i if F A R R +⨯=可见,加入了电压串联负反馈后,输入电阻提高到无反馈时的(1+A u F u )倍。
③ 电压串联负反馈对输出电阻的影响若无反馈时基本放大器的输出电阻为R o ,则引入负反馈后的输入电阻R of 为:uust oof 1F A R R +=A ust 为负载开路时基本放大器的电压放大倍数可见,加入了电压串联负反馈后,输出电阻降低为无反馈时的(1+A ust F u )分之一。
④ 电压串联负反馈对通频带宽度的影响若无反馈时基本放大器的通频带宽度为BW 、上限频率为f H 、下限频率为f L ,则引入负反馈后的通频带宽度BW f 、上限频率f Hf 、下限频率f Lf 为:uf u f u u Hf Lf Hf f HL H u u L Lf u u H Hf )1()1()1(A BW A BW F A BW f f f BW f f f BW F A f f F A f f ⨯≈⨯+⨯≈≈-=≈-=+=+⨯=可见,加入了电压串联负反馈后,通频带宽度扩展为无反馈时的(1+A u F u )倍,且满足通频带与增益的乘积近似为一常数。
⑤ 电压串联负反馈对放大倍数稳定性的影响若外界环境因素(如温度)或工作条件变化而引起器件参数、输出负载和输入信号源电阻变化,都能造成放大器放大倍数的不稳定;而放大倍数的稳定性常用放大倍数的相对变化率来反映;因此AAd 的大小可以衡量放大倍数的稳定性。
对A uf 进行微分可以得: uu u u uf uf d 11d A A F A A A ⨯+= 可见,引入电压负反馈后,电压放大倍数的稳定性比无反馈时提高了(1+A u F u )倍。
⑥ 电压串联负反馈对非线性失真的改善通过反馈网络,可以把失真的输出信号反馈回输入端,使基本放大器的输入端得到了预失真信号,从而抵偿了基本放大器的非线性失真,达到了减小非线性失真的目的。
应注意的是,负反馈减小非线性失真是针对电路内部的非线性失真而言;对输入信号本身的失真、非线性信号混入量或干扰来源于外界时,引入负反馈将无济于事,必须采用信号处理(如有源滤波)或屏蔽等方法才能解决。
总之,电压串联负反馈的引入,可以获得增加输入电阻、减小输出电阻、扩展通频带、减小非线性失真、增加稳定性等性能的改善;但是是以牺牲放大器的电压增益为代价;因而在应用负反馈电路时,必须考虑电路性能改善的同时会引起电路增益的减小。
(3)电路性能指标的测试① 测量电压放大倍数在输出波形不失真的情况下,给定输入信号值(有效值U i 或峰值U ip 或峰峰值U ipp ),测量相应的输出信号值(有效值U o 或峰值U op 或峰峰值U opp ),则:ippoppip op i o u U U U U U U A ===② 测量输入电阻由于实验电路的输入电阻远小于测量仪表的内阻,所以采用图4-2所示的测试方法。
在信号源和电路输入端之间串接一个电阻R ,在输出波形不失真的情况下输入信号U i ,测量出U s 及U i ,则输入电阻为:R U U U R U U U I U R iS ii S i i i i )(-=-==可以证明,只有在s i s 21U U U =-时测量误差最小;同时电阻R 的准确度直接影响测量的准确度;电阻R 不宜取得过大,否则易引入干扰;也不宜取得过小,否则易引起较大的测量误差。
因此,电阻R 应选择精密的电阻,同时选取R 和R i 一个数量级,且R ≈R i ,以减小测量误差。
③ 测量输出电阻输出电阻的测量采用图4-3所示的测试方法。
开关K 打开时测出U o ,开关K 闭合时测出U oL ,测输出电阻为:L oLoLo L oL oL o o R U U U R U U U R -=-=可以证明,只有在o oL o 21U U U =-时测量误差最小;同时电阻R L 的准确度直接影响测量的准确度,因此电阻R L 应选择精密的电阻,同时选取R L 和R o 一个数量级,且R L ≈R o ,以减小测量误差。
④ 测量幅频特性实验采用三点法测试幅频特性。
首先在输出波形不失真的情况下,测出中频f o 时的电压增益A u ,然后保持输入信号幅度不变,逐渐增大(或减小)输入信号的频率,至某一频率时电路增益将下降;测出增益下降到0.707A u (按分贝计算即下降3dB)时所对应的上限频率f H 和下限频率f L ;则可计算通频带宽度BW ,绘制幅频特性曲线(如图1-5所示)。
H L H f f f BW ≈-=6. 实验内容及步骤图1-3 输出电阻测量原理图图1-2输入电阻测量原理图图1-5 幅频特性曲线(1)电路搭接按图1-1搭接实验电路;检查无误后方可通电。
(2)测量放大器静态工作点将直流稳压电源调至12V ,正确接入实验电路。
将输入端接地,分别测量有、无负反馈两种情况下的各级静态工作点,将测试值记录于表1-1中,计算相关数据。
表1-1 测试静态工作点(3)测试电压放大倍数输入频率KHz 1=f 、mV i 2=U 的正弦信号,在输出波形不失真的条件下,改变V CC 大小,分别测量有、无负反馈两种情况下的输出信号U o ,将测试值记录于表1-2中,计算相关数据;观察并记录输入信号与输出信号的相位关系,绘制相应波形。
完成测试后将V CC 恢复为12V 。
表1-2 测试电压放大倍数测试条件 管号 测试数据计算数据V CC (V) V BQ (V) V CQ (V) V EQ (V) V BEQ (V) V CEQ (V) I CQ (mA) 开 环 K 打开 VT1VT2 闭 环 K 闭合VT1VT2测试条件测试数据计算数据输入信号与输出 信号的相位关系V CC (V) f (KHz) U i (mV) U o (mV) A u 开 环 K 打开+8V +10 +12V 闭 环 K 闭合+8V +10 +12V(4)测试输入电阻开关K 打开,在信号源和输入端之间串接一个R =3.9K Ω的电阻;输入频率KHz 1=f 、mV i 2=U 的正弦信号;在输出波形不失真的情况下,测量U s ,将测试值记录于表1-3中。
开关K 闭合,在信号源和输入端之间串接一个R =8.2K Ω的电阻;输入频率KHz 1=f 、mV i 2=U 的正弦信号;在输出波形不失真的情况下,测量U s ,将测试值记录于表1-3中。
计算相关数据;完成测试后恢复电路。
表1-3 测试输入电阻(5)测试输出电阻开关K 打开,输入频率KHz 1=f 、mV i 2=U 的正弦信号;在输出波形不失真的情况下, 测量空载(R L 不接入)时的输出电压U o 及有载(R L =3K Ω)时的输出电压U oL ,将测试值记录于表1-4中。
开关K 闭合,输入频率KHz 1=f 、mV i 2=U 的正弦信号;在输出波形不失真的情况下,测量空载(R L 不接入)时的输出电压U of 及有载(R L =300Ω)时的输出电压U oLf ,将测试值记录于表1-4中。
完成测试后恢复电路。
表1-4 测试输出电阻测试条件 测试数据计算数据 V CC (V) f (KHz) R (K Ω) U i (mV) U s (mV) R i (K Ω)开环(K 打开) 闭环(K 闭合)测试条件测试数据计算数据 V CC (V) f (KHz) U i (mV) R L (K Ω)U o (mV) R o (K Ω)开环(K 打开)闭环(K 闭合)(6)测试幅频特性分有、无负反馈两种情况;输入频率KHz 1=f 、mV i 2=U 的正弦信号,在输出波形不失真的情况下,测量出中频f o (1KHz )时的电压增益A u ;然后保持输入信号幅度不变,测量上限频率f H 和下限频率f L ;将数据记录于表1.5中。
(7)负反馈对非线性失真的改善首先将开关K 打开,使电路接成开环状态;输入频率KHz 1=f 的正弦信号,用示波器观察输出信号波形;逐步增加输入信号的幅度,使输出波形产生失真。
然后将开关K 闭合,使电路接成闭环状态;保持输入信号不变,观察输出信号波形的变化,看失真程度是否减小或是失真消失。
记录相应的波形变化过程。
表1-5 测试幅频特性7. 实验报告要求(1)整理实验数据,填入相关表格;绘制相应波形及幅频特性曲线。
(2)根据实验数据,总结电压串联负反馈的引入对放大电路性能的影响。