多级放大电路与负反馈放大器

什么是多级放大电路如何设计一个多级放大器多级放大电路是指由多个放大器级联组成的电路，用于提高输入信号的幅度，并有较大增益的电子设备。

在设计一个多级放大器之前，我们需要了解多级放大器的基本原理以及设计要点。

一、多级放大器的原理多级放大器是通过将多个放大器级联连接起来，以便连续放大信号的电压或功率。

它由输入级、中级和输出级组成。

1. 输入级：输入级负责接收输入信号并将其转化为电压或电流信号。

它通常包含一个低噪声放大器，其作用是增加输入信号的幅度，并将它传递给中级放大器。

2. 中级：中级放大器是多级放大器的核心部分，它的作用是增加电压或功率的增益。

中级通常包含多个级别的放大器，其中每个级别都提供一定的增益。

3. 输出级：输出级负责将信号放大到所需的幅度，并驱动负载电阻或其他负载。

输出级通常包含高功率放大器，以确保输出信号具有足够的驱动能力。

二、多级放大器的设计要点在设计一个多级放大器时，需要考虑以下几个要点：1. 增益和带宽：多级放大器的设计目标之一是在实现所需增益的同时保持足够的带宽。

增益与带宽的折衷是设计的关键考虑因素之一。

2. 输入和输出阻抗匹配：为了最大限度地传递信号并减少反射，需要确保输入和输出阻抗与信号源和负载的阻抗相匹配。

3. 稳定性：多级放大器必须具有良好的稳定性，以确保不会出现自激振荡或非线性失真。

这可以通过使用稳定的放大器设计和适当的负反馈技术来实现。

4. 噪声：多级放大器的设计应尽可能减少噪声的引入，并提供清晰的信号放大。

5. 功率供应：多级放大器需要合适的功率供应以保证其正常工作。

供应电压和电流必须满足放大器的工作要求，并且应提供稳定和纹波较小的电源。

三、一个多级放大器的示例设计以下是一个四级放大器的示例设计，以演示多级放大器的设计过程：1. 输入级：- 使用低噪声MOSFET放大器作为输入级，以提供高增益和低噪声。

- 输入级的增益设置为10倍，输入阻抗为50欧姆。

2. 中级：- 选择两个通用增益放大器级别级联，每个级别的增益为5倍。

几种常见的放大电路原理图解展开全文能够把微弱的信号放大的电路叫做放大电路或放大器。

例如助听器里的关键部件就是一个放大器。

放大器有交流放大器和直流放大器。

交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频;接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。

此外还有用集成运算放大器和特殊晶体管作器件的放大器。

它是电子电路中最复杂多变的电路。

但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。

读放大电路图时也还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。

首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开，然后逐级抓住关键进行分析弄通原理。

放大电路有它本身的特点：一是有静态和动态两种工作状态，所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析;二是电路往往加有负反馈，这种反馈有时在本级内，有时是从后级反馈到前级，所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。

在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综合。

下面我们介绍几种常见的放大电路：低频电压放大器低频电压放大器是指工作频率在 20 赫～ 20 千赫之间、输出要求有一定电压值而不要求很强的电流的放大器。

( 1 )共发射极放大电路图 1 ( a )是共发射极放大电路。

C1 是输入电容， C2 是输出电容，三极管 VT 就是起放大作用的器件， RB 是基极偏置电阻 ,RC 是集电极负载电阻。

1 、 3 端是输入， 2 、 3 端是输出。

3 端是公共点，通常是接地的，也称“地”端。

静态时的直流通路见图1 ( b )，动态时交流通路见图 1 ( c )。

电路的特点是电压放大倍数从十几到一百多，输出电压的相位和输入电压是相反的，性能不够稳定，可用于一般场合。

( 2 )分压式偏置共发射极放大电路图 2 比图 1 多用 3 个元件。

基极电压是由 RB1 和 RB2 分压取得的，所以称为分压偏置。

发射极中增加电阻 RE 和电容 CE ， CE 称交流旁路电容，对交流是短路的; RE 则有直流负反馈作用。

负反馈多级放大电路的工作原理
嘿，咱今天来聊聊负反馈多级放大电路的工作原理哈。

想象一下，这多级放大电路就像是一个接力赛跑的队伍。

每一级就像是一个运动员，负责把信号往前传递并且放大。

而负反馈呢，就像是一个在旁边监督指导的教练。

它会根据实际情况来调整运动员们的表现。

比如说，如果信号放大得太多了，负反馈就会说：“哎呀，慢一点啦，别太猛啦！”然后让整个电路的放大程度降下来一些，这样就能保证输出的信号比较稳定，不会跑太偏。

在这个过程中，每一级的放大都很重要，但负反馈就像是一个调控大师，让整个电路工作得更和谐、更稳定。

就好像我们生活中，有时候也需要有人来给我们提提意见，让我们不至于走偏嘛。

比如说家里的空调，温度高了它就降降温，温度低了它就升升温，负反馈多级放大电路也差不多是这个道理啦。

是不是挺有意思的呀？这样一解释，是不是感觉这个复杂的原理也没那么难理解啦！。

参考答案--模拟电子技术实验指导书(2012)实验一常用电子仪器的使用一、实验目的1．熟悉示波器，低频信号发生器和晶体管毫伏表等常用电子仪器面板，控制旋钮的名称，功能及使用方法。

2．学习使用低频信号发生器和频率计。

3．初步掌握用示波器观察波形和测量波形参数的方法。

二、实验原理在电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。

它们和万用电表一起，可以完成对电子电路的静态和动态工作情况的测试。

实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1—1所示。

接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。

信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。

图1—1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1．低频信号发生器低频信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。

输出电压最大可达20V（峰-峰值）。

通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。

低频信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

低频信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。

2．交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。

为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。

3．示波器示波器是一种用途极为广泛的电子测量仪器，它能把电信号转换成可在荧光屏幕上直接观察的图象。

示波器的种类很多，通常可分通用、多踪多线、记忆存贮、逻辑专用等类。

双踪示波器可同时观测两个电信号，需要对两个信号的波形同时进行观察或比较时，选用双踪示波器比较合适。

本实验要测量正弦波和方波脉冲电压的波形参数，正弦信号的波形参数是幅值U m 、周期T （或频率f ）和初相；脉冲信号的波形参数是幅值U m 、周期T 和脉宽T P 。

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。

放大电路负反馈的原理特点一、提高放大倍数的稳定性引入负反馈以后，放大电路放大倍数稳定性的提高通常用相对变化量来衡量。

因为：所以求导得：即：二、减小非线性失真和抑制噪声由于电路中存在非线性器件，会导致输出波形产生一定的非线性失真。

如果在放大电路中引入负反馈后，其非线性失真就可以减小。

需要指出的是：负反馈只能减小放大电路自身产生的非线性失真，而对输入信号的非线性失真，负反馈是无能为力的。

放大电路的噪声是由放大电路中各元器件内部载流子不规则的热运动引起的。

而干扰来自于外界因素的影响，如高压电网、雷电等的影响。

负反馈的引入可以减小噪声和干扰，但输出端的信号也将按同样规律减小，结果输出端的信号与噪声的比值（称为信噪比）并没有提高。

三、负反馈对输入电阻的影响由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，所以引入负反馈后，在低频区和高频区放大倍数的下降程度将减小，从而使通频带展宽。

引入负反馈后，可使通频带展宽约（1+AF）倍。

四、负反馈对输入电阻的影响（a）串联反馈（b）并联反馈图1 求输入电阻1、串联负反馈使输入电阻提高引入串联负反馈后，输入电阻可以提高（1+AF）倍。

即：式中：ri为开环输入电阻rif为闭环输入电阻2、并连负反馈使输入电阻减小引入并联负反馈后，输入电阻减小为开环输入电阻的1/(1+AF )倍。

即：五、负反馈对输出电阻的影响1、电压负反馈使输出电阻减小放大电路引入电压负反馈后，输出电压的稳定性提高了，即电路具有恒压特性。

引入电压负反馈后，输出电阻rof减小到原来的1/（1+AF）倍。

2、电流负反馈使输出电阻增大放大电路引入电流负反馈后，输出电流的稳定性提高了，即电路具有恒流特性。

引入电流负反馈后，使输出电阻rof增大到原来的（1+AF）倍。

3、负反馈选取的原则（1）要稳定静态工作点,应引入直流负反馈。

（2）要改善交流性能，应引入交流负反馈。

（3）要稳定输出电压，应引入电压负反馈；要稳定输出电流，应引入电流负反馈。

实验四 两级阻容耦合放大器及负反馈放大器一、实验目的1. 了解多级阻容耦合放大器组成的一般方法。

2. 了解负反馈对放大器性能指标的改善。

3. 掌握两级放大器与负反馈放大器性能指标的调测方法。

二、实验原理1．阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种，其电路如图4.4.1所示。

这是一个曲型的两级阻容耦合放大器。

由于耦合电容1C 、2C 、3C 的隔直流作用，各级之间的直流工作状态是完全独立的，因此可分别单独调整。

但是，对于交流信号，各级之间有着密切的联系，前级的输出电压就是后级的输入信号，因此两级放大器的总电压放大倍数等于各级放大倍数的乘积u2u1u A A A ⋅=，同时后级的输入阻抗也就是前级的负载。

2. 负反馈放大器（1）负反馈电路的基本形式负反馈电路的形式很多，但就其基本形式来说可分四种：（a ）电压串联负反馈；（b ）电压并联负反馈；（c ）电流串联负反馈；（d ）电流并联负反馈。

在分析放大器中的反馈时，主要应抓住三个基本要素：第一、反馈信号的极性。

如果反馈信号是与输入信号反相的就是负反馈，反之则是正反馈。

第二、反馈信号与输出信号的关系。

如果反馈信号正比于输出电压，就是电压反馈；若反馈信号正比于输出电流，就是电流反馈。

第三、反馈信号与输入信号的关系。

从反馈电路的输入端看，反馈信号（电压或电流）与输入信号并联接入称为并联反馈；串联接入成为串联反馈。

（2）负反馈对放大器性能的影响负反馈能有效地改善放大器的性能，主要体现在输入电阻、输出电阻、频带宽度、非线性失真、稳定性等方面。

但是放大器性能的改善是以降低其增益为代价的，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. 放大器的输入电阻i R 及输出电阻o R 。

放大器的输入电阻i R 是向放大器输入端看进去的等效电阻，定义为输入电压i u 和输入电流i i 之比，即：iii i u R =。

测量输入电阻i R 的方法很多，例如替代法、电桥法、换算法等等。