负反馈放大电路分析计算

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 ）。

模拟电路实验实验报告负反馈放大电路负反馈放大器一、实验目得K进一步了解负反愦放大器性能得影响。

2、进一步掌握放大器性能指标得测量方法。

实验设备1•示波器2・函数信号发生器3 •交流毫伏表4 •直流稳压电源一只5.万用表6.实验箱二、实验原理放大器中采用负反馈，在降低放大倍数得同时，可以使放大器得某些性能大大改善。

所谓负反馈，就就是以某种方式从输出端取出信号，再以一定方式加到输入回路中。

若所加入得信号极性与原输入倍号极性相反，则就是负反馈。

根据取岀信号极性与加入到输入回路得方式不同，反馈可分为四类:串联电压反馈、串联电流反馈、并联电圧反馈与并联电流反馈。

如图3 7所示。

从网络方框图来瞧，反馈得这四种分类使得基本放大网络与反馈网络得联接在输入、输从实际电路来瞧，反馈信号若直接加到输入端,就是并联反惯，否则就是串联反馈，反馈信号若直接取自输出电压，就是电压反馈,否则就是电流反馈。

1、负反馈时输入、输出阻抗得影响负反馈对输入、输出阻抗得影响比较复杂，不同得反馈形式，对阻抗得影响也不一样,一般而言■凡就是并联负反馈，其输入阻抗降低：凡就是串联负反馈，其输入阻抗升高;设主网络得输入电阻为Ri,则串联负反惯得输入电阻为R^={1+FA V)Ri设主网络得输入电阻为R。

，电压负反馈放大器得输出电阻为R O F可见，电压串联负反馈放大器得输入电阻增大(1+AvF)倍,而输出电阻则下降到V(l+AvF)2、负反馈放大倍数与稳定度负反馈使放大器得净输入信号有所减小，因而使放大器增益下降，但却改善了放大性能. 提髙了它得稳定性。

反惯放大倍数为A沪(Ay为开环放大倍数)反馈放大倍数稳崔度与无反馈放大器放大倍数稳定度有如下关系:式中Avf /Avf称负反馈放大器放大倍数得稳世度。

称无反馈时得放大器放大倍数得稳定度。

可见，负反惯放大器比无反馈放大器放大倍数提高了(1+ A V F)倍。

3、负反馈可扩展放大器得通频带。

4、负反馈可减小输出信号得非线性失真三.实验内容、步骤及结果:K调整静态工作点，按图3—2接线。

负反馈放大器【实验目的】1、 加深负反馈对放大器工作性能影响的认识。

2、 掌握负反馈放大器性能指标的测试方法。

【实验仪器】双踪示波器、低频信号发生器、万用表、直流稳压电源 【实验原理】 1、 基本概念及分类负反馈放大器就是采用了负反馈措施（即将输出信号的部分或全部通过反馈网络送回输入端，以消弱原输入信号）的放大器。

负反馈放大器有电压串联、电压并联、电流串联和电流并联四种基本组态。

如图1所示的方框图有：图 1 负反馈放大器方框图01f f x A A x AF==+ 1B AF =+B 称为反馈深度。

当1D时，1f A F≈2、 负反馈放大器对性能的影响 （1）放大倍数的稳定性提高11f fA AA AF A∆∆=•+ （2）通频带扩展为原有的（1+AF ）倍。

（3）减少非线性失真及抑制噪声。

（4）对输入、输出电阻的影响。

串联负反馈输入电阻增加，并联负反馈输入电阻减小；电压负反馈输出电阻减小，电流负反馈输出电阻减少，电流负反馈输出电阻增大。

【实验内容及步骤】 实验电路如图2所示：图 2 负反馈放大器实验电路1、 调整各级静态工作点2、 测量负反馈对放大倍数稳定性的影响（1） 测量基本放大器放大倍数的变化量。

（2） 测量负反馈放大器放大倍数的变化量。

（3） 计算相对变化量。

3、 观测负反馈放大器扩展通频带的作用。

4、 测量负反馈对输入电阻的影响。

【数据记录】实验数据记录在表1中：表格 1【数据分析与处理】由记录的数据可以看出，有反馈时：6.25%21.587A A ∆== 无反馈时：203046.58%A A ∆== 可见增益稳定性提高了，但并不理想，考虑到实验条件，示波器显示不准，读数有误差应为主要原因。

【总结】由这次试验可明显得到以下结论： 1、 引入负反馈会牺牲增益；2、引入负反馈后增益的稳定性提高了；3、引入负反馈能大大扩宽通频带；4、引入负反馈能增大输入电阻。

负反馈放大电路实验报告班级姓名学号一、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。

4．学习使用M ultisim分析、测量负反馈放大电路的方法。

二、实验内容（一）必做内容设计和实现一个由共漏放大电路和共射放大电路组成的两级电压并联负反馈放大电路。

1. 测试N沟道结型场效应管2N5486 的特性曲线（只做仿真测试）在Multisim设计环境下搭接结型场效应管特性曲线测试电路，利用“直流扫描分析（DC Sweep Analysis）”得到场效应管的输出特性和转移特性曲线。

测出I DSS和使i D等于某一很小电流（如5μA）时的u GS(off)。

2N5486 的主要参数见附录。

2. 两级放大电路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R i要大于90kΩ；以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数A u≥120。

（3）闭环时，电压放大倍数A usf = U O/U S≈ -10。

3．参考电路（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。

（2）两级放大电路的参考电路如图2所示。

R g1、R g2取值应大于100kΩ。

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和输出端分别并联反馈电阻R f，理由详见附录。

4．实验方法与步骤（1）两级放大电路的测试（a）调整放大电路静态工作点第一级电路：设计与调节电阻R g1、R g2、R s参数，使I DQ约为2mA、U GDQ < - 4V，记录U GSQ、U A、U S、U GDQ。

第二级电路：调节R b2，使I CQ约为2mA，U CEQ = 2～3V。

记录U CEQ。

（b）测试放大电路的主要性能指标输入信号的有效值U s ≈ 5mV，频率f 为10kHz，测量A u1=U O1/U S、A u=U O/U S、R i、R o和幅频特性。

负反馈放大器一、实验目的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。

二、实验仪器直流电源、函数信号发生器、双踪示波器、频率计、交流毫伏表、直流电压表、晶体三极管、电阻器若干、电容器若干。

三、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，如放大稳定倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频等。

因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。

1.图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，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、闭环电压增益V V VVF F A 1A A +=i OV V V A =——基本放大器（无反馈）的电压增益，即开环电压增益。

1＋AVFV ——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F1f F1V R R R F +=3、输入电阻 R if ＝ (1＋A V F V )R iR i ——基本放大器的输入电阻 4、输出电阻VVO OOf F A 1R R +=R o ——基本放大器的输出电阻A vo ——基本放大器∞=L R 时的电压增益带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器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，所以可将反馈放大器的输出端交流短路，即令u o=，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（T1管的射极）开路，此时（R f+R F1）相当于并接在输出端。

5.3 深度负反馈放大电路的指标估算负反馈放大电路的指标计算，常用的方法有等效法、分离法和估算法三种。

等效法是把放大电路中的非线性元器件用线性电路等效，然后根据电路理论来求解各项指标，求解过程可借助计算机实现。

分离法是把负反馈放大电路分离成基本放大电路和反馈网络两部分，然后分别求出基本放大电路的各项指标和反馈网络的反馈系数。

估算法是在深度负反馈的条件下，近似估算放大电路的各项指标。

下面介绍估算法。

5.3.1 深度负反馈的特点1.外加输入信号近似等于反馈信号结果表明，在深度负反馈条件下，反馈信号X f =0和外加输入信号X i =0近似相等。

则净输入信号X id =0电路工作在深度负反馈的情况，负反馈放大电路的一般表达式简化为11AF +>>当1A A AFF ≈= f oo i fX X X X ≈ i fX X ≈ 对串联型反馈，则对并联型反馈，则i f U U ≈ i fI I ≈2.闭环输入、输出电阻近似看成零或无穷大11AF+>>深度负反馈时对串联型反馈，则对电压反馈，则(1)if iR R AF=+=∞1iifRRAF==+A=∞(1)of oR R AF=+=∞1oofRRAF==+对电流反馈，则对并联型反馈，则5.3.2 深度负反馈电路计算举例1.电压串联负反馈放大电路11i ofR u u R R =+R f+∞+－R 1R 2u iu 0+－u f1111ff o uf i R R R u A u R R +===+i iif i u u R i ===∞i fu u =（1）集成（运放）电路根据深度负反馈电路的特点（2）分立元件电路11fE oE f U RF U R R ==+ C 1u S T 1R B11R S R E1+U CCR C2T 2R B22R LC 3R B21R E2++++++－u 0u i －－R C1u f +－fR 1)确定反馈网络2)计算反馈系数11111E f f o ouf ifE E R R R U U A U UF R R+=≈===+(1)if be R r AF =+=∞21C of R R AF==+3)放大倍数、输入电阻、输出电阻2.电流串联负反馈i i u i+∞－+R 2u fR LRu ou idf oLRu u R R =+1o L Luf i u R R R A u R R+===+i iif i u u R i ===∞i fu u =（1）集成（运放）电路根据深度负反馈电路的特点C 1u ST 1R B12R SR E1R C2T 2R B22R B21R E2+++u i －－R C1+U CCR C3T 3R B33R LC 3R B21R E3++－u 0R B11R f （2）分立元件电路1313313f f e e e e e e f e u i R R R F i i R R R ===++1)确定反馈网络2)计算反馈系数/13//3311e f e o o c Luf L Li f f e e R R R u u i R A R R u u u F R R ++-=≈==-⋅=-⋅3)放大倍数u f电路的负反馈网络如图示，由图可得/3o L c u R i =-－u o+R fi fR E1R E3+－u fi e3/3//Lc LR R R =33e c i i ≈3.电压并联负反馈1i iu R i =11f ff o uf i i i R R u A u i R R -===-1iif iu R R i ==i fi i =R f+∞+－R 1R 2u iu 0i f i ii ido f fu R i =-（1）集成（运放）电路根据深度负反馈电路的特点C 1u ST 1R B12R SR E1R C2T 2R B22R B21R E2+++u i －－R C1+U CCR C3T 3R B33R LC 3R B21R E3++－u 0R B11（2）分立元件电路1fo fi F u R ==-1)确定反馈网络2)计算反馈系数11f o o o usfs i s f s s sR u u u A u i R i R F R R ====⋅=-01iif R R AF==+3)放大倍数在深度负反馈的条件下，R fu o+－i fR fif 电路的负反馈网络如图示，由图可得o f fu R i =-由于输入电阻等于零，S s iu R i ≈4.电流并联负反馈i 1i du iR f+∞+－R 1R 2u RR LRi 0i f1i i u R i =i fi i =（1）集成（运放）电路(//)f oofff R R i Ri i R R R=-=-+111f f L o iR R R u u R R R ⎡⎤⎛⎫=-++⎢⎥ ⎪⎝⎭⎣⎦[(//)]o f L ou R R R i =+()f fo R R i i R+=-111f f oL uf i R R u R A u R R R ⎛⎫==-++ ⎪⎝⎭R C1T 1R B2R E1+u SR S++u i －－R B1+U CCR C2T 2R LR E2++－u 0R fi i（2）分立元件电路222f e e f e i R F i R R ==-+1)确定反馈网络2)计算反馈系数////2/22221f e o c Lc Le LLusfL s i s f s f s s s e R R u i R i R i R RA R u i R i R i R F R R R +---===≈=-⋅≈⋅01iif R R AF==+3)放大倍数在深度负反馈的条件下，电路的负反馈网络如图示由于输入电阻等于零，S s i u R i ≈i fR f R E2i e222e c i i ≈i fi i ≈由图可得i f。

负反馈放⼤电路的计算及设计⼀般的放⼤电路，增益达到40-60dB就很不错了。

但是考虑到电路的稳定性，采⽤⼀只晶体管放⼤电路的增益⼀般希望在20dB，若要获得更⾼的电压增益，就需要考虑⼆级或者多级耦合放⼤电路了。

⼀．放⼤电路反馈的判断⽅法（1）正负反馈的判断：从输⼊级到输出级依次标出各级信号的瞬时极性，判断⽅法是：输⼊信号与反馈信号不在同⼀节点引⼊，若瞬时极性相同，则为负反馈，若两者的瞬时极性不同，则为正反馈。

（2）电压反馈和电流反馈的判断：通过判断反馈到输⼊端的反馈信号正⽐于输⼊电压还是输⼊电流来判断是电流反馈还是电压反馈。

判断⽅法是：除公共接地线外，输出信号与反馈信号从同⼀点接出，则为电压反馈，若输出信号与反馈信号从不同点接出，则为电流反馈。

（3）串联反馈和并联反馈的判断：以反馈信号与输⼊信号在电路输⼊端相⽐较的⽅式来区分，反馈信号与输⼊信号以电压的形式相⽐较，则为串联反馈，以电流的⽅式相⽐较，则为并联反馈。

判断⽅法：输⼊信号与反馈信号从同⼀点引⼊，为并联反馈，输⼊信号与反馈信号从不同点引⼊，则为串联反馈。

⼆．反馈对放⼤电路特性参数的影响（1）输⼊电阻串联负反馈增加输⼊电阻：并联负反馈减⼩输⼊电阻：（2）输出电阻电压负反馈减⼩输出电阻：电流负反馈增加输出电阻：（3）增益使电路的增益减⼩。

（4）带宽扩展为基本放⼤电路的倍。

（5）负反馈改善放⼤电路本⾝引起的⾮线性失真（6）负反馈放⼤电路抑制反馈环内的噪声，提⾼性能噪⽐。

三．负反馈放⼤电路的⼀般表达式及四种基本组态（1）负反馈放⼤电路的⼀般表达式：开环增益：，为净输⼊信号反馈系数：闭环增益：，为开环增益。

反馈深度：，称为环路增益。

当>>1时，反馈放⼤电路的闭环增益与基本放⼤电路⽆关，只与反馈⽹络有关，这种反馈称为深度负反馈。

深度负反馈下放⼤电路的近似计算：深度负反馈的实质是忽略净输⼊量；当电路引⼊串联负反馈时，当电路引⼊串联负反馈时，分析及设计及电路时，常⽤上⾯的定律计算⼀个反馈放⼤电路的增益。

放大电路的负反馈与电路的计算1)．负反馈的一般表达式2)．深度负反馈的表达式当放大电路工作在中频段，反馈网络为纯电阻元件时，上述复数可用实数表示。

在满足AF＞＞1时，电路为深度负反馈，此时即 X i≈X f在串联负反馈中，它们是电压量，即U i≈U f在并联负反馈中，它们是电流量，即I i≈I f利用上述公式可以进行深负反馈电路的计算。

3)．负反馈电路的计算例题1：已知电路如图所示， R2＝R4＝100kΩ， R1＝R3＝R5＝50kΩ，求电路的电压放大倍数。

解：因为输出和输入之间由R2和R1引入了电路的深负反馈，R5和R4第二级运放的负反馈，两个运放均工作在线性区。

决定电路放大倍数的是级间负反馈，不难看出R2和R1组成的是电压并联负反馈，按照深负反馈的特点，有I i≈I f从电路可以看出I i＝u I / R1 I f＝－uo / R2故可写出输出电压表达式例题2：电路请见教材P128页，习题4.18,已知R1＝1kΩ, R F＝10kΩ,试说明：（1）电路反馈的极性和组态；（2）反馈的作用；（3）闭环放大倍数。

解：（1）电路中反馈支路是RF和R1，将输出电压的一部分加到差放的另一输入端。

当输入信号增大时，经过差放和运放两次反相，输出电压也增大，则T2的基极电位也升高，从而使输入信号减弱，因此电路引入的是负反馈。

反馈电压与输入电压是电压串联相减的关系，所以它属于电压串联负反馈。

（2）电压串联负反馈除具有负反馈一般的特点之外，主要起稳定输出电压，减小输出电阻，提高带负载能力的作用。

根据串联深负反馈的特点，有ui=uf而uf=故uo＝（1＋）uo＝（1＋10）u i＝11 u i。

深度负反馈条件下放大倍数的计算
在分析深度负反馈条件下放大倍数的计算之前，我们需要先了解什么是深度负反馈以及它的作用。

具体来说，计算深度负反馈条件下的放大倍数的步骤如下：
1.求取放大器的开环增益A。

开环增益可以通过测量、理论计算或者数据手册中得到。

2.确定负反馈回路的衰减系数β。

衰减系数β是指负反馈信号与输出信号之间的比例关系。

一般情况下，β可以通过分压器、电阻分压等方式实现。

3.计算闭环增益Af。

闭环增益Af可以通过使用公式Af=A/(1+Aβ)来计算。

其中，A为开环增益，β为负反馈的衰减系数。

计算得到的闭环增益即为深度负反馈条件下的放大倍数。

需要注意的是，上述的计算方法是在假设放大器的开环增益A和负反馈衰减系数β保持恒定的情况下进行的。

在实际的应用中，放大器的增益和负反馈系数可能会随着频率、温度等参数的变化而发生变化。

此时，需要进行更加详细的分析和计算。

总结起来，深度负反馈条件下放大倍数的计算需要计算放大器的开环增益和负反馈的衰减系数，并通过使用Af=A/(1+Aβ)的公式计算闭环增益。

这种方法可以用于分析深度负反馈对放大器性能的影响，并进行合理的设计和优化。

实验三负反馈放大电路仿真实验一、实验目的（1）、进一步熟悉multisim10软件的使用方法（2）、学会用该软件对负反馈放大电路进行仿真分析（3）、研究负反馈对放大电路性能的影响（4）、掌握负反馈电路的测试方法二、实验原理1、负反馈可以稳定放大倍数，但是其稳定性是以损失放大倍数为代价的，即Af减小到A的（1+AF）分之一，才使其稳定性提高到A的（1+AF）倍;2、负反馈改变输入电阻和输出电阻串联负反馈增大输入内阻，R(if)=(1+AF)Ri3、电压负反馈减小输出电阻： R(of)=Ro/(1+AF);4、引入负反馈后，各种原因引起的放大倍数的变化都将减小，当然也包括因信号频率变化而引起的放大倍数的变化，因此其效果是展宽了同频带;负反馈下线频率为：f Lf=f L/(1+A m F);负反馈上限频率为： f Hf=f H(1+A m F)。

三、实验步骤及内容1、组建负反馈放大仿真电路图1 两级阻容耦合放大电路2、负反馈放大电路开环、闭环放大倍数的测试2.1 开环电路测试(1) 开关S1、 S2打开的情况下，通过示波器，读取输入输出波形的峰值，从而得到没有加反馈、无负载时的开环电压放大倍数Au.(2) 关闭仿真开关，在输出端接上10K电阻，重新开启仿真开关，利用读数指针读出波形的峰值，冰球出在没有加反馈时的开环电压放大倍数Au，并计算电压放大倍数变化量，填入表1中。

2.2 闭环电路测试（1）闭合开关S1，断开S2，使电路引入负反馈环节，测出空载的放大倍数、放大倍数变化量等，并填入表中（2）闭合开关S1、S2，开启仿真开关，，做带负载的闭环电路测试，并将结果填入表1中。

表1 测试开环、闭环电路电压放大倍数数据解：放大倍数A U=U OU i ; ∆A A=A VO−A VLA VO.根据计算可见：①外加负载会使电路的放大倍数减小，但对闭环电路的影响明显小于对开环电路的影响；说明闭环电路稳定性更好。

②闭环电路的放大倍数远小于开环电路的放大倍数。