最新实验四负反馈放大器(1)
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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。
实验三负反馈放大电路一、实验目的1.研究负反馈对放大器性能的影响。
2.掌握负反馈放大器性能的测试方法。
二、实验仪器双踪示波器,音频信号发生器,数字万用表。
三、预习要求认真阅读实验内容要求,估计待测量内容的变化趋势。
图3.1电路中晶体管β值为120。
计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。
四、实验内容1.负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试1)开环电路图3.1 反馈放大电路(1)按图接线,RF先不接入。
(2)输入端接入Vi=1mV,f=1kHz的正弦波(注意输入1mV信号采用输入端衰减法见实验二)。
调整接线和参数使输出不失真且无振荡(参考实验二方法)。
(3)按表3.1要求进行测量并填表。
(4)根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻Ro。
2)闭环电路(1)接通RF按(-)的要求调整电路。
(2)按表3.1要求测量并填表,计算Avf。
(3)根据实测结果,验证Avf≈1/F。
表R L (KΩ) Vi(mV)VO(mV)Av(Avf)开环∞ 1 1K5 1闭环∞ 1 1K5 12.负反馈对失真的改善作用1)将图3.1电路开环,逐步加大Vi的幅度,使输出信号出现失真(注意不要过分失真)记录失真波形幅度。
2)将电路闭环,观察输出情况,并适当增加Vi幅度,使输出幅度接近开环时失真波形幅度。
3)若RF =3KΩ不变,但RF接入V1的基极,会出现什么情况?实验验证之。
4)画出上述各步实验的波形图。
3.测放大器频率特性1)将图3.1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。
2)保持输入信号幅度不变逐步增加频率,指导波形减小为原来的70%,此时信号频率即为放大器FH。
3)条件同上,但逐渐减小频率,测得fL。
4)将电路闭环,重复1~3步骤,并将结果填入表3.2。
五、实验报告1.将实验值与理论值比较,分析误差原因。
2.根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。
实验四 负反馈放大器一. 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. 预习要求1.复习教科书中有关负反馈的内容,负反馈放大器的工作原理。
2.掌握输入、输出电阻的测量方法、测量步骤。
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.负反馈对放大器放大倍数的影响 负反馈放大器由基本放大器和反馈网络组成, 如图1所示。
图中的X 表示信号,它即可代表电压又可 代表电流,箭头表示信号传输的方向。
反馈网络 图1 负反馈放大器的组成框图从输出信号o X 中取出反馈信号f X ,使f X 与外加输入信号i X 相叠加,得到净输入信号di X 。
对于负反馈来说: di X = iX -f X (1) 上式中,i X 与f X 的相位相同,故di X < iX 。
从图中可以看出,基本放大器(无反馈时)的放大倍数A(开环放大倍数)和反馈网络的反馈系数F 分别为: dio X X A= (2) ofXX F= (3)反馈放大器的放大倍数fA (闭环放大倍数)为: io f X X A = (4) 联立求解式(1)、(2)、(3)、(4)便得到闭环放大倍数的一般表达式。
F AA A f +=1 (5) A是在无反馈时,需考虑负载电阻R L 和反馈网络的负载作用时基本放大器的放大倍数。
从式(5)可知,加入负反馈后,放大器的放大倍数减小到开环放大倍数的1/(1+A F )倍。
(1+AF )称为反馈深度。
当A F >>1,称为深度负反馈,此时: FA f 1≈= 放大器的放大倍数只由反馈系数F决定,与晶体管的参数无关。
2. 负反馈的基本类型根据反馈网络在放大器输出端的取样信号是电压还是电流,负反馈可分为电压负反馈 和电流负反馈,根据反馈信号在放大器的输入端与输入信号是串联还是并联,负反馈又可分为串联负反馈和并联负反馈。
负反馈放大器实验报告
本实验旨在通过实际操作,了解负反馈放大器的工作原理和性能特点,同时掌
握相应的实验技术和方法。
在实验中,我们使用了负反馈放大器电路,通过测量电压增益、频率响应和失调电压等参数,对负反馈放大器的性能进行了评估和分析。
首先,我们搭建了负反馈放大器电路,并根据实验要求选择了合适的电阻和电
容数值。
随后,我们进行了直流工作点的测量和调整,确保电路正常工作。
在这一过程中,我们注意到负反馈放大器相对于非负反馈放大器具有更稳定的直流工作点,能够减小器件参数的影响,提高放大器的稳定性和可靠性。
接下来,我们进行了交流性能的测试。
通过输入信号的变化,我们观察到负反
馈放大器的电压增益随着频率的增加而逐渐减小,且相位特性较为平稳。
这表明负反馈放大器能够有效地抑制频率特性的变化,提高整个放大器的频率响应。
在实验过程中,我们还测量了负反馈放大器的失调电压,并对其进行了分析。
我们发现,负反馈放大器的失调电压明显减小,这与负反馈的作用原理相吻合。
负反馈能够通过比例放大器和反馈网络的配合,抑制失调电压的产生,提高放大器的线性度和稳定性。
综合实验结果,我们得出了以下结论,负反馈放大器相对于非负反馈放大器具
有更好的直流工作点稳定性、频率响应特性和失调电压表现。
负反馈放大器在实际应用中能够有效地提高放大器的性能和可靠性,是一种重要的放大器结构。
总之,通过本次实验,我们深入理解了负反馈放大器的工作原理和性能特点,
掌握了相关的实验技术和方法。
这对我们今后的学习和科研工作具有重要的指导意义,也为我们进一步深入研究和应用负反馈放大器奠定了坚实的基础。
实验四负反馈放大器的设计与测试一.实验目的1.加深理解放大器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.学会根据给定的技术指标要求设计两级负反馈放大器。
3.进一步熟悉放大器各项性能指标的测量方法。
二.实验原理所谓负反馈,就是以某种方式从输出端取出信号,再以一定的方式加到输入回路中,并且是所加信号极性与原输入极性相反。
根据取出信号和加到输入回路联结方式的不同,负反馈可分为四大类:电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。
在实际应用中,判断负反馈的类型,可通过考察反馈信号的取得和与输入的联接方式来进行。
若反馈信号直接取自输出电压,则为电压负反馈;若反馈信号直接取自输出电流,则为电流负反馈;若反馈信号直接加到输入端,则为并联负反馈;若反馈信号与输入信号是串联在输入回路中,则为串联负反馈。
负反馈在电子电路中的应用非常广泛,虽然它使放大器的放大倍数降低,但能在众多方面改善放大器的性能指标,如稳定放大倍数、改变输入电阻和输出电阻、减少非线性失真和展宽通频带等。
具体的性能影响如下:降低放大倍数:A f=A/(1+FA),当|1+AF| 》1时,A f≈1/F;改变输入电阻:对于串联负反馈,提高了|1+AF|倍,r if=r i|1+AF| ;对于并联负反馈,降低了|1+AF|倍,r if=r i/ |1+AF| ;改变输出电阻:对于电压负反馈,降低了|1+AF|倍:r of =r o / |1+A'F|,A'=A |R L=∞;对于电流负反馈,提高了|1+A "F|倍,r of=r o / |1+A "F|,A "=A |R L =0;稳定放大器倍数:负反馈放大倍数的稳定性提高了(1+AF)倍,△A f / A f=(△A f/A)/( 1+AF)减少了非线形失真:输出产生非线形失真的谐波信号降低了|1+AF|倍。
1.实验的负反馈放大器如图4-1所示,它是一个两级阻容耦合电压串联负反馈放大器,各电路参数由实验者根据给定技术指标要求自行设计。
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。
实验四负反馈对放大器性能的影响
一、实验目的
1、近一步熟悉放大器有关参数的测量方法。
2、验证负反馈降低电压放大倍数的结论。
二、实验器材
(1)直流稳压电源;(2)低频信号发生器;(3)数字万用表;(4)通用示波器;(5)实验线路板;(6)三极管3DG6两只,电位器、电阻、电解电容器如图所需。
三、实验内容与步骤
1、按实验图4在线路板上装接好电路。
2、调整好直流工作点。
本实验第一级的静态工作点已固定,只需调整第二级的静态工作点。
将放大器输入端接地,调整RP使V2管的集电极电流I C2和
V1管的集电极电流I C1近视相等。
(约1.5mA)
3、将输入信号频率调至1KH Z,电压Ui=2mV,输出端接负载电阻R L=3KΩ,
从负载上取出U o送示波器的Y输入端,观察输出信号波形有没有失真,若有失真可调RP。
4、不接负反馈时,用毫负表测出Uo,并根据Au=Uo/Ui计算开环电压放大倍数。
5、接上负反馈,用毫负表测出加电压负反馈以后的输出电压,并根据
A`u=U`o/Ui测算出闭环电压放大倍数。
将上述测量结果填入表1中。
1、什么是负反馈?负反馈对放大器性能有何影响?
2、如果改变输入信号大小,波形发生失真,然后加负反馈观察波形变化情况。
实验四 负反馈放大器一、测量静态工作点(V )B U (V )E U (V )C U (mA )C I 第一级第二级二、测量基本放大器的各项性能指标1.中频电压放大倍数、输入电阻和输出电阻Hz 1000=f mV5=S U (mVS U )(mVi U )(V )L U (V )O U VA (KΩi R )(KΩO R )2.测量通频带mV5=S U (KHz )L f (KHz )H f (KHz )f ∆三、测量负反馈放大器的各项性能指标1.测量电压放大倍数、输入电阻和输出电阻Hz 1000=f mV10=S U (mV S U )(mVi U )(V )L U (V )O U VfA (KΩif R )(KΩOf R )2.测量通频带mV10=S U (KHz )Lf f (KHz )Hf f (KHz )f f ∆说明:1.调节并测量放大器的静态工作点、、、等参数时,输入的正弦信号必须断开。
C I B U E U C U i U 2.测量静态工作点时,必须使用数字万用电表的直流档(电流档、电压档)。
3.测量放大器的输入输出信号的有效值时,必须使用数字交流毫伏表。
4.为了测量思路的清晰,一般情况下,示波器的通道1“CH1”用于观察输入信号或S U 波形,通道2“CH2”用于观察输出或波形。
同理,数字交流毫伏表的通道i U O U L U 1“CH1”用于测量输入信号或的有效值,通道2“CH2”用于测量输出信号或S U i U O U 的有效值。
L U 5.在某一连续测量过程中,不必拆除电路中已接好的示波器和数字交流毫伏表的两个通道。
输入电阻:R U U U RU U I U R i S iR i i i i -===输出电阻:由得O L O LL U R R R U +=LLO O R U U R )1(-=图1 通频带图2 输入、输出电阻测量原理图3 负反馈放大器图4 基本放大器实验原理与步骤一、原理1.闭环电压放大倍数(本实验所用负反馈电路为电压串联负反馈)VV VVf F A A A +=12.反馈系数11F f F V R R R F +=3.输入电阻iV V if R F A R )1(+=3.输出电阻其中为基本放大器时的电压放大倍数VVO OOf F A R R +=1VO A ∞=L R 4.由负反馈放大器向基本放大器变换的依据与方法(1)基本放大器的输入回路:由于负反馈电压由输出电压取样得来,反馈电压是输出电压的一1F R u O u 部分,故是电压反馈。
负反馈实验报告负反馈放大器实验报告实验四负反馈放大电路一、实验目的(1)加深理解负反馈对放大电路各性能参数的影响(2)掌握反馈放大电路性能指标的测试方法二、实验仪器双综示波器、信号发生器、3位半数字万用表、AC毫伏表,直流电源三、实验内容及步骤1、按图搭接电路,连接开环原理实验线路,即不接反馈电容C6和电阻Rf线路。
接线应尽可能短,接通+12直流工作电源。
电路图:2、调整静态工作点①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实验三一样。
先将RP2调到最小或者1KΩ左右,然后调节RP1使Uce1约为5~6V,再调RP2使Uce2约为6~7V。
断开第一级晶体管的连线,串入数字多用表(电流档)测量IC1,断开第二级电极连线,测量IC2,将测量结果填入下表中②输入端US加入1KHz幅度100~300mV的交流信号。
微调电位器RP1和RP2,用示波器两个通道同时观察UO1和UO2输出波形,使UO1不失真,UO2输出波形为最大不失真。
将数据填入下表中。
仿真后的波形图:3、负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试(1)开环电路,把以上调好的数据Ui、UO1和U02用交流毫伏表进行测量,读书填入表4-3中,根据社测值计算开环放大倍数和输第一文库网出电阻R0。
(2)闭环电路①按图接通Rf,调整Rf按要求调整电路。
②调节Rf=3KΩ,按要求测量并填表,计算AUf和输出电阻RO改变Rf的大小,重复上述实验。
③④根据实测结果,验证AUf≈1÷F。
讨论负反馈电路的带负载能力。
仿真图表5-34、观察负反馈对非线性失真的改善作用①将图5-1电路中的RF 断开,形成开环,调节信号源的输出幅值,逐步加大Ui,示波器观察放大电路的输出信号波形,使出现适当失真为之(注意失真不要过大),记录此时的输入信号幅值。
Ui=3.697mV ②再将电路中的RF接上,有形成闭环,观察示波器中输出信号波形的变化,并适当的继续加大输入信号幅值Ui,使放大电路输出信号接近开环时输出失真的程度,在记录此时输入信号的幅值,并和步骤①开环进行比较,是否验证了负反馈改善了电路的失真。
电工电子实验报告学生姓名:朱光耀学生学号:201324122225 系别班级:13电气2报告性质:课程名称:电工电子实验实验项目:负反馈放大器实验地点:实验楼206 实验日期:11月23号成绩评定:教师签名:实验四 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VV VVf 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。
图4-1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器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R L =∞时的电压放大倍数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。
实验二 晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、 学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、实验原理图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻R E ,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i 后,在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反,幅值被放大了的输出信号u 0,从而实现了电压放大。
图2-1 共射极单管放大器实验电路在图2-1电路中,当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流I B 时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算CC B2B1B1B U R R R U +≈U CE =U CC -I C (R C +R E ) 电压放大倍数beLC V r R R βA // -= 输入电阻R i =R B1 // R B2 // r be 输出电阻 R O ≈R C由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。
一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此,除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,应在输入信号u i =0的情况下进行, 即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。
实验四负反馈放大器(1)实验二晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、实验原理图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻R E,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i后,在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反,幅值被放大了的输出信号u0,从而实现了电压放大。
图2-1 共射极单管放大器实验电路在图2-1电路中,当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流I B 时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算 CC B2B1B1B U R R R U +≈U CE =U CC -I C (R C +R E ) 电压放大倍数beL C V r R R βA // -=输入电阻R i =R B1 // R B2 // r be 输出电阻 R O ≈R C由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。
一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此,除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
CEBEB E I R U U I ≈-≈1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,应在输入信号u i =0的情况下进行, 即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。
一般实验中,为了避免断开集电极,所以采用测量电压U E 或U C ,然后算出I C 的方法,例如,只要测出U E ,即可用 E E E C R U I I =≈算出I C (也可根据CCCC C R U U I -=,由U C 确定I C ), 同时也能算出U BE =U B -U E ,U CE =U C -U E 。
为了减小误差,提高测量精度,应选用内阻较高的直流电压表。
2) 静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C (或U CE )的调整与测试。
静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时u O 的负半周将被削底,如图2-2(a)所示;如工作点偏低则易产生截止失真,即u O 的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图2-2(b)所示。
这些情况都不符合不失真放大的要求。
所以在选定工作点以后还必须进行动态调试,即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ,检查输出电压u O 的大小和波形是否满足要求。
如不满足,则应调节静态工作点的位置。
(a) (b)图2-2 静态工作点对u O波形失真的影响改变电路参数U CC、R C、R B(R B1、R B2)都会引起静态工作点的变化,如图2-3所示。
但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点,如减小RB2,则可使静态工作点提高等。
图2-3 电路参数对静态工作点的影响最后还要说明的是,上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的,应该是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。
所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。
如需满足较大信号幅度的要求,静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
2、放大器动态指标测试放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压(动态范围)和通频带等。
1) 电压放大倍数A V 的测量调整放大器到合适的静态工作点,然后加入输入电压u i ,在输出电压u O 不失真的情况下,用交流毫伏表测出u i 和u o 的有效值U i 和U O ,则 iV U U A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、直流电压表6、直流毫安表7、频率计8、万用电表9、晶体三极管3DG6×1(β=50~100)或9011×1 (管脚排列如图2-7所示)电阻器、电容器若干 四、实验内容实验电路如图2-1所示。
各电子仪器可按实验一中图1-1所示方式连接,为防止干扰,各仪器的公共端必须连在一起,同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线,如使用屏蔽线,则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。
1、调试静态工作点接通直流电源前,先将R W调至最大,函数信号发生器输出旋钮旋至零。
接通+12V电源、调节R W,使I C=2.0mA,用直流电压表测量U B、U E、U C及用万用电表测量R B2值。
记入表2-1。
表2-1 I C=2mA测量值计算值U B (V)UE(V)UC(V)RB2(KΩ)UBE(V)UCE(V)IC(mA)2、测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号u S,调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压U i 10mV,同时用示波器观察放大器输出电压u O波形,在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的U O值,并用双踪示波器观察u O和u i的相位关系,记入表2-2。
表2-2 Ic=2.0mA U i= mVRC (K Ω)RL(KΩ) Uo(V) AV观察记录一组u O和u1波形2.4 ∞2.4 2.43、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置R C=2.4KΩ,R L=∞,U i适量,调节R W,用示波器监视输出电压波形,在u O 不失真的条件下,测量数组IC和UO值,记入表2-3。
表2-3R C=2.4KΩ R L=∞ U i=mVIC(mA) 2.0UO(V)AV测量I C时,要先将信号源输出旋钮旋至零(即使U i=0)。
4、观察静态工作点对输出波形失真的影响置R C=2.4KΩ,R L=2.4KΩ, u i=0,调节R W使I C=2.0mA,测出U CE值,再逐步加大输入信号,使输出电压u0足够大但不失真。
然后保持输入信号不变,分别增大和减小R W,使波形出现失真,绘出u0的波形,并测出失真情况下的I C和U CE值,记入表2-4中。
每次测I C和U CE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。
表2-4 R C=2.4KΩ R L=∞ U i=mVI C (mA) UCE(V) u0波形失真情况管子工作状态2.0五、实验总结1、列表整理测量结果,并把实测的静态工作点、电压放大倍数与理论计算值比较,分析产生误差原因。
2、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。
实验四负反馈放大器一、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VV VVf 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4-1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器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R L =∞时的电压放大倍数三、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、频率计5、交流毫伏表6、直流电压表7、晶体三极管3DG6×2(β=50~100)或9011×2电阻器、电容器若干。
四、实验内容1、测量静态工作点按图4-1连接实验电路,取U CC=+12V,U i=0,调整RW1使I c1为1.5mA, 调整RW2使U c2为6.5V,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4-1。
表4-12、测试基本放大器的各项性能指标1)测量中频电压放大倍数A V,输入电阻R i和输出电阻R O。
①以f=1KHZ,U S约5mV正弦信号输入放大器,用示波器监视输出波形uO ,在uO不失真的情况下,用交流毫伏表测量US、Ui、UL,记入表4-2。
表4-2②保持U S不变,断开负载电阻R L(注意,R f不要断开),测量空载时的输出电压U O,记入表4-2。
2)测量通频带接上R L,保持1)中的U S不变,然后增加和减小输入信号的频率,找出上、下限频率f h和f l,记入表4-3。
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4-1的负反馈放大电路。
适当加大U S(约10mV),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4-2;测量fhf 和fLf,记入表4-3。
表4-3*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。
五、实验总结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。
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。
六、预习要求1、复习教材中有关负反馈放大器的内容。
实验五集成运算放大器的基本应用一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。