反馈放大电路的特性分析与仿真要点

两级阻容耦合负反馈放大电路Multisim仿真分析一、实验目的:1.学习利用Multisim电子线路仿真软件构建自己的虚拟实验室。

2.学习多级共射极放大电路及其静态工作点、放大倍数的调节方法。

3.掌握多级放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性的测量方法。

4.加深对负反馈放大电路放大特性的理解。

5.研究负反馈对放大电路各项性能指标的影响。

二、实验原理：反馈形式：电压串联负反馈三、实验内容：1.直流工作点分析择节点5、6、7、8、9、13作为输出节点，对开环和闭环电路仿真得到相同的输出结果2.负反馈对放大电路性能的影响主要有五个方面1.降低放大倍数2.提高放大倍数的稳定性3.改善波形失真4.展宽通频带5.对放大电路的输入电阻和输出电阻的影响2.1放大电路稳定性分析在电路输入端5、输出端10同时接入交流电压表，按B键选择有无引入负反馈，按A 键选择有无负载电阻R9接入。

表1 输出电压与电压放大倍数的测量结果U o、A u的测量J1U i (mV) U o (mV) A u= U o /U i无反馈（J2断开）断开97.207 2030 20.883 闭合105.452 1524 14.452负反馈（J2闭合）断开30.563 446.583 14.612闭合37.128 414.451 11.163从而稳定了电压放大倍数。

此外，基本放大电路在空载和负载状态下，得到的输出电压相差很大，而接入负反馈后，负载接入与否对输出电压影响很小。

2.2非线性失真分析按B键断开开关S2使电路处在开环状态，双击示波器观察输出波形。

如图所示，调节信号源电压的幅值（频率不变），使输出波形出现非线性失真，在输出端利用失真度测试仪测得其失真系数为18.484%。

开关S2闭合引入负反馈，可见输出波形幅度减小，失真度测试仪显示失真系数为0.158%，因此引入负反馈后非线性失真得到明显改善。

(a)开环输出电压非线性失真 (b)电压串联负反馈失真减小2.3 幅频特性分析打开S2开关，选择simulate→analyses→AC Analysis，在弹出的对话框的“Prequency Parameters”选项卡中将“开始频率”和“终止频率”分别设置为1Hz和1GHz，在“Output”选项卡中选择输出节点10进行仿真，得到无反馈的频率特性。

EDA设计(一) 实验报告——实验一单级放大电路的设计与仿真一．实验内容1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率2kHz(峰值5mV) ，负载电阻Ω，电压增益大于50。

2.调节电路静态工作点，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。

3.调节电路静态工作点，要求输入信号峰值增大到10mV电路输出信号均不失真。

在此状态下测试：①电路静态工作点值；②三极管的输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值；③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；④电路的频率响应曲线和f L、f H值。

二．单级放大电路原理图单级放大电路原理图三．饱和失真、截止失真和不失真1、不失真不失真波形图不失真直流工作点静态工作点：i BQ=, i CQ=, v CEQ=2、饱和失真饱和失真电路图饱和失真波形图饱和失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=3、截止失真截止失真电路图截止失真波形图截止失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=四．三极管输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值1、β值静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=V BEQ=β=i C/i B=2、输入特性曲线及r be值:由图：dx=，dy=r be=dx/dy=输入特性曲线3、输出特性曲线及r ce值:由图dx=, 1/dy=r ce=dx/dy=输出特性曲线五．输入电阻、输出电阻和电压增益1、输入电阻测输入电阻电路图由图：v= ，i=μAR i=v/i=μA=Ω2、输出电阻测输出电阻电路图1测输出电阻电路图2 由图：v o’= v o=R o=(v o’/v o-1)R L==Ω3、电压增益测电压增益电路图由图可得A V=六．幅频和相频特性曲线、f L、f H值由图可得f L= f H=Δf= f H - f L=七．实验结果分析1、R iR i理论=[r be+(1+β)R E]//R b1//R b2 =[2976+(1+220)x10]//127k//110k=ΩE1=、R oR o理论=R c=3 kΩE2=/3=1%3、AvI E理论=V B/R E=[ V cc R5/(R2+R5)]/( R6+R1)=[10x110/(127+110)]/2010=r be理论=200+26(1+β)/ I E =2976ΩAv理论=β(R C//R L)/[ r be+(1+β)R E]=220(3kΩ//Ω)/[2976+(220+1)x10]= E3=、V1=10mV时，会出现失真，但加一个小电阻即可减少偏差。

《模拟电子技术》教案实验八心电放大电路分析与仿真【教学主要内容】心电放大电路分析与仿真【教学目的与要求】1、分析并仿真心电放大电路；2、爱护工具、器材、整理、清洁、习惯与素养。

【教学重点与难点】重点：1、运算放大器的性能特点及理想运算放大器的特点；2、同相和反相比例运算电路的电路组成和比例运算关系；难点：1、用multisim软件对电路进行仿真实验；2、同相和反相比例运算电路的电路组成和比例运算关系；3、运算放大器的性能特点及理想运算放大器的特点。

【教学准备】机房、教案、授课计划、教学大纲等【教学后记】【复习旧课】（5分钟）1、整理课堂秩序【引入新课及讲授新课】（65分钟）1、人体心电信号的特点：1）、信号具有近场检测的特点，离开人体表微小的距离，就基本上检测不到信号。

2）、心电信号通常比较微弱，至多为mV量级。

3）、属于低频信号，且能量主要在几百赫兹以下。

4）、干扰特别强。

5）、干扰信号与心电信号本身频带重叠。

2、采集电路的设计要求1）、信号放大时必备环节，而且应将信号提至A/D输入口的幅度要求，即至少为V 的量级。

2）、应尽量削弱工频干扰等影响。

3）、应考虑因呼吸等引起的基线漂移问题。

4）、信号频率不高，通频带通常是满足要求的，但应考虑输入阻抗、线性、低噪声等因素。

一、实验步骤1 采集电路设计分析过程1．1 前级放大电路设计由于人体心电信号的特点，加上背景噪声较强，采集信号时电极与皮肤间的阻抗大且变化范围也较大，这就对前级(第一级)放大电路提出了较高的要求，即要求前级放大电路应满足以下要求：高输入阻抗；高共模抑制比；低噪声、低漂移、非线性度小；合适的频带和动态范围。

为此，选用Analog公司的仪用放大器AD620作为前级放大(预放)。

AD620的核心是三运放电路(相当于集成了三个OP07运放)，其内部结构如图1所示。

该放大器有较高的共模抑制比(CMRR)，温度稳定性好，放大频带宽，噪声系数小且具有调节方便的特点，是生物医学信号放大的理想选择。

目录摘要 (2)关键词 (2)Abstract (2)Keywords (2)一、引言 (3)1.1研究本课题的重要性 (3)1.2集成电路产业简介 (3)1.3 PSPICE软件的介绍 (3)二、放大电路介绍 (6)三、放大电路的设计与仿真 (10)3.1电路设计框图 (10)3.2 电路版图 (10)3.3局部电路分析 (11)3.4直流分析 (12)3.4.1直流工作点分析 (12)3.4.2温度对静态工作点的影响 (13)3.5瞬态分析 (14)3.6交流分析 (15)3.6.1输入电阻 (16)3.6.2输出电阻 (16)3.6.3放大电路的频响特性及其增益 (17)四、心得体会 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)电压串联负反馈放大电路的设计与仿真摘要：主要对电压串联负反馈放大电路进行了设计与仿真，主要利用其放大功能。

该放大器主要分为4个部分：输入级、中间级、输出级以及负反馈回路。

其主要核心思想是利用电压负反馈减小增益改变对电路频率特性的影响，同时获得较好的放大效果。

通过PSPICE 软件对其进行直流分析、瞬态分析、交流分析等等。

关键词：晶体管；放大器；电路设计；PSPICEAbstract: the main voltage series negative feedback amplifying circuit design and simulation, mainly use the zoom feature. That amplifier comprises 4 major components: input level, intermediate output, level and negative feedback circuit. Whose main core idea is using voltage negative feedback reduces the gain change effects on circuit frequency characteristics, both better Zoom effect. By PSPICE software on its DC analysis, AC analysis, transient analysis, and so on.Keywords:transistors; amplifier circuit design; PSPICE1 / 28一、引言1.1研究本课题的重要性随着微电子技术、大规模集成电路和电子计算机计算的快速发展、电路设计规模的扩大、电路复杂程度的加深，传统的电路设计方法已经不能满足现代电路设计的要求。

负反馈放大电路设计实验报告无07 李杭 2010011147一.实验目的（1）通过实验，学习并初步掌握负反馈放大电路的设计及电路安装、调试方法。

（2）学习用CAD 工具PSpice （或EWB ）设计较复杂电路的方法。

（3）深入理解负反馈对放大电路性能的影响。

（4）巩固放大电路主要性能指标的测度方法。

二.实验任务按实验室给定的晶体管型号、参数以及电阻、电容系列值，设计一个负反馈电压放大电 路。

其输入、输出采用电容耦合。

设负载电阻2.2 R L = k Ω ，信号源内阻50 R S = Ω。

主要性能要求如下：vf i o A 40(10%)10R 15k R 10010,?1L H f Hz f MHz =±≥Ω≤Ω≤ ≥，反馈深度不低于，频率响应。

三.实验原理（1）负反馈的类型根据输入端基本放大电路和反馈网络的连接方式有并联和串联2 种，输出端取样方式 有电压取样和电流取样2 种，所以负反馈放大电路有4 种类型，即：电压串联负反馈、电 压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。

（2）负反馈对放大电路性能的影响①负反馈降低增益 ②负反馈提高增益稳定性 ③负反馈影响输入输出电阻④负反馈展宽频带⑤负反馈改善非线性失真（3）消除自激的方法①加入补偿电容。

缺点：对放大电路的频率响应的影响很大。

只是要想实现放大电路的稳定，必然要牺牲一部分频带的指标。

②在射极跟随器的基极串入电阻抵消负阻效应。

对放大电路的频率特性有影响。

判断是否是由于负阻效应引起的振荡可以把示波器的探头的衰减器从´1档变为´10档，如果振荡减弱即是由于负阻引起的。

③电路要有良好的接地，尽量加粗接地线，消除干扰信号通过地线引起的影响。

这个方法只对设计印刷电路板有指导作用。

④插入电源去耦电路，抵消反馈的影响。

这种方法是最有效的，且是对放大电路的性能指标影响最小的。

⑤消除外界干扰。

如果前面的措施都解决不了的时候，就要考虑振荡的根源不是出自于自身，而是由外界传入的。

结合proteus8仿真，运算放大器理解与学习初学运算放大器时，真是一知半解，完全搞不清楚啥是啥。

后来从事硬件工作后，运算放大器的应用非常广泛，所以结合Proteus8仿真软件重新整理了一下运算放大器基本电路的工作原理，并结合仿真结果对其进行分析。

在本文的学习中，不再对运算放大器进行废话连篇的“上至五千年回顾，下至八百年展望”套路表述，我们直接进入正题，有不足或不对之处，恳请批评指正，不胜感激！本文将从以下几个方面展开：一、运算放大器的结构和其两大特性（“虚短”“虚断”）；二、运算放大器基本电路原理分析和仿真结果；一、运算放大器的结构和其两大特性（“虚短”“虚断”）为理解方便和考虑初学时减少难度，在此不详细介绍运算放大器的内部结构，经典uA741运放内部结构简图如图1所示，放大器内部主要由三极管组成；电路符号如图2所示。

其经典之处是由于4、7引脚接入正负电源，即使没有负反馈（偏置电路）也可保证6引脚的输出电压不会被无限放大，以确保电路安全。

I+ U+I- U-图 1 uA741运放内部结构简图图 2 uA741电路符号正是由于其内部结构，才使得运算放大器有“虚短”和“虚断”两大特性。

理解这两点将对电路分析有至关重要的作用。

如图2中，“2”引脚为反相输入端，“3”引脚为同向输入端。

“虚断”是指输入阻抗（可理解为电阻）非常大，即从“2”“3”引脚输入的电流几乎为0（在下面的仿真中将会验证），“虚短”是指“2”“3”引脚之间几乎无压降，即如果暂时无法从内部电路图理解这两个特性也没关系，只要在我们电路分析时会正确运用即可。

二、运算放大器基本电路原理分析和仿真结果；拿到一个原理图，我们首先要判断是反向放大器还是同相放大器，判断的依据很简单，就是看信号是从同相端（“3”引脚）还是从反相端（“2”引脚）输入，从同相端输入，即为同相放大器。

根据以下几个仿真实例，认认真真的弄明白后，相信你就能基本掌握放大器基本电路原理和分析方法，即使以后遇到再复杂的电路都能迎刃而解。

实验四EWB的使用和放大电路的计算机仿真实验目的：1、学习电子线路的计算机仿真软件EWB的使用方法；2、用EWB对胆管放大件路瞬态特性频率特性进行计算机仿真。

实验内容：1、学习和练习在EWB环境下绘制单管放大电路的电路图，电路同实验三；2、学习和使用EWB的交流频率分析功能，对单管放大电路的幅频和相频特性进行计算机仿真，记录放大电路的下限频率f L和上限频率f H，并绘制出幅频和相频特性曲线。

3、在发射级与地之间接一个100 电阻，再做交流频率分析，与第2项实验结果比较。

实验步骤：在multisim环境下的电路仿真简介：设置节点名设置节点名的作用是便于分析节点的静态信息用于静态分析，同时也便于根据节点的动态信息做幅频和相频曲线。

做如图所示的操作：弹出以下窗口后，选中Show All即可：分析静态工作点：做如图所示操作：弹出如下窗口：选中节点名，再点击Add，即可进行添加。

幅频和相频特性的仿真做如下图操作：弹出窗口如下，参数调整到图中所示，选择合适的节点后点击simulate即可。

1、学习和练习在EWB环境下绘制单管放大电路的电路图①在multisim软件环境下绘出单管放大电路：如图在电路中，取交流电流源为5mV，1000Hz，两个电容C1=C5=33μF，取电阻R1=100KΩ，R2=900KΩ，R3=R4=3KΩ。

其中R2本为点位器，通过测试得当R2=900KΩ时，电路工作在稳定的静态工作点。

绘制好的电路图如下图所示：此时的静态工作点为合适的，可通过计算机仿真得到静态工作点即示波器波形：将交流源的参数改变为10mF，电路出现顶部失真，即截止失真，由计算机仿真得到静态工作点和示波器波形如下：若要使电路底部失真，即饱和失真，则需要改变静态工作点，这里讲R2的值由900KΩ改变为400KΩ，由计算机仿真得到静态工作点和示波器波形如下：2、学习和使用EWB的交流频率分析功能，对单管放大电路的幅频和相频特性进行计算机仿真，记录放大电路的下限频率f L和上限频率f H，并绘制出幅频和相频特性曲线。