下载文档原格式
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。
负反馈放大器实验报告概述：本次实验旨在研究负反馈放大器的工作原理和性能特点。
负反馈放大器是一种常用的电子元件，其通过引入反馈信号来控制放大器的增益，以提高放大器的稳定性、线性度和带宽等性能指标。
本报告将对负反馈放大器的基本原理、实验设备、实验步骤、实验结果及分析进行描述和总结。
一、实验原理负反馈放大器是通过将放大器的输出信号与输入信号之间构成一个反馈电路，利用反馈电流或电压进行联动的一种放大器。
在负反馈放大器中，输出信号被送回到输入端，与输入信号进行比较，通过调整反馈网络的参数，使得输出信号与输入信号之间的差异最小化，从而实现放大器的稳定性和线性度的提高。
二、实验设备本次实验使用的设备有：1. 功率放大器电路板2. 函数信号发生器3. 示波器4. 电流表5. 电压表6. 电阻、电容等元器件三、实验步骤1. 搭建电路：根据实验要求，按照电路图、实验指导书中的指导，搭建负反馈放大器电路。
2. 连接仪器：将函数信号发生器的输出端与负反馈放大器的输入端连接，将负反馈放大器的输出端与示波器的输入端连接，将电流表和电压表分别连接到负反馈放大器的适当位置。
3. 设置参数：根据实验要求，逐步调整函数信号发生器的频率和幅度，记录下输入信号和输出信号的数值。
4. 测量数据：使用示波器、电流表和电压表等仪器，对电路的输入信号、输出信号、电流和电压等进行测量，并记录下来。
5. 分析结果：根据实验数据，计算负反馈放大器的增益、输入输出阻抗、带宽等性能参数，并进行分析。
四、实验结果与分析通过测量和计算，得到负反馈放大器的增益为10倍，输入输出阻抗分别为10kΩ和1kΩ，带宽为10kHz。
这些数据表明，负反馈放大器在一定频率范围内能够进行有效的信号放大，同时具有较低的输入输出阻抗，能够适应不同的输入和输出设备。
通过分析数据，我们还可以发现在不同频率下，负反馈放大器的增益和带宽存在一定的关系，在较低频率下增益较高，而在较高频率下增益较低。
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 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。
因此可组合成四种类型的负反馈，分别为：电压串联负反馈，电流串联负反馈，电压并联负反馈与电流并联负反馈。
对于不同类型的负反馈，A 、F 和fA 具有不同的含义，分别为：dio uU U A= 开环电压放大倍数 电压串联负反馈： ofuUU F = 电压反馈系数 io ufU U A= 闭环电压放大倍数 di o g U I A = 开环互导放大倍数 电流串联负反馈： of r IUF = 互阻反馈系数 io gf U I A = 闭环互导放大倍数dio rI U A= 开环互阻放大倍数 电压并联负反馈： ofgUI F = 互导反馈系数 io rf I U A = 闭环互阻放大倍数 dio i I I A = 开环电流放大倍数 电流并联负反馈： ofiII F = 电流反馈系数 io if I I A = 闭环电流放大倍数 3． 负反馈对放大器输入电阻的影响负反馈对放大器输入电阻的影响，取决于反馈信号在放大器的输入端与净输入信号是 串联还是并联，而与输出端的取样信号无关。
（1）串联负反馈使输入电阻增大图2是串联负反馈放大器的方框图，按照输入电阻的定义，由该图可得：i di di i f di i i if I U F A U I U U I U R +=+==i idi R F A F A I U )1()1( +=+= （6） 式（6）表明，加了串联负反馈后，放大器的输入电阻比未加反馈时增大了（1+F A） 倍，其中A、F 的含义与反馈类型有关，若是电压串联负反馈，则；i u u if R F A R )1( += 若是电流串联负反馈，则： i r g if R F A R )1( += 由于串联负反馈放大器的输入电阻比未 加反馈时增大了（1+F A）倍，因此串联负 反馈常常用在需要提高输入电阻的电路中。
（2）并联负反馈使输入电阻减小 图2 串联负反馈放大器的方框图图3是并联负反馈放大器的方框图，其输入电阻为：)1()1(F A R I F A U I F A I U I I U I U R i diidi di i f di i i i if +=+=+=+==（7）所以，并联负反馈放大器的输入电阻 比未加反馈时减小了1/（1+F A）倍。
在 需要低输入电阻的的电路中，可以采用并 联负反馈。
A、F 的含义同样与反馈类型 有关，若是电压并联负反馈，则： )1(g r iif F A R R +=图3 并联负反馈放大器的方框图 若是电流并联负反馈，则： )1(iif F A R R +=4．负反馈对输出电阻的影响 负反馈对放大器输出电阻的影响，U 取决于对输出信号的取样是电流还是 2电压，而与输入端的反馈形式无直接 关系。
由于电压负反馈是对输出电压 取样，因此，这种反馈能使输出电压 保持稳定。
也就是说引入电压负反馈 后，放大器的输出电阻变小了。
当负 图4 求电压负反馈放大器输出电阻的方框图载R L 发生变化时，输出电压就能保持稳定。
而电流负反馈是对输出电流取样，这种负反馈能使输出电流保持稳定。
也就是说引入电流负反馈后，放大器的输出电阻变大了。
当负载R L 发生变化时，输出电流就能保持稳定。
（1）电压负反馈使输出电阻减小求电压负反馈放大器输出电阻的方框图如图4所示。
图中oA 是不接负载R L 时基本放大器的放大倍数，A是接上负载R L 时基本放大器的放大倍数。
图中的放大器不接负载R L ，同时放大器的输入端不加信号（0=iU ）。
图中的反馈网络是一个单纯起反馈作用的网络，其负载作用已被提入到开环放大器中。
因此，这个反馈网络只从放大器的输出端获得取样信号。
由于是电压负反馈，因此，这个反馈网络只是对放大器的输出电压取样，而不取电流。
当输出端外加电压2U 后，若不加负反馈，则：0=f U ，0=-=f di U U ，0=di o U A 。
所以输出电阻为： 22IU R o =引入负反馈后，在输入回路中虽然外加输入信号0=iU ，但有反馈电压2U F U f =加到输入端，此时放大器的净输入信号2U F U U f di -=-=，与此相应，在放大器的输出回路中存在着与diU 对应的等效电压源di o U A =2U F A o -，此时输出回路中的电流： oo oo odi o R F A U R U F A U R U A U I )1(22222+=+=-= 因此，电压负反馈放大器的输出电阻为： )1(22F A R I U R o o of +==（8） 由（8）式可以看出，电压负反馈使输出电阻降低了)1(F A o +倍。
其中o A 、F 的含义)1(u ou oof F A R R +=2 若是电压并联负反馈，则： )1(g or oof F A R R +=（2）电流负反馈使输出电阻增大 求电流负反馈放大器输出电阻的 方框图如图5所示。
图5 求电流负反馈放大器输出电阻的方框图图中s A 是负载R L 短路时基本放大器的放大倍数，外加输入信号0=i I ，基本放大器的净输入信号2I F I I f di -=-=，2U 是外加电压源。
基本放大器等效为一个等值内阻（等于基本放大器的输出电阻R o ）和一个恒流源并联。
恒流源的电流值等于基本放大器的短路输出电流（等于基本放大器的输入电流di I 和它的短路放大倍数sA 的乘积di s I A ）。
由图5可知，当输出端外加电压2U 后，若不加负反馈，则： 0=f I ，0=-=f di I I ，0=di s I A 。
此时，输出电阻为： 22IU R o =引入负反馈后，在输入回路中虽然外加输入信号0=iI ，但有反馈电流2I F I f =加到输入端，此时放大器的净输入信号2I F I I f di -=-=，与此相应，在放大器的输出回路中存在着与diI 对应的等效电流源2I F A I A s di s -=，由于是电流负反馈，反馈网络只从放大器的输出端获取电流，而不取电压。
因此：()()()o s o s o di s R F A I R I F A I R I A I U +=+=-=122222()o s ofR F A IU R +==122 （9） 式（9）说明，加了电流负反馈后，放大器的输出电阻比未加负反馈时增加了)1(F A s +倍。
s A 、F 的含义同样与反馈类型有关，若是电流串联负反馈，则： ()o r sg of R F A R +=1若是电流并联负反馈，则：()o i si of R F A R +=15．负反馈对放大器稳定性的影响由于晶体管参数及电源电压等的变化，都会引起放大器的输出电压（或电流）发生变化。
引入负反馈后，如果输出电压（或电流）增大，则反馈信号也增大，结果使净输入信号减小，输出也趋于减小，从而起到自动调节输出的作用。
考虑中频区的情况，此时放大器的交流参数为实数。
假定开环放大倍数变化了dA ，由于负反馈放大器的放大倍数为：)1(FA AA F += （10）22)1(1)1(11FA FA FA FA dA dA F +=+-+= 因此A F 的绝对变化量为： 2)1(FA dA dA F += （11）A F 的相对变化量为：AdAFA A dA F F ⋅+=11 （12） 由上式可见加入负反馈后，A F 的相对变化量比A 的相对变化量减小了（1＋FA ）倍。
6．负反馈对放大器频率响应的影响加了负反馈后，对于同样大小的输入信号，在中频区由于输出信号较大，因而反馈信号也较大，于是输入信号被削弱得较多，从而使输出信号降低较多，在高频区和低频区，由于输出信号较小，反馈信号也较小，输入信号也被削弱得较少，输出信号也降低较少。
这样一来，在高、中、低三个频区上的放大倍数就比较均匀，放大区的通频带也就被展宽了。
对单级负反馈放大器，其高频特性为：H HF f FA f )1(+= 低频特性为：FAf f LLF +=1 加了负反馈后，将使放大器的上限频率提高，下限频率降低，结果使整个通频带得到展宽。
一般放大器的ƒH >>ƒL ，所以通频带B 可近似用上限频率表示，没加负反馈前，放大器的通频带为： B = ƒH －ƒL ≈ ƒH加了负反馈后，放大器的通频带B F 为： B F ≈ (1+FA)B （13）7． 输入电阻与输出电阻的测量 （1）输入电阻的测量（用换算法求） 本实验采用换算法测量，输入电阻 测量的框图如图6所示。
在信号源与放大器之间串入一个已 知电阻R ，用交流毫伏表分别测出U s 和 U i ，因而输入回路的电流I i 为： RU U R U I i s Ri --==图6 输入电阻的测量框图 放大器的输入电阻R U U U I U R is ii i i ⋅-==（2）输出电阻的测量 输出电阻的测量框图如图7所示。
