负反馈放大电路的仿真及设计

２０１１年ｌ１月　第２９卷第６期　合肥师范学院学报　Ｊｏｕｒｎａ１　ｏｆ　Ｈｅｆｅｉ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ＮＯＶ￣２０１１　Ｖｏｌ＿２９　Ｎｏ．６　

负反馈放大电路稳定性的仿真分析与研究　

杨一军，　陈得宝，　邹　锋，　王孟杰，　方振国，　李　峥　

（淮北师范大学物理与电子信息学院，安徽淮北２３５０００）　

［摘要］对两级电压串联负反馈放大电路的相对稳定性，分别采用了微分形式、差分形式，以及所推导的适用于反馈系　数变化条件下的普遍公式进行了分析。结果表明：基本放大器增益变化△Ａ不大时，微分形式与差分形式计算结果基本一致；　反馈系数改变时，仅有所推公式成立；若△Ａ也较大，三种计算结果可以相差很大。另外即使△Ａ一０，由反馈系数的变化也能　形成较大反馈放大器增益的相对变化。　［关键词］负反馈；反馈系数；稳定性　［中图分类号］ＴＭ１３；ＴＭ３９１．９　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１６７４—２２７３（２０１１）０６—００３５—０３　

１　引　言　对于负反馈放大电路的分析，常采用方框图分析　法，获得基本放大器增益后，进而可以得到反馈放大　器陛能指标，近年来不断出现该方面的报道［１　］，引起　了人们的关注。但关于反馈系数变化后增益的相对　稳定性讨论，至今尚未见到。本文用理想运算放大器　组成二级电压串联负反馈放大电路，推导了适用于反　馈系数变化下的相对稳定性公式，在方框图分析方法　的基础上，编写ＭＡＴＬＡＢ程序计算了（１）反馈系数Ｆ　不变、基本放大器Ａ变化；（２）Ｆ变化、同时Ａ变化；　（３）Ｆ改变、Ａ保持不变几种情况下反馈放大器增益　的相对稳定性，结果完全符合所推公式。　２理论计算与仿真　２．１　电路的基本构成　负反馈放大电路如图１所示。经判别知：当联　动电键Ｓ　、Ｓ。接Ｍ点，图１电路为反馈放大器；接　Ｎ点则是考虑反馈网络负载效应后的基本放大器。　２．２源电压增益　

图１电压串联负反馈放大电路　Ａ　一　（一　Ｒ＋，Ｎ　）・　（一卺）・　

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

Uo、Au的测量 J1 Ui (mV) Uo (mV) Au= Uo /Ui

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

从表中可知，基本放大电路的放大倍数很高，引入负反馈后放大倍数大大降低，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。

- 1 - 负反馈放大电路的四种组态

负反馈放大电路是一种重要的信号处理电路，它通过将一部分输出信号反馈到输入端，可以有效地改善放大电路的性能。在实际应用中，负反馈放大电路有许多不同的组态，本文将介绍其中的四种组态。

第一种是电压跟随器组态。它是一种简单的负反馈放大电路，使用一个普通的放大器和一个电阻器组成。它的特点是输入和输出之间存在几乎没有电压降，可以用于接驳高阻抗的信号源。

第二种是电流跟随器组态。它是一种利用晶体管的负反馈放大电路，可以用来提高放大器的输出功率和线性范围。它的输入电阻非常高，输出电阻非常低，适用于驱动低阻抗的负载。

第三种是双T网络组态。它是一种使用双T网络的负反馈放大电路，可以用来调整放大器的频率响应特性。通过改变电容和电阻的值，可以实现高通、低通、带通和带阻滤波的功能。

第四种是磁芯变压器组态。它是一种使用磁芯变压器的负反馈放大电路，主要用于音频放大器和功率放大器。它可以提高放大器的效率和功率，同时改善输出波形的失真情况。

以上是负反馈放大电路的四种常见组态。不同的组态适用于不同的应用场合，需要根据具体情况进行选择。

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基于Multisim的负反馈放大电路仿真分析

作者：霍文晓

来源：《价值工程》2014年第35期

摘要： 为了提高教学效果，在教学过程中引入仿真教学方式。结果表明，利用仿真软件进行演示，能够形象的体现负反馈放大电路的典型特性，加强了学生对复杂电路的理解。

关键词： 负反馈放大电路；Multisim；仿真分析

中图分类号：TP23 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）35-0037-02

0 引言

在放大电路中，将输出信号的一部分或全部通过一定电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量的措施成为反馈。根据反馈效果，如果是放大电路的净输入量增大成为正反馈，反之成为负反馈。在放大电路中，广泛引入负反馈来提高放大器的稳定性[1]。因此掌握负反馈电路的特点、性质具有很重要的意义。但是，在实际教学中发现，学生掌握不够好。主要原因理论与实际联系性不强。虽然也有负反馈放大电路的实验，但是实验在实验箱上完成，电路固定，测试点固定，所采集的数据量较少，对于理解相关理论知识达不到很好的效果。如果我们能在课堂讲授过程中，引入仿真软件，搭建电路模型并进行仿真。学生能够很直观的看到相关理论知识的实际波形变化，不但提高了学习兴趣，更加深了对理论知识的理解[2-4]。

本文使用Multisim仿真软件[5]对电流串联负反馈放大电路进行仿真分析，并对其性能进行比较，以便帮助学生加深对负反馈放大电路的理解。

1 负反馈放大电路仿真电路

本文使用电流串联负反馈放大电路进行分析。

电路中开关J1闭合，将R4短路，电路无反馈。开关J1打开，将输出电流引回到输入端，形成电流串联负反馈。下面对该电路进行仿真分析。

2 仿真分析

2.2 放大器的通频带 引入负反馈后，当放大倍数随频率的升高而减小的同时，负反馈使上限频率增大，下限频率基本不变，因此引入负反馈是频带展宽。即负反馈能扩展放大器的通频带。 龙源期刊网