负反馈放大电路的设计与仿真

实验三负反馈放大电路的设计与仿真

一、实验目的

1、掌握阻容耦合放大器多级放大电路的静态工作点的调试方法。

2、掌握多级放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。

3、掌握多级放大电路的频率特性，并与加入负反馈后的频率特性进行比较。

4、观察负反馈对电路产生的影响。

二、实验要求

1.设计一个阻容耦合两级电压放大电路，要求信号源频率10kHz(峰值1mv) ，负载电

阻5.1kΩ，电压增益大于100。

2.给电路引入电压串联负反馈：

①测试负反馈接入前后电路放大倍数、输入、输出电阻和频率特性。

②改变输入信号幅度，观察负反馈对电路非线性失真的影响。

三、实验原理

为了获得足够高的电压放大倍数，或者为了获得满足要求的输入电阻、输出电阻，实际的放大电路通常由多个基本放大电路级联而成，构成多极放大电路，在组成多极放大电路时，通常将三种基本组态的放大电路进行适当的排列组合，充分发挥各自电路的特点，从而获得多极放大电路最佳的电路性能。同时在电路中加入负反馈也会使电路的各种参数受到很大影响。

四、实验内容及步骤

1.设计实验电路

可得电路的静态工作点的数据如下图所示

可知第一级三极管的Vce为7.1V，第二级三极管的Vce为6.1V

2.测试负反馈接入前后电路放大倍数

1）不接反馈时，实验结果如下图所示

由表中数据可求得电路放大倍数为262.8。

观察示波器波形，可得如下所示结果：

可以看出通过示波器得到的结果与用万用表测量的结果基本相同。

2)接上反馈后, 实验结果如下图所示

由表中数据可求得电路放大倍数为4.2。

观察示波器波形，可得如下所示结果：

可以看出通过示波器得到的结果与用万用表测量的结果也基本相同。

3.测试负反馈接入前后电路输入输出电阻

1）不接反馈时，测输入输出电阻

可得输入电阻大小为14.3kΩ。

同理可以测出未接反馈时的输出电阻。

输出电阻大小为5.11kΩ。

2）接入负反馈电路后，测输入输出电阻

从图中可以看出，电路输入电阻增至17.9kΩ，可以看出接入的反馈为串联负反馈。求输出电阻电路图如下。

输出电阻减至31.8Ω，由此可以看出该反馈为电压负反馈。3）验证A F≈1/F

由已学过的知识，可得

11

1110

F

R

R R

=

+

，代入数据得1/F＝4.3，而由前面测

量值为4.2,两者误差较小，即可以验证A F≈1/F。

4）测量二级放大电路的频率特性

①负反馈接入前的频率特性：

f L＝1.7559 Hz f H＝420.2153kHz

②负反馈接入后的频率特性：

f L＝1 Hz f H＝39.7201MHz

通过比较数据可以发现，接入负反馈后，通频带宽明显变宽。

5）测量输出开始出现失真时的输入信号幅度

当信号源增大到11.5mv时，输出波形如下：

此时,已经可以很明显的看出波形开始出现了失真。

现在将负反馈电路接入电路中，当信号源增至280mv时，输出波形如下：

此时,通过比较波峰和波谷的值可以看出波形已经出现了失真。

五、实验小结

由于实验很难求出标准值，因此不在此进行误差分析。我们可以通过比较下表中的数据得出负反馈对于电路的影响。通过负反馈，电路的性能已经得到了很大的提高，我们也可以通过负反馈设计出更加符合实际要求的电路。

接入反馈前接入反馈前放大倍数262.8 4.2

输入电阻14.3K 17.9K

输出电阻 5.11K 31.8

f L和f H 1.7559 Hz 420.2153kHz 1 Hz 39.7201MHz

上的负反馈进行判断和计算，并没有要求我们设计一个电路来符合实际的要求，因此，我觉得这对我们提出了更高的要求，通过一步步的调试才得出了实验电路，这也加深了我对模电的理解。