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实验四 负反馈放大器性能


实验四 实验四

负反馈放大器性能

一.实验目的 1.进一步了解负反馈对放大器性能的影响。 2.进一步掌握放大器的放大倍数、输入、输出电阻和频响的测量方法。 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,减小非线性失真和扩展通频等。 因此,几乎所有的实用放大器都有负反馈。 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 1 为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路,在电路中通过 Rf 把输出电压 U0 引回输入端, 加在晶体管 T1 的发射极上,在发射极电阻 RF1 上形成反馈电压 Uf。根据反馈的判断法可知,它属 于电压串联负反馈。

图1

带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器

主要性能指标如下 1) 闭环电压放大倍数 AVf

AVf =
其中 AV =

AV 1 + AV FV

U0

Ui

—— 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+ AV FV —— 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。 2) 反馈系数

FV =

RF 1 R f + RF 1

1

3) 输入电阻

Rif = (1 + AV FV )Ri'

Ri' ——基本放大器的输入电阻(不包括偏置电阻)
4)输出电阻

R0 f =

R0 1 + AV 0 FV

R0 ——基本放大器的输出电阻 AV 0 ——基本放大器 RL = ∞ 时的电压放大倍数
三、实验仪器与器件 1.双示波器(YB4320) 2.函数信号发生器(SG1630A) 3.交流毫伏表(DF2170B) 4.模拟电路实验箱(THM-4) 5.万用表(MF-47) 6.自动失真仪(ZQ4121A) 7.电阻( 8.2K、100Ω) 四、 实验方法及步骤 一台 一台 一台 一台 一块 一台 各二个

本实验还需要测量基本放大器的动态参数,怎样实现无反馈而得到基本放大器呢?不能简 单地断开反馈支路,而是要去掉反馈作用,但又要把反馈网络的影响(负载效应)考虑到基本 放大器中去。为此: 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 U0=0,此时 R f 相当于并联在 RF 1 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(T1 管的射极)开路,此时 R f + R F 1 相当于并接在输出端。可近似认为 R f 并接在输出

(

)

端。 根据上述规律,就可得到所要求的如图 2 所示的基本放大器。

图2

基本放大器

、 3. 测试负反馈放大器的各项性能指标

2

将实验电路恢复为图 1 的负反馈放电路。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 AVf 、 Rif 和 R0 f ,记入表 2;测量 f hf 和 f Lf ,记入表 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,并用自动失真仪测出失真度。 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,并用自动失真仪测出失真度 D f 五、实验纪录及数据处理 实验纪录及数据处理 1.测量静态工作点记入表表 1:

U B (V )
第一级 第二级 3.22 4.85

U E (V )
3.60 4.36

U C (V )
3.84 3.65

I C (mA)
3.12 3.54

2.测试基本放大器的各项性能指标,记入表 2。 表 2:

U s (mV )
基本放大器 负反馈放大器 3.3 3.41

U i (mV )

U L (V )
4.2 4.32

U 0 (V )
4.3 4.25

AV

R i ( K? )

R 0 ( K? )

3.2 4.21

0. 6

3.5 3.61

4.2 .3.27

六、误差分析及问题讨论 (1)误差分析 1、实验电压不稳定 2、实验仪器本身精度问题 3、接接线时接触不良 (2)问题讨论 6.如输入信号存在失真,能否用负反馈来改善? 答: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,并用自动失真仪测出失真度,故不能用负反馈改善。

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