实验三 负反馈放大器的设计与调测

七 实验思考题
1.负反馈改善非线性失真的前提是什么？ 2.负反馈放大器的反馈深度决定了电路性能的改善 程度，但是否是反馈深度越大越好，为什么？ 3.放大电路中只能引入负反馈吗?放大电路引入正反 馈能改善性能吗?
实验三 负反馈放大器的设计与调测
一 实验目的 三
实验内容及要求 实验内容及要求
二 实验原理与设计方法 四
实验仪器
五
预习要求与实验报告
六
实验思考题
一 实验目的
1．研究负反馈对放大器性能的影响。 2. 根据技术指标，设计电压并联负反馈 放大器。 3. 了解集成运放LM324的使用。
二 实验原理与设计方法
路其它参数无关。
（2）对非线性失真及噪声的影响
当电路中加入负反馈后，放大电路的非线性失真将减小 1+AvF倍。
（3）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）的变化。引入负反馈后，若输入电 压（或电流）增大，则反馈信号亦增大，促使输入信号减 小，导致输出趋于减弱，从而起到自动调节输出的作用。
3
实验测试内容 1.安装自行设计的电路，无误后再加直流电源。 2.将输入信号短路，测量第一级输出与第二级输出静态电 压是否近似为零，若相差太大，应检查电路连接是否有误 或元件损坏。 3.测试无负反馈与有负反馈两种情况下二级放大器的电压 放大倍数、输入阻抗、输出阻抗。 4.用点频法测试无负反馈与有负反馈两种情况下二级放大 电路的通频带。 *5.在通频带内选择一个频率的输入信号、无负反馈时加大 输入信号使输出产生非线性失真，然后加负反馈观察非线 性失真是否得到有效的改善。
三.
实验内容及要求
1.基本要求 用LM324构成二级电压并联负反馈放大器。其中第一级为 同相输入放大电路，电压放大倍数为4，第二级为反相输入放 大电路，电压放大倍数为5。 给定条件：电源电压±12V，第一级放大器输入端电阻为R1 =10KΩ，级间负反馈电阻Rf=75KΩ，负载RL=2KΩ。 2. 扩展要求 用LM324构成二级电压串联负反馈放大器，Avf=10， Rif=20KΩ，Rof=1KΩ。
对Avf的表达式求导可得数量关系为：
dAVf AVf = dAV 1 1 + AV F AV
可见，放大电路引入负反馈后，使放大倍数的稳定度 提高了1+AvF倍 。
（4）对通频带的影响
引入负反馈后，其通频带提高了 1+A V F 倍，
（5）对输入、输出阻抗的影响
不同的反馈形式对放大器的影响不一样，输入电 位的变化只取决于输入端反馈连接方式（串联还是并 联），而输出电阻的变化只跟取得反馈的方法（电压 还是电流）有关。 串联负反馈使输入阻抗增加，并联负反馈使输入 阻抗减小。电压负反馈使输出阻抗减小，电流负反馈 使输出阻抗增加。
1．将放大器输出信号（电压或电流）的一部分或 全部，通过一定的方式送回到它的输入端，称 为反馈。如图3.1所示。
图3.1
反馈的分类
（1）若引回的反馈信号使净输入信号减小，导致放大器的 放大倍数降低，这种反馈称为负反馈；若反Biblioteka Baidu信号使净 输入信号加强，导致放大器的放大倍数增大，则为正反 馈。
（2）若反馈信号取自于输出电压则是电压反馈;若反馈信号 取自于电流反馈。判别方法是把输出端短路，如果反馈消 失则为电压反馈，见图3.2（a）；如果反馈没有消失，则 是电流反馈，见图3.2（b），图中Rf为反馈元件。
四、实验仪器 实验仪器
1．直流稳压电源 2．函数信号发生器 3．双踪示波器 4．晶体管毫伏表 5．万用表 1台 1台 1台 1台 1只
预习要求与实验报告
1．复习负反馈放大器有关理论知识。 2. 用EDA技术对电路进行仿真，将仿真结果与 实验结果相比较。 3．自拟实验步骤及测量数据记录表格。 4．写出设计过程并绘出电路图。 5．在同一座标纸上绘出放大电路有无负反馈时 的频率特性曲线。 6．分析讨论电压并联负反馈对放大器性能有何 影响。
负反馈电路放大倍数的一般关系式
AV f
AV = 1 + AV F
(3.1)
由（3.1）式可见，当放大器引入负反馈后，使放 大倍数下降了1+AvF倍，但放大倍数的稳定性都提高 了 1+AvF倍。通常称1+AvF为反馈深度。当1+AvF ≥1时, 则 AVF =
1 , 说明在深度负反馈时，放大倍数几乎与电 F
R 放 大 器 RL V0 Rf 放 大 器 RL V0 Rf
A
A
Vf
Vf
(a)电压反馈
（b）电流反馈
图 3. 2 电压反馈和电流反馈方框图
（3）若放大器的输入电压Vi是由输入信号Vi’和反馈信号Vf串 联而成则称为串联反馈，见图3.3（a）。若放大器的输入 电流ii’ 是反馈电流if与输入信号电流ii并联而组成的称为并 联反馈，见图3.3（b）。
ii Vi, Vi Vf if
, ii
放大器 A
放大器 A
反馈电路 F
反馈电路 F
（a）串联反馈
（b）并联反馈
图3.3 串联和并联反馈方框图
（a）电压串联负反馈
（ b）电流串联负反馈
（c）电压并联负反馈
（ d）电流并联负反馈
图3.4 负反馈电路
2．放大器引入负反馈后，使其性能指标参数得到 改善。 （1）对放大倍数的影响