负反馈放大电路实验报告

（4）提高要求
usf
Rif
Rof
9.46
526.5Ω
3.43kΩ
与仿真数据比较：
usf =
if =
10.2 − 9.46
× 100% = 7.25%
10.2
526.5 − 310.13
3.58 − 3.43
× 100% = 41.10% ; =
× 100% = 4.19%
× 100% = 39.86%
854.1
393.1
误差分析：闭环时的电压放大倍数的误差相对较小，而输入输出电阻则与仿真值误差较大，
这主要是由于电压幅值较小，导致在测量输入输出电阻（尤其是输出电阻）时，两次测量的
电压（对于输入电阻指串入输入回路电阻两端的电压；对于输出电阻指带负载和不带负载时
的输出电压）的幅值变化很小，导致读数时的误差对结果影响较大。
526.5
3.58
误差分析：提高要求中闭环放大倍数、输出电阻与仿真值误差比较小，而输入电阻一项的误
差较大，其可能原因一方面与上面分析输入电阻误差的原因一致，另外可能与示波器显示波
形相对不稳定导致读数偏差增大有关。
七、分析与总结
由以上数据对比和误差分析可知：
此次试验数据与仿真数据的误差整体较小。这一方面是由于调整了仿真时晶体管的β 值，
3.
6
图 3 电流并联负反馈放大电路
四、仿真数据
基本要求：(原电路)
（1） 静态工作点的调试第一级：I DQ=1.99mA,
UGDQ=-9V.
UGSQ=-2.38V,
第二级：I CQ=2.03mA,
UA= 2.43 V,
US= 4.81 V,
UCEQ=2.303V
（2） 开环动态参数 Ri =4.740/(9.999-4.740)×100k=90.1kΩ ；
2.提高要求
参考实验电路如图 3 所示，其中第一级为 N 沟道结型场效应管组成的共源放大电路；
第二级为 NPN 型晶体管组成的共射放大电路。
输入正弦信号 Us，幅度为 100mV，频率为 10kHz，测量并记录闭环电压放大倍数
Ausf U o U s 、输入电阻 Rif 和输出电阻 Rof。
压放大倍数的数值约为 10。
输入正弦信号 Us ，幅度为 100mV，频率为 10kHz，测量并记录闭环电压放大倍数
Ausf U o U s 、输入电阻 Rif 和输出电阻 Rof。
提示 1：闭环测试时，需将输入端和输出端的等效负载 Rf 断开。
提示 2：输入电阻 Rif 指放大电路的输入电阻，不含 R。
因可能是因为负载电阻 远大于输出电阻而影响了结果的准确性。
（3）闭环动态参数
usf
Rif
Rof
-9.34
680Ω
236.4Ω
与仿真数据比较：
=
=
9.48 − 9.34
× 100% = 1.48% ∶
9.48
854.1 − 680
393.1 − 236.4
× 100% = 20.38% ; =
倍数的数值≥ 100；
3）闭环电压放大倍数为
U U 10
A
usf
o
s
。
（ 2）参考电路
1）电压并联负反馈放大电路方框图如图 1 所示，R 模拟信号源的内阻；Rf 为反馈电阻，
取值为 100 kΩ 。
图1
电压并联负反馈放大电路方框图
2）两级放大电路的参考电路如图 2 所示。图中 Rg3 选择 910kΩ ，Rg1、Rg2 应大于 100k
应管较小，而且考虑到实验所测静态工作点电流 I CQ 比仿真值偏小可知，实验所取 Rb2 的阻
值稍微偏大，故若使实测 I CQ 更接近仿真值时，Rb2 的误差 2 会更小。这主要是由于仿真时
已将晶体管的β 设为上次试验所测值 214。
试验中调节 Rb2 的说明：由以上分析似乎调节 Rb2 毫无必要。但实验时未改变 Rb2 时，静态
试验中将 Rg2 设成了 750kΩ ，而 Rb2 设为了 44kΩ ；其他参数不变。
原始数据整理及计算：
第一级静态
工作点
IDQ
2.01mAUGSQUA1.81V
US
4.82V
UGDQ
≈ − = −3.01； ≈ − = −10.19V
第二级静态
工作点
三、实验内容
1.基本要求
利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。
（ 1） 静态和动态参数要求
1）放大电路的静态电流 IDQ 和 IC Q 均约为 2mA；结型场效应管的管压降 UGDQ<-4V，晶
体管的管压降 UCEQ=2～3V；
2）开环时，两级放大电路的输入电阻约为 100kΩ ，以反馈电阻作为负载时的电压放大
测量误差的方法及注意事项。
比如对于输入电阻，特别是闭环时的情况，由于采用并联负反馈，使输入电阻较小，这
时在测量输入电阻时若串入一个同样比较小的电阻，考虑到信号源内阻很大（10kΩ ）就会
使串入电阻两端的电压幅值会很接近（分压小），在示波器上显示出的波形就会看不出太大
′

变化，导致两次读数都不准确。同时由于两个幅值相近，由输入电阻公式 = −
UGSQ=-2.34V, UGDQ=-4.96V.第二级：I CQ=2.03mA,
UCEQ=2.303V
闭环 Ausf=10.20;Ri =8.095/(21.146-8.095)×500=310.13Ω ;Ro=(1014/946.267-1)
×50k=3.58kΩ
五、理论估算
按仿真电路参数，以基本要求中的开环放大电路为例进行理论估算：
再分析。
第二级： CQ =
2.03−1.93
2.03
× 100% = 4.93%;其他参数的误差由于 Rb2 的阻值已变，故不
再分析。
与理论估算数据比较：
电阻参数误差同上；
静态参数误差： DQ =
2.01−1.90
×
1.90
100% = 5.79% ; CQ =
2.03−1.93
×
2.03
出电阻较大时，测量误差较小；而电路的输出电阻较小（电压负反馈会减小输出电阻）测量
误差就较大。分析这一现象背后的原因，我们可以得出一个与上面类似的结论：当输出电阻
较小，而接入的负载却相对较大时（本次试验负载电阻均取的是 56kΩ ），会导致接负载和
不接负载两种情况的输出电压幅值变化几乎很小。而由输出电阻公式 =
=
92.3 − 91.2
3.60 − 3.16
× 100% = 1.21% ; =
× 100% = 12.22%
91.2
3.60
误差分析：动态参数的误差都比较小，可见在静态电流与仿真值基本一致的情况下，开环动
态参数也与仿真值很好的吻合。而仿真和实验值中的输出电阻一项与理论估算值误差偏大原
100% = 4.93%
误差分析：第一级静态工作点满足 I DQ 约为 2mA 时，Rg2 的误差δ Rg2 为 25%。这样大的
误差可能是由于实验所用 2N5486 场效应管的参数（如 gm）与仿真中的场效应管的参数相
差较大所致。而第二级静态工作点满足 I CQ 约为 2mA 时，Rb2 的误差 2 为 10%，相比场效
1 =
0.77 − 0.74
158.9 − 158
× 100% = 4.05% ; =
× 100% = 0.56%
0.74
158.9
=
92.3 − 90.1
3.16 − 3.15
× 100% = 2.44% ; =
× 100% = 0.32%
90.1
3.15
与理论估算数据比较：
ICQ
1.93mA
UCEQ
2.73V
与仿真数据比较：
电阻参数的误差：δ
Rg2=
750−600
×
600
100% = 25.00% ; 2 =
44−40
40
× 100% = 10.00%
静态参数的误差：
2.01−1.99
×
1.99
第一级： DQ =
100% = 1.00%;其他参数的误差由于 Rg2 的阻值已变，故不
第二级： = ×
1
1+ 2
≈ 3.27; =
−
+ 1+
≈ 9.72uA; ≈ BQ ≈
2.08mA; ≈ − × + ≈ 2.05
（2） 开环动态参数：
由于场效应管的 未知，故无法电压放大倍数进行理论估算。但由电路特点知，
电流 I CQ 为 2.11mA,与调节后的误差相近。但 为 1.90V，则不符实验要求（此次试验要
求 在 2~3V 之间）。故将 Rb2 由原来的 40kΩ 调节为 44kΩ 。
（2）开环动态参数
原始数据整理：
Au1
Au
0.77
-158


92.3kΩ
3.16kΩ
与仿真数据比较：
负反馈实 验报告
一、实验目的
1．了解 N 沟道结型场效应管的特性和工作原理；
2．熟悉两级放大电路的设计和调试方法；
3．理解负反馈对放大电路性能的影响。
二、实验任务
设计和实现一个由 N 沟道结型场效应管和 NPN 型晶体管组成的两级负反馈放大电路。
结型场效应管的型号是 2N5486，晶体管的型号是 9011。
电路参数及静态工作点的相关数据（ICQ，UCEQ）。
c. 开环动态参数的测试
输入正弦信号 U s，幅度为 10mV，频率为 10kHz，测量并记录电路的电压放大倍数
U U 、 A U U 、输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro。
A
u1
o1
s
u
o
s
2）两级放大电路闭环测试
在上述两级放大电路中，引入电压并联负反馈。合理选取电阻 R 的阻值，使得闭环电
× 1 . −
′


的值很小，且出现在分母上，故微小的读数误差就会对测量结果产生很大的影响。因而这
也是两次输入电阻的测量误差较大的主要原因。
而对于输出电阻，由上面的数据分析可以看出，在采用电压负反馈时，输出电阻一项的
测量误差较大，而采用电流负反馈或者开环时的测量误差很小。因而，可以看出当电路的输
使其于实测值相等；另一方面是因为第一次试验让我认识了电子电路实验的特点，对试验中
数据的测量也打下了很好的基础。
但与此同时，在测量闭环电压放大倍数的输入输出电阻时，测量值与仿真值还是比较大。
这个一方面是因为测量输入输出电阻的方法本身的误差会受输入回路串入电阻阻值大小以
及负载电阻大小的影响，另一方面则是由于自己对测量方法还是不熟悉，没有掌握如何减小
Ro=(1.639/1.589-1)×100k=3.15kΩ
Au=0.739;A u=-158.9
（3） 闭环动态参数 Ausf=-9.48;Ri =6.799/(7.595-6.799)×100=854.1Ω
Ro=(935.261/927.965-1)×50k=393.1Ω
提高要求：第一级： I DQ=1.95mA,
Ω ；C 1～C 3 容量为 10μ F，C e 容量为 22μ F。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应，
应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻 Rf，见图 2，理由详见“五附录－2”。
3.
6
图2
两级放大电路
实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。
闭环时实验电路
（ 3）试验方法和步骤
电路第一级为共漏放大电路，其电压放大倍数约为 1，而第二级为共射放大电路，
由第一次试验可知其电压放大倍数在 100 以上。
而输入电阻 = // ≈ 91.15Ω；输出电阻 = = 3.6。
分析：由以上结果可知理论估算结果与仿真结果基本一致。
六、数据处理与分析
（1）静态工作点
（1） 静态工作点：
第一级： ≈ CC ×
1
1 +2
= 2.4;
≈ − × ; = × 1 −
S
off
2

( )
其中
= −3.84 而DSS = 9.83mA 为仿真结果。
联立解得 ≈ 1.90mA; = × ≈ 4.56


− 1 × 可

知，在 和 相近时， 约为 1，同样会导致微小的读数误差就会对测量结果有很大的影

响。而在电路本身输出电阻较大的情况下， 和 的幅值反映在示波器上就会有一个较明
1）两级放大电路的调试
a.搭建电路：按照仿真结果搭建电路。
b. 静态工作点的调试
第一级电路：调整电阻参数，使得静态工作点满足：IDQ 约为 2mA，UGDQ<-4V。记录并
计算电路参数及静态工作点的相关数据（IDQ，UGSQ，UA，US、UGDQ）。
第二级电路：通过调节 Rb2，使得静态工作点满足：ICQ 约为 2mA，UCEQ=2～3V。记录