多级放大电路与负反馈放大器

1.测静态来自百度文库压
C1 10u
Rw1 1M
9.9V
ui ui
C
C2 10u
C
Q2 9013
C3 10u
uo1F uo1
B E
4.1V
B E
2.1V
Q1 9013 RE1 100 RE12 2k RB22 3k
Au= uo/ui Au=-β*RL/rbe
2. 测开环动态参数 反馈电阻RF经R1接地 3.接负反馈测闭环参数
RB2
46%
RC2
2k
RC1
2k
1M
C C2
VC2 1u 10k 10u
C3
Q2(C)
uo
uo
us
ui
RB12
1M
UC1 Q1(B)
10u
uo1
Vb2
Q2
9013
SW2
Ve2
ui
FREQ=1k TD=0 AMP=30m OFFSET=0 THETA=0 ui
C1
10u
Q1
RB12(2)
9013 Ue1
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5、实验内容与实验步骤
2）断开负载 RL，在输出不失真的情况下，测量空载时的 uo’ ， 记录在表-2中。
表-2 放大器交流参数测量表 电压/V 开环 闭环 us ui uo1 uo uo’
3）依据表-2相关测量电压及电路电阻，计算放大器动态参数。 放大器的电压放大倍数：Au=uo/ui 。计算Au1，Au2和Au=Au1*Au2。 放大器的输入电阻Ri： Ri= Rs* ui/(us-ui) 放大器的输出电阻Ro ： RO=RL*[(uo’ /uo)-1] 填入表-3中。 5.3、负反馈放大器（闭环）动态参数的测量： 1）负反馈放大器（闭环）交流参数的测量：取RF=20K(RW2) 的一端接三极管发射极QE，适当加大输入信号电压，再次测量 负反馈放大器的（闭环）相关交流电压，记录在表-2中。
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Ri
fL
fH
Au1= Au1= uo1/ui uo/uo1 u i= Au1= uiF= uo1= Au2= uo1F= Fu= Fu=
RF= K RE1= K
Ri= 上调频率f ,使 Rs*ui/(us-ui) uoH=0.707uo, 测记相应f H… Rs= K us= usF= Ri/RiF= RiF= u i= Ri= uiF= RiF= fL= fH=
SW3 RE1
100
US
SW1
RB22
3k
RE2
100
us us
K1 K2
R2
2k
RS
RE22 RE12
2K
CE2
100u
开环
30k
CE1
100u
R1
100
2k
ui=60mv uo1=432mv Au1=7.2 uo=3380mv uo'=6300mv Au2=7.8 Au=Au1*Au2=56.2 Ri=30*28/(60-28)=26k Ro=2K(6300/3380-1)=1.72k fL=23.5hz fH=4.3M 反馈系数 F=RE1/RF=1/201
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3、预习要求与思考题 3.1、复习有关多级放大器与负反馈放大器的工作原理。 3.2、设实验中调整RW1使ICQ1=1.0mA，估算放大电路的静态 工作点数据（β≈200，rbb’≈300Ω，UBE≈0.7V）填入表-1。 3.3、计算两级无反馈放大电路的开环电压放大倍数Au、输入 电阻Ri、输出电阻Ro，填入表-2中。 3.4、计算两级负反馈放大电路的闭环电压放大倍数AuF、输入 电阻RiF、输出电阻RoF，填入表2中。 4、实验原理与实验电路 4.1、多级放大器（电路如图-1） 阻容耦合的多级放大器的级间静态工作点是相互独立的。 无反馈多级放大器的开环电压放大倍数：Au=Au1*Au2*… Au=-{β1(RC1//Ri2)/[rbe1+β1Re1]}*(-β2)*Ro/[rbe2+β2*RE2] 其中Ri2= RB2//RB22//rbe2、Au=-β*RL/rbe 、 rbe≈rb+β*26/ICQ 输入电阻：Ri=Ri1=RB1// RB12 //[rbe1+β1*RE1] 输出电阻：Ro=RC2//RL。
4、多级放大电路与负反馈放大器
1、实验目的 1.1 、掌握多级放大电路电压放大倍数与各级放大倍数的关系。 1.2、学习在放大电路中采用负反馈的方法。 1.3 、掌握负反馈放大电路的测试方法，理解负反馈对放大电 路动态特性的影响。 2、实验仪器与器材 2.1、实验仪器 稳压电源 1台、 函数信号发生器 1台、 数字示波器 1台、 数字万用表1块。 2.2、实验器材：三极管： 9013 2支 、电位器： 1M 1支、 电阻：100Ω *3、1K*1 、 2K*6 、 3K*1 、 10K*1 、 20K*1 、 33K*1 、 1M*1支、 电解电容：10uF*6 、 100uF*2支。
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★ 选作实验内容： ★两级放大器通频带的测量： 1）两级放大器开环通频带的测量：在保持信号ui电压大小不变 的前提下，分别上调（下调） 信号ui的频率，使输出电压值uoH 降至中频段输出电压uo的0.707倍所对应的频率，就是上限频率 fH（下限频率fL）。
表-2 两级放大器开环闭环通频带测量表 uipp=200mV
RE2 100 RE22 2k CE2 100u RL 2k
AuF=uoF/ui AuF=Au/(1+Au*Fu) RoF=Ro/(1+Au*Fu) RiF=Ri (1+Au*Fu)
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CE1 100u
R1 100
RF20k 2k
GND
Fu= RE1/(RE1+RF)=1/201
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*附：两级放大器开环与闭环的动态参数测试： 先测量放大电路开环信号电压us、ui、 uo和uo’ ，计算参数放 大器的开环电压放大倍数Au、输出电阻Ro、输入电阻Ri、上限 与下限频率fHF和fLF。记录于表-2中。 再接入负反馈电阻RF，重复上述测量与计算并记录于表-2中。
★.深度反馈AuF=1/Fu
4
5、实验内容与实验步骤
5.1、调整并测量两级放大器的直流工作点： 1）按两级放大电路图-1连接，检查无误后接通+12V直流电源。 2）在输入端信号接地的情况下，调节RBw1，使IC1≈1.0mA即三极 管Q1发射极电压 UEQ1=2.1V。测出Q1与Q2各管脚的直流电压， 填入表-1中。
RF
20k
闭环
AuF=56.2/(1+56.2/201)=44. ui=60mv uo=2750mv uo'=4880mv Au=Au1*Au2=45.82 fLf=19.9hz fHf>5.84M Ri=30*32/(60-32)=34k Ro=2K(4880/2750-1)=1.55k
两级负反馈放大电路电压波形
2）两级放大器 闭环通频带的测 量：接入负反馈 电阻，测量放大 器闭环通频带。
uo
uom=__ 反馈 开环 fL=
uom uofL=0.7uom
uoL=uoH=__ 闭环 fL= B=fH -fL= fH =
f
f=1khz 通频带B
fH = B=fH -fL=
幅频曲线
fL 2018/9/4 长江大学 龙从玉 fH
表- 3 放大器动态参数计算表 计算值 动态参数 开环 闭环 对比分析 反馈深度 1+AuFu A/AF RiF/Ri Ro/RoF 1+AuFu A/AF RiF/Ri Ro/RoF Au1 Au2 Au Ri/K Ro/K Au1 Au2 实验值 Au Ri/K Ro/K
5.4、 深度负反馈的测量： 将RFRW2换成1 K，2 KΩ，分别测 量闭环电压，计算闭环电压放大倍数，与估算结果比较。 将电路中RE21短路，再测量闭环放大倍数，与估算值比较。
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5、实验内容与实验步骤
表-3 深度负反馈对比测量表
AuF估算值 RF=1 K RF=2 K RF=2 K RE21=0 输入ui 输出uo AuF实验值
5.5、观察负反馈对非线性失真的改善：保持RL=2K不变。 先在开环状态下输入1Khz的信号，逐步增大输入电压ui， 在刚出现失真时，记下输出uo电压与波形； 然后在闭环状态下加大输入电压ui，使输出电压uoF=uo，观 察uoF波形变化并作出结论。 * 用双踪示波器观测两级放大器开环与闭环状态下输入电压ui 和输出电压uo波形的相位关系。
两级放大电路幅频/相频曲线
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f
fL
fH
f
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图-2 两级负反馈放大电路面包板接线示意图
RF
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6、注意事项 调整与测量两级静态工作点时，必须保证放大器的输出电 压波形不失真。若电路产生自激振荡，可加消振电容消振。 7、实验报告要求 7.1、认真记录和整理各项数据和波形，并与理论值相比较，分 析误差原因。 7.2、根据实验测量数据，计算放大器开环和闭环时的电压放大 倍数、输入阻抗、输出阻抗和通频带（ fL与fH）的变化情况。 7.3、用实验结果说明电压串联负反馈对放大器性能哪几方面的 影响？
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4、实验原理与实验电路
4.2、闭环负反馈放大器的性能变化： 1）负反馈放大器电压放大倍数会下降↓ ：AuF=Au/(1+Au*F) 反馈系数Fu：Fu=uF/uo=RE1/(RE1+RF) ≈ RE1/RF 深度负反馈：│1+Au*F│>>1，则闭环放大倍数：AuF≈1/F。 2）负反馈放大器的放大倍数的稳定性会提高↑：(1+Au*F)倍。
*附表- 4 两级负反馈放大电路参数对比测试一览表 项目
实验值 计算式 测试条件
Au1
Au2
Au Au= uo/ui uo= Au= uoF= AuF= RoF= uoFL=
RO RO= RL*[(uo’ /uo)-1] RL= K uo= 无RL uo’ = RO= uoF= ROF= RO /RoF=
开 环
测量值 实验值 测量值 实验值
闭 环
Au1F= Au2F= AuF=
fLF=
fHF=
闭环/开环 Au /AuF =
fL/fLF= fH/fHF= fLF= fHF=
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理论值
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两级负反馈放大电路龙
三极管 2N222(9013) B=200
RB1
RC1(1)
100%
VCC VALUE=12 uo1
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5、实验内容与实验步骤 2）负反馈放大器（闭环）动态参数的计算：依据表-2中的闭环 交流电压，计算负反馈放大器闭环动态参数。记录在表-3中。 计算放大器（闭环）的反馈系数： Fu= uF/uo=RE1/(RE1+RF) 电路的反馈深度：│1+Au*Fu│。记录在表-3中。
3）负反馈放大器的通频带会扩展 放大器闭环上限频率上升↑ ：fHF=(1+Au*F)/fhH 下限频率下降↓ ：flF=fL/(1+Au*F)。 4）负反馈放大器的闭环输入阻抗与输出阻抗的变化： 串联负反馈输入阻抗会增加↑：RiF=Ri(1+Au*F) 电压负反馈输出阻抗会减少↓：RoF=Ro/(1+Au*F) 并联负反馈输入阻抗会减少↓：RiF=Ri /(1+Au*F) 电流负反馈输出阻抗会增加↑： RoF=Ro (1+Au*F)。 5）负反馈电路中反馈环内的非线性失真会减少↓ 。
表-1 两级放大电路直流工作点测量表
计算值 ICQ/mA UCEQ/V ICQ/mA UBQ/V 测量值 UEQ/V UCQ/V UCEQ/V
第一级 第二级
1.0 2.0
5.2 、两级放大器开环动态参数的测试 ： 1）负载状态下放大器的开环交流参数的测量：取RF=20K(RW2) 经R1接地，接通接负载电阻RL=2K。 从信号源输入 f=1KHz 、 ui=20mV正弦信号，用示波器分别测 量us、放大器输入电压ui、输出电压uo1和uo。记录在表-2中。
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Ri=rbe+β*RE1 rbe≈rb+β*26/ICQ Ri=Rs*ui/(us-ui) us
Rs 33K RB1 1M
图-1 两级负反馈放大电路图
VCC+12V RC1 2k RB2 10k (5k)
8.0V
RC2 2k
Ro=RC2//RL RO=RL*[(uo’/uo)-1] uoFuo uo’