负反馈放大电路的设计和仿真

负反馈放大电路的设计和仿真

一、实验目的

1、掌握阻容耦合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、掌握负反馈对电路的影响

二、实验要求

1、设计一阻容耦合两级电压放大电路，要求信号源频率10kHz(幅度1mv) ，负载电阻1kΩ，电压增益大于100。

2、给电路引入电压串联负反馈，并分别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。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、实验原理图

原理图中的滑动变组曲均为100k

图2.01 反馈接入前

图2.02 反馈接入后

四、实验过程

1、反馈接入前

（1）放大倍数：

77.703

109.893 707.078

v

mV

A

uV

==

（2）输入电阻：

707.078

7.484

94.475

i

uV

R k

nA

==Ω

（3）输出电阻：

707.080

4.934

143.311

o

uV

R k

nA

==Ω

（4）频率特性：f L=326.5512Hz,f H=525.3266kHz

图2.03 频率特性曲线（5）三极管参数的测量

①1

β与1be r的测量

111864.20800214.9 4.02151c b I u I u β=

== 111 4.1295 6.8547602.4295be be b V m r k I n

∆===Ω∆

图2.04 前级输入特性曲线

②2β与2be r 的测量

222890.64300215.54.13287c b I u I u β=

== 222 4.8465 6.7131721.9498be be b V m r k I n

∆===Ω∆

图2.05 后级输入特性曲线

（6）非线性失真的观察

①开始出现失真时

幅度：约1.3mV

波形：

图2.06 开始出现失真波形②失真较明显时

幅度：约16mV

波形：

图2.07 明显失真时波形2、反馈接入后

（1）放大倍数：

1.368

1.935

707.079

f

mV

A

uV

==

（2）输入电阻：

707.079

7.972

88.698

i

uV

R k

nA

==Ω

（3）输出电阻：

707.080

47.928

14.753

o

uV

R

uA

==Ω

（4）频率特性：f L=29.1507Hz,f H=90.0710MHz

图2.08 反馈接入后频率特性

（5）三极管参数的测量 ①1β与1be r 的测量

111 1.93811205.59.43256c b I m I u β=

== 111 4.7344 2.84501.6641be be b V m r k I u

∆===Ω∆

图2.09 反馈接入后前级输入特性曲线

②2β与2be r 的测量

对比接入负反馈前的数据可知，2β与2be r 的值未改变，即2215.5β=，

2 6.7131be r k =Ω

图2.10 反馈接入后后级输入特性曲线非线性失真的观察

①开始出现失真时

幅度：约250mV

波形：

图2.11 反馈接入后开始失真时波形②失真较明显时

幅度：约1V

波形：

图2.12 反馈接入后明显失真时波形

五、数据分析 1.数据误差分析 （1）反馈接入前

第一级的be r ：11

6.665T

be b c V r r k I β=+=Ω 第二级的be r ：22 6.491T

be b c

V r r k I β=+=Ω

第二级输入电阻：'

9762||(40%)|| 3.649i be R R R R r k =+=Ω

放大倍数：'

1421011122

11

||||108.656(1)i v be be R R R R A r R r βββ=

=++ 输入电阻：1231112||(30%)||[(1)]7.487i be R R R R r R k β=+++=Ω 输出电阻：10 5.1o R R k ==Ω

反馈接入前各测量量的误差分析见下表

1be r 2be r v A

i R

o R

测得值

/k Ω 6.8547 6.7131 109.893 7.484 4.934 理论值/k Ω 6.665 6.491 108.656 7.487 5.1 误差

2.85%

3.42%

1.14%

0.04%

3.24%

表2.01 反馈接入前各值误差分析

（2）反馈接入后

第一级的be r ：11

2.957T

be b c V r r k I β=+=Ω 第二级的be r ：22 6.491T

be b c

V r r k I β=+=Ω 放大倍数： 1.9641v

f v A A A F

=

=+ 输入电阻：123||(30%)||(1)7.846if v i R R R R A F R k =++=Ω