模电课程设计负反馈放大电路

摘要负反馈放大电路有效地改善放大电路的性能，掌握反馈放大电路反馈的判断方法，可以了解放大电路的性能特点，提高分析和解决问题的能力，提高学习效率，为以后的学习打下坚实的基础。

负反馈在电子线路中有着法非常广泛的应用，采用负反馈是以降低放大倍数为代价的，目的是为了改善放大电路的工作性能，如稳定放大倍数、改变输入和输出电阻、减小非线性失真、扩展通频带等，所以在实在放大器中几乎都引入负反馈。

在以往的教学中发现，即使教师对负反馈的概念、反馈的类型等都全面的分析。

将输出信号的一部分或全部通过某种电路引入到输入端的过程叫做反馈。

反馈有正负之分，在放大电路中主要引入负反馈。

在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施称为反馈。

若反馈的结果使输出量的变化（或净输入量）减小，则称之为负反馈；反之，则称为正反馈。

目录第一章设计任务与要求 0第二章设计原理框图 (1)2.1框图及基本公式 (2)2.2负反馈放大电路设计的一般原则 (3)2.2.1 反馈方式的选择 (3)2.2.2 放大管的选择 (3)2.2.3 级数的选择 (4)2.2.4 电路的确定 (4)第三章计方案及选定 (5)第四章多级放大电路设计 (7)4.1第一级 (7)4.2第二级 (8)4.3第三级 (10)第五章整体电路设计及工作原理 (11)5.1确定反馈深度 (11)5.2估算A值 (12)5.3放大管的选择 (12)第六章多级放大电路的检测 (12)6.1分析多级负反馈放大电路 (12)6.2核算技术指标 (13)第七章元器件清单 (15)第八章心得体会 (16)第九章参考文献 (17)附录 (18)负反馈放大电路设计第一章设计任务与要求用分离元器件设计一个交流放大电路，用于只是仪表中放大弱信号，具体指标如下：（1）信号源：Ｕi≥10mV（有效值），内阻Rs=50Ω。

（2）输出要求：U0≥1V（有效值），输出电阻小于10Ω，输出电流I≤1mA(有效值)。

（3）输入要求:输入电阻大于20KΩ。

（4）工作稳定性:当电路元器件改变时，若ΔAu/Au=10%,则ΔAuf<1%。

第二章设计原理框图2.1框图及基本公式图中X表示电压或电流信号；箭头表示信号传输的方向；符号¤表示输入求和，+、–表示输入信号与反馈信号是相减关系（负反馈），即放大电路的净输入信号为（1）基本放大电路的增益（开环增益）为（2）反馈系数为（3）负反馈放大电路的增益（闭环增益）为（4）2.2 负反馈放大电路设计的一般原则2.2.1 反馈方式的选择根据负载的要求及信号情况来选择反馈方式．在负载变化的情况下．要求放大电路定压输出时，就需要电压负反馈：在负载变化的情况下，要求放大电路恒流输出时，就要采用电流负反馈。

至于输入端采用串联还是并联方式，主要根据对放大电路输出电阻而定。

当要求放大电路具有高的输入电阻是，宜采用串联反馈：当要求放大电路具有底的输入电阻是，宜采用并联反馈。

如仅仅为了提高输入电阻，降低输出电阻时，宜采用射极输出器。

反馈深度主要根据放大电路的用途及指标要求而定。

2.2.2 放大管的选择如果放大电路的极数多，而输入信号很弱（微伏级），必须考虑输入几件放大管的噪音所产生的影响，为此前置放大级应选用底噪声的管子。

当要求放大电路的频带很宽时，应选用截止频率较高的管子。

从集电级损耗的角度出发，由于前几级放大的输入较小，可选用pcm 小的管子，其静态工作点要选得底一些（IE小），这样可减小噪声；但对输出级而言，因其输出电压和输出电流都较大，故pcm大的管子。

2.2.3 级数的选择放大电路级数可根据无反馈时的放大倍数而定，而此放大倍数又要根据所要求的闭环放大倍数和反馈深度而定，因此设计时首先要根据技术指标确定出它的闭环放大倍数Af 及反馈深度1+AF，然后确定所需的Af。

确定了A的数值，放大电路的级数大致可用下列原则来确定：几十至几百倍左右采用一级或两级，几百至千倍采用两级或三级，几千倍以上采用三级或四级（射极输出极不计，因其A约等于零一般情况下很少采用四级以上，因为这将给施加反馈后的补偿工作带来很大的困难，但反馈只加在两级之间也是可以的。

一般情况下很少采用四级以上，因为这将给施加反馈后的补偿工作带来很大的困难，但反馈只加在两级之间也是可以的。

2.2.4 电路的确定（1）输入级。

输入级采用什么电路主要取决于信号源的特点。

如果信号源不允许取较大的电流。

则输入级应具高的输入电阻，那么以采用射级输出器为宜。

如要求有特别高的输入电阻（ri＜4MΩ），可采用场效应管，并采用自举电路或多级串联负反馈放大电路，如信号源要求放大电路具有底的输入电阻，则可采用电压并联反馈放大电路。

如果无特殊要求，可选择共射放大电路。

输入级的放大管的静态工作点一般取IE 1mA，UCE=（1～2）V。

（2）中间级。

中间级主要是积累电压级电流放大倍数，多采用共射放大β电路，而且采用大的管子。

其静态工作点一般为IE =（1～3）mA, UCE=（1～5）V。

（3）输出级。

输出级采用什么样的电路主要决定于负载的要求。

如负载电阻较大（几千欧左右），而且主要是输出电压，则可采用共射电路；反之，如负载为低阻，且在较大范围内变化时，则采用射级输出器。

如果负载需要进行阻抗匹配，可用变压器输出。

因输出级的输出电流都较大，其静态工作点的选择要比中间级高，具体数值要视输出电压和输出电流的大小而定。

第三章 计方案及选定方案一采用三个NPN 型三级管放大(1)该设计采用电压串联负反馈(2)第一级采用局部电流负反馈，所需反馈深度为：1+AF=i if r r从放大性能稳定度确定反馈深度，ufuf uo uo A A A A AF //1∆∆=+ 估算A 值根据指标的要求，计算电路闭环放大倍数：io F U U A ≥ (3)在R 1f 和R 2f 不加旁路电容以便引入局部负 反馈以稳定每一级的放大倍数（4）放大管的选择：因设计中前两级放大对管子无特别要求，统一采用了3DG100根据以上分析确定电路图（5）输出到输入级的反馈是从的射级反馈到的射级组成电压串联负反馈的形式方案二该设计采用集成运算放大器(1) 本方案采用差分放大电路原理与集成运算放大结合在一起形成电压串联负反馈放大电路(2) 反馈元件F R ，起到反馈作用，将集成运算放大器的输出电压反馈到2T 的基级.(3)估算A 值根据指标的要求，计算电路闭环放大倍数：io F v v A (4) 根据设计要求确定电路电路元件的各种参数 方案比较在以上两个方案中比较选择一个最终确定方案方案二与方案一比较:方案二采用了集成运算放大器,与差分放大电路,经过数据分析达到指标要求,但与方案一相比,方案一在实验室更易实现(集成运算放大器不仅价格贵,在实验中易损坏)，通过以上比较最终确定采用方案一。

第四章 多级放大电路设计4.1第一级确定第1级的电路参数.电路如图所示。

为了提高输入电阻而又不致使放大电路倍数太底，应取I E1=0.5mA ，并选501=β，则Ω≈++=++='k I U r r E T b b be 95.25.026)150(300)1(111β 利用同样的原则，可得]11[)1(111111111111E be C be F be C U R r R r R r R A ⋅+'⋅≈++'⋅=ββββ，为了获得高输入电阻，而且希望A u1也不太小，并与第2级的阻值一致以减少元件的种类，取R F1=51Ω,代入A u1=30,可求得 Ω='K R C 3.31,再利用211//i C C r R R ='，求出R C1=15K Ω。

为了计算R E1，U EI =1V ，再利用I E1（R F1+R E1）=1 得出Ω=-=-=K R I R F E E 95.105.05.011111选R E1为2k Ω。

为了计算R B1，可先求uA mA I I C B 1001.0111===β由此可得Ω=+-⨯=-=K I U U R B B E B 5101.0)7.01(12.21121，所以选51K Ω。

为了确定去耦电阻R 1，需要求出VU R U U BE F E C 95.22221=+⨯=再利用)(1111C C CC C R R I V U +-=，可求得R 1=3.1K Ω，取R 1为3.3K Ω。

为了减少元器件的种类，C 1 选用10uF,C E1及C E2选用100uF ，均为电解电容。

4.2 第二级1 确定第二级的电路参数。

电路图如图所示为了稳定放大倍数，在电路中引入R F2=51Ω,由此可求出这级的电压放大倍数Au2 因为I E2=1mA,且502=β，所以Ω≈++=++='K I I U r r E E T b b be 63.126)150(300)1(22222β又由于预先规定了A u2=40,R F2=51Ω,代入A u2d 公式则得051.06.3016.30402⨯+=C R 由此可以解得Ω='k R C 35.32。

在利用222//L C C R R R ='代入R L2=6.6K Ω则226.66.635.3C C R R +⨯=由此可求Ω=k R C 8.62。

选mA I V U C CE 1,32==，则由2)222)(CE E F C C CC U R R R I V +++=可得3)051.08.6(1122+++⨯=E R 。

由此可以得出R E2=2.15k Ω,取R E2=2.2k Ω。

第二级的输入电阻可以计算如下Ω=⨯+=++=k R r r F be i 23.4051.05163.1)1(2222β4.3 第三级1.计算.由于输出电压U o =1V(有效值),输出电流I o =1mA(有效值),故负载电阻Ω==k Io Uo R L 1(1) 确定R E3及Vcc 。

在射级输出器中，一般根据R E =(1~2)R L 来选择R E ，取系数为2，则R E3=2R L =2ＫΩ,R ’L =R E3∥R L =667Ω.在图6.44中，取I cmin =1mA,U cmin =1V ,可以求出mA R U I I L LpC E 12.3667.012'min 3=⨯=+=VR I U U V E LP C CC 64.8212.34.1133min min =⨯++=⨯++=式中，ULP 是输出负载电压峰值。

为了留有余量，取I E3=3.5mA,V CC =12V;由此可以求出U E3=I E3R E3=3.5ⅹ2=7V .（2）确定R B31及R B32。