负反馈放大电路的设计与仿真proteus
负反馈放大器电路multisim仿真
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负反馈放大器电路工作原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用, 虽然它使放大器的放大倍数降低,但能在多方 面改善放大器的动态指标,如稳定放大倍数, 改变输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽 通频带等。因此,几乎所有的实用放大器都带 有负反馈。
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负反馈放大器有四种组态,即电压串 联,电压并联,电流串联,电流并联。本 例以电压串联负反馈为例,分析负反馈对 放大器各项性能指标的影响。
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图2.3.5 加入负反馈后放大电路的幅频特性
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从图2.3.4 、2.3.5可看出波特图仪的参数 设置是一样的,但加入负反馈后通频带得 到了展宽。
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输入波形
输出波形
(a) 无负反馈
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输入波形
输出波形
(b) 有负反馈 2.3.3 负反馈对放大器失真的改善
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负反馈对频带的展宽
引入负反馈后,放大电路的中频放大倍数 减少了,等于无负反馈时的1/(1+AuFu),而
上限频率fH提高了,等于无负反馈时的(1+
AuFu),而下限频率降低到原来的1/(1AuFu), 所以总的通频带得到了展宽。
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图2.3.1为带有负反馈的两级阻容耦合放
大电路,在电路中通过RF(RF)把输出电压uo
引回到输入端,加在晶体管VT1(VT1)的发射 极上,在发射极电阻RF1(RF1)上形成反馈电
压uf。根据反馈的判断法可知,它属于电压
串联负反馈。
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uo ui
图2.3.1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器
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Voltage区:设置输入电压的幅值为1V。 Voltage RMS区:自动显示输入电压的有 效值0.71V。 Frequency 区 : 设 置 输 入 电 压 频 率 为 1000HZ。
模拟电路仿真实验报告——仿真探究负反馈对放大电路的影响
四、理论分析: 1.静态工作点的计算
T1 管: VBQ1 =
R3 V R2+R3 cc
= 3.8 V
,
ICQ1 ≈ IEQ1 =
VBQ1 −VBEQ R9+R10
= 1.28 mA
VCEQ1 = VCC − ICQ1 (R 4 + R 2 + R 3 ) = 2.27 mV 由于采用阻容耦合,故 T2 管计算同 T1 管,可知: T2 管: VBQ2 = 2.9 V , ICQ2 = 1.44 mA , VCEQ2 = 2.93 mV
由此,电路开环增益:
βR 'L2 rbe2 (1 ) R12
R 'L2 R 5 //R 11
Au
uo uo1 / ui Au1 Au 2 225 ui uo / uo1
输入电阻: R i = (R 2 // R3 ) // [rbe1 + (1 + β)R9 ] ≈ 9k Ohm 输出电阻: R o ≈ R 5 = 4.7k Ohm
电子电路仿真实验报告
一、实验目的:
1. 根据提出的设计要求,进行理论计算,进一步熟悉电路分析计算。 2. 通过实际操作仿真软件,熟悉并掌握仿真软件的使用。 3. 在实际仿真过程中,加深对电子电路基本理论中关于多级放大和负反馈对电路性能影 响的理解,增强分析问题和解决问题的能力。
二、仿真环境:
OrCAD 16.2 Capture CIS with Pspice
取 D > 10 则 R13 < 2.20k Ohm, 此时满足深度负反馈的条件, 这时增益最大约为 23.0 。
4.负反馈对电路通频带的影响分析
引入负反馈后, 中频增益下降为原来的 增益带宽乘积基本不变。
负反馈放大电路(模电课程设计)
负反馈放大电路课程设计1 设计任务内容与要求 1.1设计内容内容:负反馈放大电路。
1.2设计要求1、工作频率:f=30H Z ~30K H Z 。
2、信号源:U i =10mV (有效值),内阻R S =50Ω。
3、输出要求:U O ≥1V (有效值),输出电阻小 于10Ω,输出电流I O ≤1mA (有效值)。
4、输入要求:输入电阻大于20K 。
5、工作稳定性:当电路元件改变时,若%10=∆AuAu,则%1<∆AufAuf。
2 原理设计与框图负反馈放大电路在日常生活中得到了广泛的应用,原因就在于它能大大地改善放大电路的性能。
利用负反馈技术,用集成运放可构成各种运算电路,根据外接反馈元件的不同,可构成比例、加法、减法、微分、积分等运算电路。
负反馈电路的样式也是多种多样的,下面就对几种负反馈放大电路进行一下比较。
3.方案比较 3.1 方案一运用集成运放为主所组成的负反馈放大电路。
它的优点在于制作时简单、便捷、原理图简单、其运作模式思路清晰而且可以较好的抑制温漂(这点非常特殊)。
而缺点在于若出现故障不便于检测和维修、且成本较高,不太容易实现。
3.2 方案二用两个三极管、电容、电阻等构成的负反馈放大电路。
此方案优点就是运用元件较少,采用的负反馈形式、电路原理思路清晰,且有比较高的可操作性。
缺点就是对交流负反馈作用不太明显,在工作时候, 电路的稳定性, 输入输出电阻的阻值不太容易达到设计的要求。
3.3方案三如(附录)图1,应用三个三极管所构成的负反馈放大电路,信号i u 由输入端经电容1C 耦合输入三极管基极,经三极管1VT 放大;由集电极输出与二级放大电路2VT 直接耦合相连,放大后由电容2C 与三级放大电路耦合相连,最后由三级放大电路的发射极输出;反馈信号受输出电压的影响以电压方式作用于输入端,形成电压负反馈放大电路。
4.各项选择4.1反馈网络的选择采用什么反馈方式,主要负载的要求及信号源内阻的情况来考虑。
电压串联负反馈放大电路设计与仿真--课程设计
目录摘要 (2)关键词 (2)Abstract (2)Keywords (2)一、引言 (3)1.1研究本课题的重要性 (3)1.2集成电路产业简介 (3)1.3 PSPICE软件的介绍 (3)二、放大电路介绍 (6)三、放大电路的设计与仿真 (10)3.1电路设计框图 (10)3.2 电路版图 (10)3.3局部电路分析 (11)3.4直流分析 (12)3.4.1直流工作点分析 (12)3.4.2温度对静态工作点的影响 (13)3.5瞬态分析 (14)3.6交流分析 (15)3.6.1输入电阻 (16)3.6.2输出电阻 (16)3.6.3放大电路的频响特性及其增益 (17)四、心得体会 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)电压串联负反馈放大电路的设计与仿真摘要:主要对电压串联负反馈放大电路进行了设计与仿真,主要利用其放大功能。
该放大器主要分为4个部分:输入级、中间级、输出级以及负反馈回路。
其主要核心思想是利用电压负反馈减小增益改变对电路频率特性的影响,同时获得较好的放大效果。
通过PSPICE 软件对其进行直流分析、瞬态分析、交流分析等等。
关键词:晶体管;放大器;电路设计;PSPICEAbstract: the main voltage series negative feedback amplifying circuit design and simulation, mainly use the zoom feature. That amplifier comprises 4 major components: input level, intermediate output, level and negative feedback circuit. Whose main core idea is using voltage negative feedback reduces the gain change effects on circuit frequency characteristics, both better Zoom effect. By PSPICE software on its DC analysis, AC analysis, transient analysis, and so on.Keywords:transistors; amplifier circuit design; PSPICE1 / 28一、引言1.1研究本课题的重要性随着微电子技术、大规模集成电路和电子计算机计算的快速发展、电路设计规模的扩大、电路复杂程度的加深,传统的电路设计方法已经不能满足现代电路设计的要求。
负反馈电路实验报告
实验六负反馈放大电路一、实验要求(1)建立负反馈放大电路;(2)分析负反馈放大电路的性能。
3.实验内容过程及数据分析(1)建立如图6-1所示的电压串联负反馈放大电路。
晶体管为QNL,用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为5mV的正弦交流小信号作为输入信号。
示波器分别接到输入端和输出端观察波形。
根据电路图,两级电压串联负反馈放大电路。
负反馈虽然使放大电路的增益下降,但是能改善放大电路的性能。
比如说,能够提高电路放大倍数的稳定性、能够扩展通频带等。
如果负反馈放大电路属于深度负反馈,则放大电路闭环放大倍数等于反馈系数的倒数。
如果电路满足深度负反馈条件,闭环电压放大倍数为11e f V R R A +=(2)打开仿真开关,双击示波器,进行适当调节后,观察输入波形和输出波形。
测量输入波形和输出波形的幅值,计算电路闭环电压放大倍数并与理论计算值相比较。
计算值:11e fV R R A +==1+10000/100=101实验值:A=vout/vin=476.469/4.998=95.332实验误差:w=Av-A/Av(3)对于电路反馈电阻Rf 进行参数扫描分析,以观察反馈电阻变化对闭环增益及通频带的影响。
具体步骤是:选择Analysis /ParameterSweep 命令,弹出ParameterSweep 对话框,选取扫描元件为Rf (即图中的R6)、扫描起始值为5k ,扫描终止值为20k 、扫描型态为Linear 、步进值为5k 、输出节点为3,再选择暂态分析或AC 频率分析,然后单击Simulate 按钮进行分析。
三、实验总结由实验数据分析知(2)对于电路反馈电阻Rf进行参数扫描分析结果,并分析结果。
结合proteus8仿真,运算放大器理解与学习
结合proteus8仿真,运算放大器理解与学习初学运算放大器时,真是一知半解,完全搞不清楚啥是啥。
后来从事硬件工作后,运算放大器的应用非常广泛,所以结合Proteus8仿真软件重新整理了一下运算放大器基本电路的工作原理,并结合仿真结果对其进行分析。
在本文的学习中,不再对运算放大器进行废话连篇的“上至五千年回顾,下至八百年展望”套路表述,我们直接进入正题,有不足或不对之处,恳请批评指正,不胜感激!本文将从以下几个方面展开:一、运算放大器的结构和其两大特性(“虚短”“虚断”);二、运算放大器基本电路原理分析和仿真结果;一、运算放大器的结构和其两大特性(“虚短”“虚断”)为理解方便和考虑初学时减少难度,在此不详细介绍运算放大器的内部结构,经典uA741运放内部结构简图如图1所示,放大器内部主要由三极管组成;电路符号如图2所示。
其经典之处是由于4、7引脚接入正负电源,即使没有负反馈(偏置电路)也可保证6引脚的输出电压不会被无限放大,以确保电路安全。
I+ U+I- U-图 1 uA741运放内部结构简图图 2 uA741电路符号正是由于其内部结构,才使得运算放大器有“虚短”和“虚断”两大特性。
理解这两点将对电路分析有至关重要的作用。
如图2中,“2”引脚为反相输入端,“3”引脚为同向输入端。
“虚断”是指输入阻抗(可理解为电阻)非常大,即从“2”“3”引脚输入的电流几乎为0(在下面的仿真中将会验证),“虚短”是指“2”“3”引脚之间几乎无压降,即如果暂时无法从内部电路图理解这两个特性也没关系,只要在我们电路分析时会正确运用即可。
二、运算放大器基本电路原理分析和仿真结果;拿到一个原理图,我们首先要判断是反向放大器还是同相放大器,判断的依据很简单,就是看信号是从同相端(“3”引脚)还是从反相端(“2”引脚)输入,从同相端输入,即为同相放大器。
根据以下几个仿真实例,认认真真的弄明白后,相信你就能基本掌握放大器基本电路原理和分析方法,即使以后遇到再复杂的电路都能迎刃而解。
负反馈放大器电路multisim仿真
图2.3.5 加入负反馈后放大电路的幅频特性
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从图2.3.4 、2.3.5可看出波特图仪的参数 设置是一样的,但加入负反馈后通频带得 到了展宽。
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输入波形
输出波形
(a) 无负反馈
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输入波形
输出波形
(b) 有负反馈 2.3.3 负反馈对放大器失真的改善
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负反馈对频带的展宽
引入负反馈后,放大电路的中频放大倍数 减少了,等于无负反馈时的1/(1+AuFu),而
上限频率fH提高了,等于无负反馈时的(1+
AuFu),而下限频率降低到原来的1/(1AuFu), 所以总的通频带得到了展宽。
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Voltage区:设置输入电压的幅值为1V。 Voltage RMS区:自动显示输入电压的有 效值0.71V。 Frequency 区 : 设 置 输 入 电 压 频 率 为 1000HZ。
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也可逐步加大ui的幅度,用示波器观察,
使 输出信 号出现失 真如图 2. 3. 3( a)所 示 (注意不要过分失真),然后将开关“Key=A” 闭合,从2.3.3(b)上观察到输出波形的失真 得到明显的改善。
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图2.3.4是未加负反馈时放大电路的幅频特性,标 尺 指 示 的 位 置 参 数 为 3 8 . 6 8 6 dB/162.183Hz。 图 2.3.5是加入负反馈后放大电路的幅频特性,标尺 指示的位置参数为21.406dB/1.622MHz。
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图2.3.4 未加负反馈时放大电路的幅频特性
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负反馈放大器电路工作原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用, 虽然它使放大器的放大倍数降低,但能在多方 面改善放大器的动态指标,如稳定放大倍数, 改变输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽 通频带等。因此,几乎所有的实用放大器都带 有负反馈。
负反馈放大电路的仿真分析
摘要负反馈电路在科学领域中的应用很多,电子放大电路中采纳负反馈的目的是为了改善放大电路的工作性能。
负反馈放大电路是由是由大体放大电路和反馈网络组成,在电子技术中应用十分普遍,它对电路的性能指标有较大的阻碍。
它可作为整机放大器的输入级和中间级,具有电压、电流的放大能力。
理论分析负反馈对放大电路的阻碍较为抽象,因此本文运用EWB软件对负反馈放大电路进行仿真,分析了负反馈放大电路开环与闭环的放大倍数、输出电阻、频率响应和失真系数阻碍。
最后通过仿真分析得出负反馈放大电路具有减少放大倍数,提高了放大倍数的稳固性,减小了非线性失真和抑制干扰, 拓宽了通频带, 改变了输入/输出电阻。
关键词:EWB;负反馈;放大电路;仿真AbstractNegative feedback circuit in the field of science, electronic application using negative feedback amplifier circuit, the purpose is to improve the performance of amplifying circuit. Negative feedback amplifying circuit is driven by the basic amplifying circuit and the feedback network, in electronic technology, it is widely used in the circuit performance index has considerable influence. It can be used as the input stage amplifier and middle class, with current and voltage amplifier.Through the application of EWB software simulation to negative feedback amplifying circuits and negative feedback amplifying circuit of open loop and closed-loop magnification, output resistance, frequency response and distortion coefficient is analyzed. Theoretical analysis of the effect of negative feedback amplifier circuit is abstract, use EWB simulation software, you can obtain the result. Visual image reflects feedback amplifier circuit, after introducing reduced magnification, improve the stability of the magnification, reduced the nonlinear distortions and restrain the interference, broaden the passband, change theinput/output resistance.Keywords: EWB, Negative feedback, Magnifying circuit, Simulation,目录摘要 (1)关键词 (1)目录 (I)致谢 (3)负反馈放大电路的仿真分析引言随着电子技术和运算机技术的飞速进展,电子电路的设计已进入高集成度、高智能化的时期。
基于Multisim 负反馈放大电路的仿真实验分析
基于Multisim负反馈放大电路的仿真实验分析负反馈在放大电路中广泛应用,它对电路的性能指标有较大的影响。
根据反馈方式的不同,可分为电压串联型、电压并联型、电流串联型和电流并联型四种。
理论分析负反馈对放大电路的影响较为抽象,采用Multisim电路设计仿真软件进行仿真实验可直观地得出结果。
在放大电路中引入电压串联负反馈,会导致电压放大倍数下降,但输出电压的稳定性提高,非线性失真减少,通频带展宽,输入电阻增加,输出电阻减少。
下面借助于Multisim 电路设计仿真软件对电压串联负反馈放大电路进行仿真实验来验证这些影响。
1.编辑实验电路编辑电压串联负反馈放大电路如图1,R11、C3与R5组成负反馈网络。
电路中元件较多,电阻可采用虚拟电阻,便于改变其参数。
R12、R13分别设置为45%和30%。
图1 电压串联负反馈电路2.对放大倍数的影响在电路的输入、输出端接入交流电子电压表如图示2。
按计算机键盘A键改变开关J1选择有无引入负反馈,观察两个电压表的读数。
图2 测量电压放大倍数和稳定性以及非线性失真J1断开,无负反馈:Ui=3.150mv;Uo=1.335v;Kv=Uo/Ui=424。
J1闭合,有负反馈:Ui=3.299mv;Uo=0.103v;Kv=Uo/Ui=31。
可见引入负反馈后,电压放大倍数下降了。
3.对输出电压稳定性的影响如图2按A键改变开关J1选择有无引入负反馈,按B改变开关J2选择有无接入RL,观察输出电压的变化。
J1断开,无负反馈:J2断开时,Uo=1.725v;J2闭合时,Uo=1.335v。
相差0.390v。
J1闭合,有负反馈:J2断开时,Uo=0.106v;J2闭合时,Uo=0.103v。
相差0.003 v。
可见引入电压负反馈后,输出电压的稳定性提高了。
4.对非线性失真的影响在图2的输出端接入示波器XSC1可定性观察非线性失真的大小,接入失真度仪XDA1可定量分析失真系数。
如图2按A键改变开关J1选择有无引入负反馈,观察输出波形。
PROTEUS--电路设计与虚拟仿真实验指导书
《PROTEUS—电路设计与虚拟仿真》实验指导书李兴春王宏五邑大学信息学院电子电工实验中心二00七年月印刷目录1 Proteus Design Suit 7 使用指南------------------12 实验内容---------------------------------------------------------21实验一晶体管负反馈放大电路虚拟实验---------------21实验二555定时器功能及应用虚拟实验----------------24实验三数字钟设计------------------------------------------27实验四信号发生器设计--------------------------------------35实验五直流电机控制模块-----------------------------------41《PROTEUS—电路设计与虚拟仿真》实验指导书1 Proteus Design Suit 7 使用指南1.1 系统要求Proteus Design Suit 7 可以在以下操作系统中使用:●Windows 2000●Windows Xp●Windows Vista对于Proteus VSM(虚拟系统模块)处理器仿真,电脑CPU越快,仿真效果越更好。
最低配置为1G处理器,256MB 内存,150MB硬盘。
1.2 系统安装将系统安装盘放入电脑光驱,光盘会自动运行。
否则,打开“我的电脑”,找到DVD驱动器,手动运行光盘。
按提示一步一步安装就可以了。
Proteus默认安装文件夹如下:C:\Program Files\Labcenter Electronics\Proteus 7 Professional\1.3 进入Proteus ISIS双击桌面上的ISIS 7 Professional 图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus 7 Professional”→“ISIS 7 Professional”,出现如图1-1 所示屏幕,表明进入Proteus ISIS 集成环境。
基于Proteus仿真模拟电路实验与设计PPT课件
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13
❖ (5) 电感和变压器
❖ 电感和变压器同属电感“Inductors”这一分类,只不 过在子类中,又分为通用电感、表面安装技术(SMT) 电感和变压器。一般来说,使用电感时直接拾取 “INDUCTOR”元件,使用变压器时,要看原、副 边的抽头数而定。
❖ 变压器的匝比是通过改变原、副边的电感值来实现 的。打开“TRAN-2P2S”变压器的元件属性对话框, 如图4-5所示,原边和副边的电感值都是1H,即变 比n为1:1。如果我们想使它成为n=10:1的降压变压 器,可以改变原边电感,也可改变副边电感,还可 以两者同时改变,但要保证,即原、副边电压比值 等于原边电感与副边电感的平方比。
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14
❖ 如“TRSAT2P2S2B”即Saturated Transformer with secondary and bias windings,意思是具有副边和 偏置线圈的饱和变压器。
图4-4 变压器拾取对话框
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❖ 变压器在调用时,由于对称按钮可能处于选中状态, 原、副边绕组的位置就颠倒了,使用时要注意,尤 其是原边和副边绕组数目相同的变压器,这涉及到 原、副边的匝比是升压或降压变压器的问题。
直接输入“NPN”或“PNP”来拾取通用元件即可。 如果用到场效应管,则可以在对应的子类中查找。
如图4-1中右侧所示。
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6
图4-1 三极管元件拾取对话框
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(2) 二极管
多级负反馈放大器的研究仿真实验报告
多级负反馈放大器的研究一、实验目的(1)掌握用仿真软件研究多级负反馈放大电路。
(2)学习集成运算放大器的应用,掌握多级集成运放电路的工作特点。
(3)研究负反馈对放大器性能的影响,掌握负反馈放大器性能指标的测试方法。
1) 测试开环和闭环的电压放大倍数、输入电阻、反馈网络的电压反馈系数和通频带; 2) 比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带在开环和闭环时的差别; 3)观察负反馈对非线性失真的改善。
二、实验原理及电路 (1)基本概念: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。
若反馈的结果使净输入量减小,则称之为负反馈;反之,称之为正反馈。
若反馈存在于直流通路,则称为直流反馈;若反馈存在于交流通路,则称为交流反馈。
交流负反馈有四种组态:电压串联负反馈;电压并联负反馈;电流串联负反馈;电流并联负反馈。
若反馈量取自输出电压,则称之为电压反馈;若反馈量取自输出电流,则称之为电流反馈。
输入量、反馈量和净输入量以电压形式相叠加,称为串联反馈;以电流形式相叠加,称为并联反馈。
在分析反馈放大电路时,“有无反馈”决定于输出回路和输入回路是否存在反馈支路。
“直流反馈或交流反馈”决定于反馈支路存在于直流通路还是交流通路;“正负反馈”的判断可采用瞬时极性法,反馈的结果使净输入量减小的为负反馈,使净输入量增大的为正反馈;“电压反馈或电流反馈”的判断可以看反馈支路与输出支路是否有直接接点,如果反馈支路与输出支路有直接接点则为电压反馈,否则为电流反馈;“串联反馈或并联反馈”的判断可以看反馈支路与输入支路是否有直接接点,如果反馈支路与输入支路有直接接点则为并联反馈,否则为串联反馈。
引入交流负反馈后,可以改善放大电路多方面的性能:提高放大倍数的稳定性、改变输入电阻和输出电阻、展宽通频带、减小非线性失真等。
实验电路如图所示。
负反馈放大电路的设计与仿真proteus
负反馈放大电路的设计与仿真一、实验元件2N2222A三极管(2个)、1mV 10KHz 正弦电压源、12V直流电压源、10uF电容(5个)、5.1KΩ1%负反馈电阻、3.0KΩ5%集电极电阻(2个)、1.50KΩ1%电阻、1.40KΩ1%电阻、1.00KΩ1%负载电阻、100Ω1%电阻、20.0KΩ1%基极电阻(2个)、10.0KΩ1%基极电阻(2个)、开关、万用表、示波器等。
二、实验原理由于电容对直流量的电抗为无穷大,因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路各不相通,各级的静态工作点相互独立,本次实验采用了实验一的数据,所以可不必重新调节静态工作点。
在实验电路中引入电压串联负反馈,将引回的反馈量与输入量相减,从而调整电路的净输入量与输出量,改变电压放大倍数、输入电阻与输出电阻。
参数选择:为了使反馈达到深度负反馈,实验中选取了5.1KΩ的负反馈电阻,同时为了不会在引入负反馈后出现交流短路的现象,将Re1分为两个部分Re11(100)和Re12(1.4KΩ)。
根据实验要求,设计的两级阻容耦合放大电路如图1:图1 两级阻容耦合放大电路原理图三、电路频率特性测试1、未引入电压串联负反馈前的电路频率特性将电路中的开关J1打开,则此时电路为未引入电压串联负反馈的情况,对电路进行频率仿真,得到如图2的电路频率特性图。
图2 未引入负反馈的频率特性曲线和通频带指针读数根据上限频率和下限频率的定义——当放大倍数下降到中频的0.707倍对应的频率时,即将读数指针移到幅度为中频的0.707倍处,如图2,读出指针的示数,即下限频率f L=761.6815 Hz, 上限频率f H=348.2346 KHz, 因此通频带为(348.2346×—761.6815)Hz。
调节信号源的幅度,当信号源幅度为1mV时,输出波形不失真,如图3:图3 信号源幅度为1mV时的不失真输出波形继续调节信号源的幅度,当信号源幅度为2mV时,输出波形出现了较为明显的失真,如图4:图4 信号源幅度为2mV时出现截止失真的输出波形2、引入电压串联负反馈后的电路频率特性将电路中的开关J1闭合,则此时电路引入电压串联负反馈,对电路进行频率仿真,得到如图5所示的引入电压串联负反馈后的电路频率特性图。
《电子技术》课程设计报告 - 负反馈放大电路”和“半加器 全加器”课程设计
2.1 负反馈放大电路
(1)复习电压串联负反馈的工作原理、参数计算、对放大电路性能的影响。。 (2)仔细阅读 Multisim 软件的介绍。 (3)在 Multisim 中搭建仿真电路:分别搭建一个两级阻容耦合放大电路构成的电压串 联负反馈电路;测量电路空载和带负载时的闭环电压放大倍数;观察反馈电路的闭环幅 频特性,测量上、下限频率,计算带宽(通频带);去掉反馈环、在其他条件不变的情 况下,测量电路空载和带负载时的开环电压放大倍数,观察电路的开环幅频特性,测量 上、下限频率,计算带宽(通频带)。 (4)除了已给参数,电路结构、其他元器件参数自己选定。 (5)报告内容包括:电路结构、工作原理、参数计算过程等等;仿真电路;仿真波形、 数据等结果分析,对波形、数据进行必要的文字说明。
表 3-3 全加器真值表
输入
An
Bn
Cn-1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1ห้องสมุดไป่ตู้
输出 Cn 0 0 0 1
输出
Sn
Cn
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
3.2.4 仿真波形分析
7
华南理工大学广州学院电气工程学院《电子技术》课程设计报告
图 3-7 全加器仿真波形
四、本设计改进建议
仿真设计电路中所用元件繁多,可更简洁些,有些电阻可以改用可变电阻代替。 电路中可加入保护电阻。电路可以更精简些。所得的数据可以更加精准。
负反馈放大器电路multisim仿真
例以电压串联负反馈为例,分析负反馈对
放大器各项性能指标的影响。源自图2.3.1为带有负反馈的两级阻容耦合放 大电路,在电路中通过RF(RF)把输出电压uo
引回到输入端,加在晶体管VT1(VT1)的发射 极上,在发射极电阻RF1(RF1)上形成反馈电 压uf。根据反馈的判断法可知,它属于电压 串联负反馈。
2. 反馈系数 Fu
RF1 RF RF1
3. 输入电阻
Rif=(1+AuFu )Ri
4. 输出电阻
R Of RO 1 AuOFu
式中:RO 为基本放大器的输出电阻。AuO 为基本放大器RL=∞时的电压放大倍数。
负反馈对失真的改善作用
将图2.3.1电路中开关“Key=A”断开,双 击电路窗口中信号源符号,打开AC Voltage 对话框如图2.3.2所示。
负反馈放大器电路multisim仿真
负反馈放大器电路工作原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用, 虽然它使放大器的放大倍数降低,但能在多方 面改善放大器的动态指标,如稳定放大倍数,
改变输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽
通频带等。因此,几乎所有的实用放大器都带 有负反馈。
负反馈放大器有四种组态,即电压串 联,电压并联,电流串联,电流并联。本
从图2.3.4 、2.3.5可看出波特图仪的参数 设置是一样的,但加入负反馈后通频带得
到了展宽。
图2.3.2 AC Voltage对话框
Voltage区:设置输入电压的幅值为1V。 Voltage RMS区:自动显示输入电压的有
效值0.71V。
Frequency 区 : 设 置 输 入 电 压 频 率 为 1000HZ。
也可逐步加大ui的幅度,用示波器观察, 使 输出信 号出现失 真如图 2. 3. 3( a)所 示
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负反馈放大电路的设计与仿真
一、实验元件
2N2222A三极管(2个)、1mV 10KHz 正弦电压源、12V直流电压源、10uF电容(5个)、5.1KΩ1%负反馈电阻、3.0KΩ5%集电极电阻(2个)、1.50KΩ1%电阻、1.40KΩ1%电阻、1.00KΩ1%负载电阻、100Ω1%电阻、20.0KΩ1%基极电阻(2个)、10.0KΩ1%基极电阻(2个)、开关、万用表、示波器等。
二、实验原理
由于电容对直流量的电抗为无穷大,因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路各不相通,各级的静态工作点相互独立,本次实验采用了实验一的数据,所以可不必重新调节静态工作点。
在实验电路中引入电压串联负反馈,将引回的反馈量与输入量相减,从而调整电路的净输入量与输出量,改变电压放大倍数、输入电阻与输出电阻。
参数选择:为了使反馈达到深度负反馈,实验中选取了5.1KΩ的负反馈电阻,同时为了不会在引入负反馈后出现交流短路的现象,将Re1分为两个部分Re11(100)和Re12(1.4KΩ)。
根据实验要求,设计的两级阻容耦合放大电路如图1:
图1 两级阻容耦合放大电路原理图
三、电路频率特性测试
1、未引入电压串联负反馈前的电路频率特性
将电路中的开关J1打开,则此时电路为未引入电压串联负反馈的情况,对电路进行频率仿真,得到如图2的电路频率特性图。
图2 未引入负反馈的频率特性曲线和通频带指针读数
根据上限频率和下限频率的定义——当放大倍数下降到中频的0.707倍对应的频率时,即将读数指针移到幅度为中频的0.707倍处,如图2,读出指针的示数,即下限频率
f L=761.6815 Hz, 上限频率f H=348.2346 KHz, 因此通频带为(348.2346×—761.6815)
Hz。
调节信号源的幅度,当信号源幅度为1mV时,输出波形不失真,如图3:
图3 信号源幅度为1mV时的不失真输出波形
继续调节信号源的幅度,当信号源幅度为2mV时,输出波形出现了较为明显的失真,如图4:
图4 信号源幅度为2mV时出现截止失真的输出波形
2、引入电压串联负反馈后的电路频率特性
将电路中的开关J1闭合,则此时电路引入电压串联负反馈,对电路进行频率仿真,得到如图5所示的引入电压串联负反馈后的电路频率特性图。
图5引入负反馈后的频率特性和通频带指针读数
将读数指针移到幅度为中频的0.707倍处,如图5,读出指针的示数,即下限频率f L=33.6584 Hz, 上限频率f H=4.7302 MHz, 因此通频带为(4.7302×—33.6584)Hz,明
显比未引入负反馈前放宽!
再来观察引入电压串联负反馈后,整个电路的最大不失真电压值。
当信号源幅度为1mV 时,可以被不失真放大,调节信号源幅度至24mV时,输出波形仍未失真,如图6:
图6 信号源幅度为24mV时的临界不失真输出波形
继续增大至25mV时,输出波形开始出现了饱和失真,如图7:
图7信号源幅度为25mV时饱和失真的输出波形
可见加入负反馈后,电路的动态范围增大,即电路可不失真放大的最大信号幅度增大.
四、电路的放大倍数、输入和输出电阻
1、测量放大倍数
按图8,图9所示连接,分别测出J1打开和闭合时的输入电压U i、输出电压U o,放大倍数即为A u=U o/U i,从而可分别算出引入负反馈前后的电压放大倍数。
a)未引入负反馈的放大倍数
打开J1,如图9,测得输入电压U i≈1mV,输出电压U o=598.033mV,则A u=U o/U i=598.033。
图8测量无负反馈时的电压放大倍数的电路图
b)引入负反馈后的放大倍数
闭合J1,如图9,测得输入电压U i≈1mV,输出电压U o=47.551mV,则A u=U o/U i=47.551。
图9测量有负反馈时的电压放大倍数的电路图
可见电压串联负反馈的引入,使得电压放大倍数明显减小,两者相差约12.6倍。
2、测量输入电阻
按图10,图11所示连接电路,分别测出J1打开和闭合时的输入电压U i、输入电流I i,输入电阻即为R i=U i/I i,从而可分别算出引入负反馈前后的输入电阻。
a)未引入负反馈的输入电阻
打开J1,如图10,测得输入电压U i≈1mV,输入电流I i=194.329 nA,则R i=U i/I i=5.146KΩ。
图10 测量无负反馈时的输入电阻的电路图
b)引入负反馈后的输入电阻
闭合J1,如图11,测得输入电压U i≈1mV,输入电流I i=154.017 nA,则R i=U i/I i=6.493KΩ。
图11 测量有负反馈时的输入电阻的电路图
3、测量输出电阻
按图12,图13所示连接电路,分别测出J1打开和闭合时的输出电压Uo、输出电流Io,输出电阻即为Ro= Uo/Io,从而可分别算出引入负反馈前后的输出电阻。
a)未引入负反馈的输出电阻
打开J1,如图12,测得输出电压Uo≈1mV,输出电流I i=353.57nA,则Ro= Uo/Io=2.828KΩ。
图12测量无负反馈时的输出电阻的电路图
b)引入负反馈后的输出电阻
闭合J1,如图13,测得输出电压Uo≈1mV,输出电流I i=17.159 uA,则Ro= Uo/Io=58.278Ω。
图13测量有负反馈时的输出电阻的电路图
五、AF ≈1/F的验证
按如图14所示连接电路,闭合J1。
由于电压串联负反馈电路的A F=A uuf=U o/U i、F=F uu =Uƒ/U o,因此,需要测量输出电压U o、输入电压U i、反馈电压Uƒ。
图14 A F≈1/F的验证电路
测得U i≈1mV,U o=47.551mV,Uƒ=991.747uF,则A F=A uuf=U o/U i=47.551,F=F uu =Uƒ/U o=0.02086,1/F=47.939,因此A F≈1/F得到验证。
六、实验结果分析
本次实验通过对二级阻容耦合放大电路引入电压串联负反馈前后进行电路仿真,由实验结果可以得出这样的结论:对电路引入电压串联负反馈,会减小其下限频率,增大其上限频率,从而使其通频带变宽;引入电压串联负反馈,会减小电路的电压放大倍数,并增大电路可不失真放大的最大信号幅度,减小非线性失真;引入电压串联负反馈,会增大输入电阻,
减小输出电阻。
最后通过测量计算验证了A F≈1/F的结果,误差E=∣47.551-47.939∣/47.551×100%=0.816%.本次实验完成地比较成功。