含负反馈的两级阻容耦合放大电路设计

含负反馈的两级阻容耦合放大电路设计

一实验目的:

1.学习利用Electronics Workbench Multisim电子线路仿真软件构建自己的虚拟实验室。

2.学习多级共射极放大电路及其静态工作点、放大倍数的调节方法。

3.掌握多级放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性的测量方法。

4.加深对负反馈放大电路放大特性的理解。

5.研究负反馈对放大电路各项性能指标的影响。

二主要仪器设备:

1. 虚拟实验设备

⏹操作系统为Windows XP的计算机 1台

⏹Electronics Workbench Multisim 8.x～9.x电子线路仿真软件

1套.

2. 实际工程实验设备

⏹模拟实验箱 1台

⏹函数信号发生器 1台

⏹示波器 1台

⏹数字万用表 1台

三实验原理及实验电路

通常放大电路的放大倍数都是很微弱的,一般为毫伏或微伏数量级.为了推动负载工作,因此要求把几个单级放大电路连接起来,使信号逐级得到放大.因此构成多极放大电路.级间的连接方式叫耦合,如耦合电路是采用电阻,电容耦合的叫阻容耦合放大电路.本试验采用的就是两极阻容耦合放大电路,如图1-1所示.其中两极之间是通过耦合电容C2及偏置电阻连接,由于电容隔直作用,所以两极放大电路的静态工作点可以单独调试测定.

两极阻容耦合放大电路的电压放大倍数

Au= Au1*Au2

从表面看，通过对多个单级放大电路的适当级联，可以实现任意倍数的放大。似乎放大电路已经没有什么可以研究的了。但是，问题并不是这么简单。首先静态工作点与放大倍数是互相影响的，其次，放大倍数与输出电阻也可能互相影响，第三，输入电阻与放大倍数也可能互相影响.在电路中引入负反馈，可以解决这个问题。如电路图所示.

负反馈对放大电路性能主要有五个方面的影响:

1.降低放大倍数

2.提高放大倍数的稳定性

3.改善波形失真

4.展宽通频带

5.对放大电路的输入电阻和输出电阻的影响

四实验预习内容:

1预习实验电路的原理,明确实验目的及内容

2掌握放大电路的静态和动态的测试方法.

3了解实验所需仪器设备的结构性能及使用方法(特别是波特图示仪）

4求电路图1-1的静态工作点和电压放大倍数

五实验研究分析报告

参照实验电路图1-1，完成测量电路的接线，断开反馈支路。

一测定基本放大电路的静态工作点

1在放大电路的输入端加入信号Ui=0.1mv，f=1kHz。用示波器观察第一，第二级的输出电压波形是否失真？若失真，调节偏置电阻Rw1，Rw2的参数。

2 在输出波形不失真的条件下，测量放大电路的各参数，并记录于表1-3中。

二测量基本放大电路的性能

1 测量基本放大电路的放大倍数Au

在基本放大电路的输入端加信号Ui=0.1mv，f=1kHz。RL=无穷测量输出电压U。，则;

Au=U。%Ui

2 测量基本放大电路的输出电阻r。

在基本放大电路的输出端接入负载RL，输入信号Ui=0.1mv，f=1kHz。测量输出电压U。，则：

r。=（U。'-U。）*RL%U。

其中U。’是未接RL时的输出电压，U。是接入时的输出电压。

3 测量基本放大电路的输入电阻ri

在输入信号源与基本放大电路之间串接一个电阻Rs一千欧，然后加大信号源电压，使放大电路的输出电压与未接Rs时相同，测量信号源电压Us和基本放大电路的输入电压Ui。则：

ri=Ui*Rs%（Us-Ui）

以上数据记录于下表1-4中。

4 测量基本放大电路的频率特性

连接波特图示仪如图1-1。选择Magnitude（幅值），调节horizontal（横轴）设置，verticl （纵轴）设置，F指的是终值，I指的是初值。在其面板上可以直接设置横轴和纵轴的坐标及其参数。得到电路的幅频特性。Phase（相位）可以得到电路的相频特性。

三测量反馈放大电路的性能

将反馈支路接上，参考实验二的步骤，测量负反馈放大电路的放大倍数，输出输入电阻，和频率特性。

六实验分析及总结

在整个仿真实验过程中，遇到的问题和排除过程。

1 在理论上,我完成了符合要求的电路图和各参数的设定后,然后进行仿真,

结果发现电压的放大倍数并不是和设计的一致,原因是此时的输出波形已经出现了截止失真,然后便进行电路静态工作点的调节,但是不管我怎么调,输出波形还是或多或少的会出现失真.最后发现我的输入信号太大了.当输入较小信号是满

足了实验的要求.

结论一: 不合适的静态工作点和较大的输入信号会引起输出的非线性失真

2 在测量基本电路的频率特性时 .频带完全不符合实验要求,然后我通过调

节各电容值的大小发现:

结论二: 发射极偏置电容的大小对放大电路的频带影响较大,而特别是电路

图中的电容C7对频带的影响最为显著.

3 当接入负反馈电路后,确定了Rf电阻值后,电路出现了自激振荡现象.此时我在电路里接了一相位补偿电容,并调节其合适的电容值,最后消除了自激现象.

对负反馈放大电路有什么新的认识？写一些心得体会。

1 从之前单纯的由已知电路图求解,到这次根据要求自己设计电路,我充分的认识到了理论指导的重要性,只有掌握好理论知识才不会在实际设计中不知所措.

3负反馈电路在模电中算是比较重要的内容,但在过去都只要求我们能够对已有电路上负反馈进行判断和计算.并没有要求我们设计一个电路来满足实际的要求.通过一步步地调试才得到了实验电路图,这也加深了我对模电的理解.

2 本次实验中出现了自激振荡的现象,通过查阅有关资料,我发现可以连接一个相位补偿电容来消除自激现象,这又是我在本实验中学到的新知识.