实验五 负反馈电路设计

实验五
一、实验目的：
1．研究放大电路中引入负反馈后对各项性能指标的影响；
2．学习放大器的频率特性的测量方法。

二、实验原理
实验参考电路如图 5.1 所示。

该电路在发射极支路串联一只电阻R F ，引入了“串联电流负反馈”。

电位器W 用来调整静态工作点。

1．静态工作点的估算
静态工作点的计算，类似于共射极放大电路（实验三），只要令R e = R e1 + R F 即可。

2．引入交流负反馈后对各项性能指标的影响与估算
1）负反馈后对各项性能指标的影响引入交流负反馈后，可改善放大器的交流性能指标。

例如，减小非线性失真、扩展通频带、提高输出电压或电流的稳定性、改变输入输出阻抗。

负反馈有四种组态，其特性如表5.1所示。

2）放大电路性能指标的估算
对图5.1 所示的电流串联负反馈，可对交流性能指标的影响有：减小了非线性失真、扩展了通频带、提高了输出电流的稳定性、提高了输入输出阻抗。

1）电压放大倍数
开环放大电路放大倍数
2）输入电阻
开环输入电阻
3. 放大电路频率特性的测量
放大电路中耦合电容（图5.2中C1、C2与C E）会影响放大器的低频特性（低频时这些电容的容抗很大），三极管的内部电容将影响放大器的高频特性（高频时三极管的内部电容的容抗变小）。

因此，放大器的幅频特性如图5.2所示。

测量放大倍数随频率变化曲线的幅频特性方法：
1）从信号发生器产生的交流电压输入到电路；
2）改变输入信号ui的频率，每改变一个频率就测出放大器的一个输出电压（输入
电压不要改变）；
3）按Au=U O/U I计算，据此可画出幅频特性。

通频带为f bw=f H –f L
三、实验内容
1．安装电路
按图5-1, 在“模拟电路实验箱”上组装电路，使用电路模板---晶体管放大器1 与2（见
附录3），经检查无误后, 接通+12V 直流电源。

2．测量并调试静态工作点
调节电位器W 使其满足要求(I E＝2mA)。

3．测量闭环电压放大倍数、频率特性对图5-1 情况，即为闭环状态，按如下操作：
1）测量闭环电压放大倍数：从信号发生器，产生信号频率为f=1KH Z，有效值为30mV
的交流电压输入到电路；测量放大电路输出电压U O 与输入电压U i，填入数据表中，据此可计算闭环电压放大倍数A uf = U O/U i；
2）测量闭环幅频特性：
从信号发生器，产生电压有效值为30mV 的交流电压输入到电路；改变输入信号u i 的频率，每改变一个频率就测出放大器的一个输出电压，填入数据表中；测出上限载止频率f Hf 与下限载止频率f Hf，填入数据表中。

按A uf = U O/U I 计算，可画出闭环幅频特性，如图5.2 所示。

注意: （1）改变输入信号u i 的频率时，输入信号u i 的幅度不要改变；
（2）频率点选择：
中频大致范围：1KHz – 100KHZ, 测2 个频率点即可，求出的是中频放大倍数A um, 在中频范围内放大倍数几乎不会变化。

高频大致范围：100KHZ 以上, 测几个频率点即可，对应放大位数为0.7A um(0.7 对应-3db) 的频率是上限频率f Hf。

低频大致范围：1KHZ 下, 测几个频率点即可，对应放大位数为0.7A um 的频率是下限频率f Lf。

4．测量开环电压放大倍数、频率特性
在图5-1 中，电容C F 的上端接至三极管的发射极，即为工作在交流开环状态，按如下操作：
1）测量开环电压放大倍数：从信号发生器产生信号频率为f=1KH Z 的交流电压输入到电路，用示波器观察输出电压，调节输入信号的幅度，使输出信号不失真；测量放大电路输出电压U O 与输入电压U i，填入数据表中，据此可计算开环电压放大倍数A u =U O/U i；
2）测量开环幅频特性：
在上述情况下，改变输入信号u i 的频率（不要改变幅度），每改变一个频率就测出放大器的一个输出电压，填入数据表中；测出上限载止频率f Hf 与下限载止频率f Hf，填入数据表中。

按Au = U O/U I 计算，可画出开环幅频特性，如图5.2 所示。

四、实验数据及处理
调节电位器W 使其满足要求(I E＝2mA)，用交流毫伏表测得Ube=4.52v；Uceq=4.32v；
产生信号频率为f=1KH Z，有效值为30mV，测量放大电路输出电压U O 与输入电压U i,计算闭环电压放大倍数A uf = U O/U i=0.59/0.030=19.7；
产生信号频率为f=1KH Z，有效值为30mV，测量放大电路输出电压U O 与输入电压U i,计算闭环电压放大倍数A uf = U O/U i=1.90/0.030=63.3；
五、实验器材
(1) GOS-620 型双踪示波器一台；
(2) DF1641A 型函数信号发生器一台；
(3) SX2172 型交流毫伏表一台。

(4) 模拟电路实验箱一台。

(5) 数字万用表一只
(6) 电子元件（使用电路模板---晶体管放大器1 与2，见附录3）：
Rc＝3KΩ；R1＝R b2＝10KΩ；R e1＝1KΩ；R e1=1kΩ；电位器=100KΩ；
负反馈电路设计实验报告
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