实验五 负反馈放大器

实验五负反馈放大器

一、实验目的：

（1）通过实验了解电压串联负反馈对放大器性能的改善；

（2）了解负反馈放大器各项技术指标的测试方法；

（3）掌握负反馈放大电路频率特性的测量方法。

二、实验原理：

在电子电路中将输出电压或输出电流的一部分或全部通过一定的形式作用到输入回路，其影响到放大电路输出电压或输出电流的过程成为反馈。交流负反馈有4中形式，本实验对电压串联负反馈进行研究。如图所示为带有负反馈的两极阻容耦合放大电路。在电路中用R f把输出电压V O引回到输入端。又加在晶体管T1的发射极上，在发射极电阻R F1上形成反馈电压V f。

1. 负反馈使放大器的放大倍数降低

A uf =u F A u u

A 1+

从式中可见，加上负反馈后，A uf 比A u 降低了1+A u F u 倍，并且|1+A u F u |越大，放大倍数降低越多。深度反馈时

A uf ≈u F 1

2. 反馈系数

F u =F1

f F1R R R + 3. 负反馈改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗

负反馈对放大器输入阻抗和输出阻抗的影响比较复杂，不同的反馈形式对阻抗的影响不

一样。一般并联负反馈能降低输入阻抗，而串联负反馈则提高输入阻抗，电压负反馈使输出阻抗降低，电流负反馈使输出阻抗升高。

输入电阻为

R if =（1+A u F u ）R i

输出电阻为

R of =u F R u o

A 1+

4. 负反馈扩大了放大器的通频带

引入负反馈后，放大器的上限频率与下限频率的表达式分别为

f Hf =（1+A u F u ）f H

f Lf =u

L F u A 1f + BW= f Hf -f Lf ≈f Hf （f Hf >>f Lf ）

可见，引入负反馈后，f Hf 向高端扩展了1+A u F u 倍，f Lf 向低端扩展了1+A u F u 倍，使通频带加宽。

5. 负反馈提高了放大倍数的稳定性

当反馈深度一定时，有

u

u u uf uf

A A F A A d A 11d u += 可见引入负反馈之后，放大器闭环放大倍数A u 的相对变化量uf

uf A A d 比开环放大倍数的相对变化量u u

A A d 减少了1+A u F u 倍，即闭环增益的稳定性提高了1+A u F u 倍。

四、实验分析：

1.测量静态工作点：

（表格1-8-1）

V CE1=V C1-V E2=5.1064V

V CE2=V C2-V E2=7.2867V

晶体管T 1、T 2的发射结正偏，集电结反偏，均处于放大状态。

理论值：

I C1=≈+-+⨯

A m 1

1.07.015471512

2.003mA I C2=≈-++⨯A m 4

3.07.062

4.241033120.597mA V CE1=12V-2.003*(0.1+1+2.4)V ≈4.990V

相对误差=3.299

.4990.41064.5≈-% V CE2=12V-0.597*(0.43+5.1)≈8.699V

相对误差=16699

.82867.7699.8≈-% 2.测试基本放大器的各项性能指标：

（表格1-8-2）

R L =∞时，A u =i o V V =V

V m 03.20491.1≈74.43 R L =10k Ω时，A u =

i L V V =V V m 03.20112.1≈55.52 R o =（L

o V V -1）R=（V V 112.1491.1-1）*10k Ω≈3.41k Ω

R i =i S i

V V V -R=03

.2060.2503.20-*2k Ω≈7.19k Ω 3.测试负反馈放大器的各项性能指标：

（表格1-8-3）

R L =∞时，A u =i o V V =V

V m 61.20864.0≈41.92 R L =10k Ω时，A u =

i L V V =V V m 61.20725.0≈35.18 R o =（L

o V V -1）R=（V V 725.0864.0-1）*10k Ω≈1.92k Ω R i =i S i

V V V -R=61

.2053.2561.20-*2k Ω≈8.38k Ω 对比基本放大器与负反馈放大器的各项性能指标可知，加入负反馈后放大倍数变小，输出阻抗变小，输入阻抗变大，放大器的上限频率向高端扩展，下限频率向低端扩展，即通频带扩宽了。

4.观察负反馈对非线性失真的影响：

波形如图所示：

由图可知加入负反馈后峰值减小，且没有了失真现象，说明加入负反馈减小了放大倍数，增加了放大器的稳定性。

五、总结：

一方面，与基本放大器作比较，电压串联负反馈放大器可以使放大器的放大倍数降低，提高了输入阻抗，降低了输出阻抗，扩展了放大器的通频带（放大器的上限频率和下限频率均扩展了），提高了放大器的稳定性；另一方面，通过这次实验，加深了我们对负反馈放大器原理的理解，熟悉了放大器各项性能指标的测试方法，提高了动手实践能力。