?比没有加负反馈时的放大倍数A?降从上式可见,加上负反馈后,电压放大倍数Avvf???F?低了(1+Avv)倍,并且1?AvFv越大,放大倍数降低越多。
2.负反馈可提高放大倍数的稳定性。
图3—1 电压串联负反馈放大电路
??1,可见加负反馈后的放大倍数A?与基本放大器几乎无关,?F?》1时,A当AVvvf?F?。 ?仅仅取决于反馈网络的反馈系数F也就是说,与电路中的其它参数无关,Af当反馈深度一般时,有
dAfAf?1dA ?1?AFAdAfAf比开环放大
?的相对变化量该式表明:引进负反馈后,放大器闭环放大倍数Af倍数的相对变化量
dA减少了(1+AF)倍,即闭环增益的稳定性提高了(1+AF)倍。 A3.负反馈可扩展放大器的通频带
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引入负反馈后,放大器闭环时的上、下限截止频率分别为:
?F?)f fHf?(1?AH fLf?fL ??1?AF?F?F?)倍,f向低端扩展了(1+A?)可见,引入负反馈后,fHf向高端扩展了(1+ALf
倍,从而使通频带得以加宽。
4.负反馈对输入阻抗、输出阻抗的影响
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。一般而言,凡是串联负反馈,其输入阻抗将增加,凡是并联负反馈,输入阻抗将减小;凡是电压负反馈,其输出阻抗将减少,凡是电流负反馈,其输出阻抗将增加。本实验引入的是电压串联负反馈,所以对整个放大器而言,输入阻抗增加了,而输
?F?)有关。 出阻抗降低了。它们增加和降低的程度与反馈深度(1+A?F?)Rif?Ri(1?A
RoRof??F?1?A
综上所述,在放大器引入电压串联负反馈后,不仅可以提高放大器放大倍数的稳定性,还可以扩展放大器的通频带,提高输入电阻和降低输出电阻。
五.实验内容
1.在模拟电路实验箱上按图3—1所示电路连线,检查无误后接通电源。 2.调整静态工作点。用万用表直流电压档测量VE1,电压调节电位器Rp,使Ve1=1.5V。然后再用万用表分别测量放大电路第一级、第二级的静态工作点,填入表3—1中。
3.负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试。 ①反馈先不接入电路,即RF先不接入。
②将信号发生器调到频率f=1KHz,输出为正弦波,作为Vs接入电路中。调节信号发生器的“AMPLITUDE”旋钮,使Vi为1mV(即用电子管毫伏表测量的有效值)。 ③保持输入电压Vi为1mV不变,测量负载电阻RL=∞时输出电压Vo的有效值,填入
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表3—2中。与此同时,用双踪示波器同时观察Vi和Vo的波形,并在坐标纸上记录这两个波形,比较开环时它们的大小和相位。
表3—1
V1 第一级 V2 第二级 理论值 测量值 理论值 测量值 VE VCE IE VBE ④接入反馈电路,也保持输入电压Vi为1mV不变,测量负载电阻RL=∞时输出电压Vo的有效值,填入表3—2中。与此同时,用双踪示波器同时观察Vi和Vo的波形,并在坐标纸上记录这两个波形,比较闭环时它们的大小和相位。
表3—2
RL(KΩ) 理论值 开环 测量值 RL=∞ RL=1.5K RL=∞ RL=1.5K 理论值 闭环 测量值 RL=∞ RL=1.5K RL=∞ RL=1.5K 4. 验证电压放大倍数的稳定性
将RL=1.5K的负载电阻接入电路,保持输入电压有效值Vi为1mV不变,测量此时开环和闭环时电路的输出电压有效值,计算Av及Avf的相对变化量,并将结果填入3—2中。
5*.负反馈对非线性失真的改善作用
①将图3—1电路开环,逐步加大Vi的幅度,使输出信号出现非线性失真,记录此
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Vi(mV) Vo(mV) Av(Avf) ?AV/AV 失真波形幅度,并在坐标纸上绘制此波形。
②将电路闭环,观察输出情况,并适当增加Vi幅度,使输出幅度接近开环时失真波形幅度,再观察输出情况,并将此波形绘制在坐标纸上。然后再将两个波形图相比较,则可以看出负反馈对失真的改善作用。
6*.放大器频率特性
①将图3—1电路先开环,适当选择Vi的幅值(频率为1KHz,输出VO波形不失真),用示波器测出VO的峰-峰值VOPP的数值。
②保持输入信号幅值不变逐步增加频率,这时VO会减小,当VO减小到0.707VOPP时,此时函数信号发生器所指示的频率为该放大电路的上限频率fH。填入表3—3中。 ③同理,减少输入信号的频率(也必须保持输入信号幅值不变),VO同样会减小,当VO减小到0.707VOPP时,此时函数信号发生器所指示的频率为该放大电路的下限频率fL。填入表3—3中。 ④通频带 BW=fH-fL
⑤将电路闭环,重复①—③步骤,并将结果填入表3—3中。
表3—3
开环 闭环 六.实验报告
1.将实验值与理论值比较,分析误差原因。 2.根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。
七.思考题
针对本实验电路设计“负反馈对放大器输入电阻和输出电阻的影响”的实验方案,拟定实验步骤。
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fH(Hz) fL(Hz)
实验四 集成运算放大器应用之一
一.实验目的
1.熟悉用集成运算放大器构成基本运算电路的方法。 2.掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能。
二.实验仪器
1.TPE-A3型模拟电路实验箱 2.V-252型双踪示波器 3.XJ1630型函数信号发生器 4.MF-500型万用表 三.预习要求
1.复习由运算放大器组成的电压跟随器、反相比例、反相加法、同相比例等运算电路的工作原理。
2.计算表4—1、4—2、4—3、4—4中的Vo和Af。 3.计算积分电路输出波形的频率和幅值。 四.实验原理 1.同相放大器
电路如图4—3所示。信号由同相端输入,在理想化条件下,其闭环电压增益为
图4—1 电压跟随器 图4—3 同相放大器
Avf?
voR?1?F viR115