模拟电子技术实验
实验7
负反馈放大电路
实验报告
2016.11.30
一、 实验目的
1、加深对负反馈放大电路的认识
2、加深理解放大电路中引入负反馈的方法
3、加深理解负反馈对放大电路各项性能指标的影响
二、 实验原理
负反馈在电子电路中的应用非常广泛，虽然它使放大电路的增益降低，但能在许多方面改善放大电路的动态指标，如稳定增益、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电路都有负反馈。
负反馈放大电路有四种组态，即电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大电路各项性能指标的影响。
1、如上图所示为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过Rf把输出电压Vo引回到输入端，加在晶体管T1的发射级上，在发射级电阻RF1上形成反馈电压Vf。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。
主要性能指标如下： （1）闭环电压增益 AVF=AV/(1+AVFV)
其中，AV =Vo/Vi，是基本放大电路（无反馈）的电压增益，即开环电压增益。 1+AVFV，是反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大电路性能改善的程度。 （2）反馈系数
FV=Vf/Vo=RF1/(Rf+RF1) （3）输入电阻 Rif=(1+AVFV)Ri
其中，Ri是基本放大电路的输入电阻。
可见负反馈可增大放大电路的输入电阻。
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（4）输出电阻
Rof=Ro/(1+AVoFV)
其中，Ro是基本放大电路的输出电阻。
AVo是基本放大电路RL=∞时的电压增益。 可见负反馈可减小放大电路的输出电阻。
2、测量基本放大电路的动态参数时，要先实现无反馈时的基本放大电路。需要注意的是，不能简单地把反馈电路断开，而是既要去掉反馈作用，又要把反馈电路的影响（负载效应）考虑到基本放大电路中去。为此：
（1）在画基本放大电路的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大电路的输出端交流短路，即令Vo=0，此时Rf相当于并联在RF1上。
（2）在画基本放大电路的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需要将反馈放大电路的输入端（T1管的射极）开路，此时（Rf+RF1）相当于并接在输出端。可近似认为Rf并接在输出端。
基本放大电路的电路图如下所示：
三、 实验设备与器件
1、±12V直流电源
2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、万用电表
6、实验用负反馈放大电路电路板
四、 实验内容与数据
1、测量静态工作点
按负反馈放大电路示意图连接实验电路，取Vcc=12V，Vi=0，用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点。
测量数据如下所示：
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其中通过直流电压表测出两级的Vo、VE、Vc，并通过Ic=（Vcc-Vc）/Rc计算得到Ic，Vcc、Rc均为已知。
第一级 第二级 VB(V) 2.754 1.853 VE(V) 2.160 1.235 Vc(V) 6.756 8.422 Ic(mA) 1.921 1.225 2、测试基本放大电路的各项性能指标
将实验电路按基本放大电路示意图改接为开环状态，即把Rf断开后分别并接在RF1和RL上，其他连线保持不变。
（1）测量中频电压增益Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro
①以f=1KHz，Vs约为5mV的正弦信号输入放大器，用示波器监视输出波形Vo，在Vo不失真的情况下，用交流毫伏表测量Vs、Vi、VL，记录数据。 下为输出波形不失真的波形图：
②保持Vs不变，断开负载电阻R（注意：Rf不要断开），测量空载时的输出电压Vo，记录数据。
其中，Av、Ri、Ro通过对测量值的计算间接获得，计算原理如下： Av=Vo/Vi Ri=Vi/Ii=Vi/【（Vs-Vi）/R】 Ro=（Vo-VL）RL/VL
负反馈放大电路的Avf、Rif、Rof计算同上
（2）测量通频带
接上R，保持（1）中的Vs不变，然后增加和减小输入信号的频率，找出上、下限频率fH和fL，记录数据。
3、测量负反馈放大电路的各项性能指标
将电路恢复为负反馈放大电路。适当加大Vs（约10mV），在输出波形不失真的条件下，得到负反馈放大电路的Avf、Rif、Rof，并测量得到fHf和fLf，记录数据。
数据记录如下： 基本放大电路 负反馈放大电路
Vs（mV） Vi（mV） VL（V） Vo（V） 1.72 1.50 0.587 0.965 Vs（mV） Vi（mV） VL（V） Vo（V） 10.00 9.64 0.662 0.723 - 3 -
Av Ri（kΩ） Ro（kΩ） 643.33 34.773 1.545 Avf Rif（kΩ） Rof（kΩ） 75.00 136.567 0.221
基本放大电路 负反馈放大电路 fL（KHz） fH（KHz） Δf（KHz） 0.0527 276.70 276.65 fLf（KHz） fHf（KHz） Δff（KHz） 0.0197 928.00 927.98
4、观察负反馈对非线性失真的改善
（1）实验电路改接为基本放大电路形式，在输入端加入f=1KHz的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形开始出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。
（2）再将实验电路改接为负反馈放大电路形式，增大输入信号的幅度，使输出电压幅度的大小与（1）相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。
数据与图像如下所示：
（1）中基本放大电路形式，输出波形开始出现失真时的输出电压的幅度为0.844V（接上RL负载时），波形图如下所示：
（2）中负反馈放大电路形式，调节输入电压使得输出电压幅度大小达到0与（1）相同，即为0.844V，此时的波形图如下：
波形明显没有失真，并且尝试着将输入电压调大，发现在一定的范围内输出电压的波形保持不失真。
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