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7、实验七:电压串联负反馈放大电路

湖北科技学院计算机科学与技术学院
《电路与电子技术》实验报告学号姓名实验日期:
实验题目:电压串联负反馈放大电路
【实验目的】
1.加深理解负反馈对放大电路性能的影响
2.掌握放大电路开环与闭环特性的测试方法
【实验器材】
模拟电子线路实验箱一台
双踪示波器一台
万用表一台
连线若干
其中,模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块,元器件模组以及“电压串联负反馈放大电路”模板。

【实验原理】
1.参考电路如图1-1所示。

负反馈有四种类型:电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈。

本实验电路由两级共射放大电路引入电压串联负反馈,构成负反馈放大器。

其中反馈电阻RF=10KΩ。

2.电压串联负反馈对放大器性能的影响
(1)引入负反馈降低了电压放大系数
式中,是反馈系数,,是放大器不引入级间反馈
时的电压放大倍数(即,但要考虑反馈网络阻抗的影响),其值可由图1-2所示的交流等效电路求出。

设,则有
式中:第一级交流负载电阻
第二级交流负载电阻
从式中可知,引入负反馈后,电压放大倍数比没有负反馈时的电压放大倍数降低了()倍,并且愈大,放大倍数降低愈多。

图1-2
(2)负反馈可提高放大倍数的稳定性
该式表明:引入负反馈后,放大器闭环放大倍数的相对变化量比开环放大倍数的
相对变化量减少了(1 AF )倍,即闭环增益的稳定性提高了(1 AF )倍。

(3)负反馈可扩展放大器的通频带
引入负反馈后,放大器闭环时的上、下截止频率分别为:
可见,引入负反馈后,向高端扩展了倍,从而加宽了通频带。

(4)负反馈对输入阻抗、输出阻抗的影响
负反馈对输入阻抗、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,串联负反馈可以增加输入阻抗,并联负反馈可以减小输入阻抗;电压负反馈将减小输出阻抗,电流负反馈可以增加输出阻抗。

图1-1电路引入的是电压串联负反馈,对整个放大器电路而言,输入阻抗增加了,输出阻抗降低了。

它们的增加和降低程度与反馈深度(1 AF )有关,在反馈环内满足
(5)负反馈能减小反馈环内的非线性失真
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,减小非线性失真。

【实验内容】
1、负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试 (1)开环电路
①按图1-1接线,F R 先不接入。

②输入端接入KHz f mV V i 1,1==的正弦波(注意输入mV 1信号采用输入端衰减法)。

调整接线和参数使输出不失真且无振荡。

③按表2.1要求进行测量并填表。

④根据实测值计算开环放大倍数。

(2).闭环电路 ①接通f R 。

②按表2.1要求测量并填表,计算vf A 。

③根据实测结果,验证F
A vf 1≈。

表2.1
2、负反馈对失真的改善作用
(1)将图1-1电路开环,逐步加大i U 的幅度,使输出信号刚出现失真(注意不要过份失真)记录失真波形幅度。

(2)将电路闭环,观察输出情况。

(3)画出上述各步实验的波形图。

3、测放大电路频率特性
(1)将图1-1电路先开环,选择输入端接入mV U i 1=,KHz f 1=的正弦波,使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。

(2)保持输入信号幅度不变,逐步增加频率,直到输出波形减小为原来的70%,此时的信号频率即为放大电路H f 。

(3)条件同上,但逐渐减小频率,测得L f 。

(4)将电路闭环,重复1~3步骤,并将结果填入表2.2
4、观察负反馈对非线性失真的影响 开环状态下,保持输入信号频率
,用示波器观察输出波形刚刚出现失真时的情况,
记录Vo 的幅值。

然后加入负反馈形成闭环,并加大
,使
幅值达到开环时相同值,再观
察输出波形的变化情况。

对比以上两种情况,得出结论。

【实验结论】
①负反馈可提高增益的稳定性:在放大电路中引入负反馈,虽然会导致闭环增益的下降,但能使放大电路的许多性能得到改善。

②负反馈可扩大通频带:负反馈具有稳定闭环增益的作用,信号频率的变化引起的增益的变化都将减小。

③负反馈可减小非线性失真:引入负反馈后,将使放大电路的闭环电压传输特性曲线变平缓,线性范围明显展宽。

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