实验3 负反馈放大电路
一、实验目的
1. 研究负反馈对放大器性能的影响。
2. 掌握负反馈放大器性能的测试方法。
3. 巩固示波器、信号发生器、交流毫伏表等常用电子仪器的使用方法。
二、实验仪器
1. 模拟电路实验仪。
2. 双踪示波器。
3. 交流毫伏表。
4. 信号发生器。
5. 多功能计数器。
6. 数字万用表。
三、预习要求
l. 认真阅读实验内容,图3.1电路中晶体管β值为120,计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。
说明:计算开环电压放大倍数时,要考虑反馈网络对放大器的负载效应。
对于第一级电路该负载效应相当于C F、R F与lR7并联,由于lR7≤R F,所以C F、R F的作用可略去。
对于第二级电路该负载效应相当于C F、R F与lR7串联后作用在输出端,由于lR7≤R F,所以近似看成第二级接有内部负载C F、R F。
2. 计算如图
3.1所示电路的级间反馈系数F。
图3.1 负反馈放大电路
3. 熟悉放大器频率特性测量方法。
1. 算 U in =100mV 、f=1kHz ,在实验箱上加衰减电阻,出电阻r o 。
输出电阻r o 的计算公式如下:四、实验内容
负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试(1)开环电压放大倍数和输出电阻的测量与计① 按图接线,R F 先不接入。
② 输入端接入正弦波信号源,使V i =1mV ,调整接线和工作点使输出信号不失真且无振荡。
③ 按表3.1要求进行测量并填表。
④ 根据实测值计算开环放大倍数和输L OL
O
o R )1V V (
r −= 式中:U o 是输出空载时的输出电压,U oL 是接入负载R L 时的输出电压。
l )的要求调整电路。
系数),讨论负反馈电路的带负载能力表3.1
R L (K Ω)V i (mV )(mV )A V (A Vf ) r o
(2)闭环电路
① 接通R F ,按(② 按表3.1要求测量并填表,计算A vf 。
③ 根据实测结果,验证A vf ≈1/F (F 为反馈。
V o ∞ 1 开环
1 K5 1 ∞ 1
闭环
1 K5 1
2. 观察负反馈对失真的改善作用
(l)将图3.1电路开环,输入信号频率不变,逐步加大V i的幅度,使V o输出波形出现失真(注意:失真不要过大)。
观察时,将输出波形V o的过零点调在荧光屏X坐标轴上,对比V o正负半周波形幅度的差值,即失真波形幅度。
(2)将电路闭环,观察输出情况,并适当增加V i幅度,使输出幅度接近开环时失真波形幅度。
观察负反馈对失真波形的改善作用。
(3)若R F=3KΩ不变,但R F接入1V1的基极,会出现什么情况?并用实验验证之。
(4)在表3.2中,画出上述各步骤实验中的波形图。
表3.2
无反馈电压串联负反馈电压并联负反馈
3. 负反馈对输入电阻的影响
在图3.1电路的输入回路中,串联一个10KΩ的电阻,同时加入正弦信号使U in=10mv,f=1KHz输出端空载,如图3.2所示。
图3.2 负反馈放大电路
表3.3
U in (mV )V i (mV )
r i (r if )
开环 闭环
按表3.3所示,测量开环和闭环时的U in 和V i ,比较负反馈对放大器输入电阻的影响。
说明:测量U in 和V i ,则有:R V U V r i
in i
i ⋅−=。
4. 测放大器频率特性
(1)将图3.l 电路先开环,选择Vi 适当幅度(频率为lKHz )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,直到波形减小为原来的70%,此时信号频率即为放大器f H 。
(3)条件同上。
但逐渐减小频率,测得f L 。
(4)将电路闭环,重复1-3步骤,并将结果填入表3.4。
表3.4
f H (Hz )
f L (Hz )
B (Hz )
开环 闭环
五、思考题
1. 将实验值与理论值相比较,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。
3. 在测量A V时,对信号源的频率有何要求?在测量r i、r o时,为什么信号源频率选在1KHz,而不选在100KHz或更高的频率?
4. 在测量r i和r if时,对电压表的输入电阻有何要求?
5. 如何根据信号源和负载,选择负反馈放大电路的种类?。