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1、含负反馈的两级阻容耦合放大电路设计一 实验目的: 1.学习利用 Electronics Workbench Multisim 电子线路仿真软件构建自己 的虚拟实验室。 2.学习多级共射极放大电路及其静态工作点、放大倍数的调节方法。 3.掌握多级放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性的测量 方法。 4.加深对负反馈放大电路放大特性的理解。 5.研究负反馈对放大电路各项性能指标的影响。二 主要仪器设备:1. 虚拟实验设备 操作系统为 Windows XP 的计算机 1 台 Electronics Workbench Multisim 8.x9.x 电子线路仿真软件 1 套.2. 实际工程
2、实验设备 模拟实验箱 1 台 函数信号发生器 1 台 示波器 1 台 数字万用表 1 台三 实验原理及实验电路 通常放大电路的放大倍数都是很微弱的,一般为毫伏或微伏数量级.为了推动负载工作, 因此要求把几个单级放大电路连接起来,使信号逐级得到放大.因此构成多极放大电路.级间 的连接方式叫耦合,如耦合电路是采用电阻,电容耦合的叫阻容耦合放大电路.本试验采用的 就是两极阻容耦合放大电路,如图 1-1 所示.其中两极之间是通过耦合电容 C2 及偏置电阻连 接,由于电容隔直作用,所以两极放大电路的静态工作点可以单独调试测定.两极阻容耦合放大电路的电压放大倍数Au= Au1*Au2从表面看，通过对多个单
3、级放大电路的适当级联，可以实现任意倍数的放 大。似乎放大电路已经没有什么可以研究的了。但是，问题并不是这么简单。 首先静态工作点与放大倍数是互相影响的，其次，放大倍数与输出电阻也可能 互相影响，第三，输入电阻与放大倍数也可能互相影响.在电路中引入负反馈， 可以解决这个问题。如电路图所示. 负反馈对放大电路性能主要有五个方面的影响: 1.降低放大倍数 2.提高放大倍数的稳定性 3.改善波形失真4.展宽通频带 5.对放大电路的输入电阻和输出电阻的影响四 实验预习内容: 1 预习实验电路的原理,明确实验目的及内容 2 掌握放大电路的静态和动态的测试方法. 3 了解实验所需仪器设备的结构性能及使用方法
4、(特别是波特图示仪） 4 求电路图 1-1 的静态工作点和电压放大倍数五 实验研究 分析报告 参照实验电路图 1-1，完成测量电路的接线，断开反馈支路。 一 测定基本放大电路的静态工作点1 在放大电路的输入端加入信号 Ui=0.1mv，f=1kHz。用示波器观察第一，第二级的输出 电压波形是否失真？若失真，调节偏置电阻 Rw1，Rw2 的参数。2 在输出波形不失真的条件下，测量放大电路的各参数，并记录于表 1-3 中。 二 测量基本放大电路的性能1 测量基本放大电路的放大倍数 Au在基本放大电路的输入端加信号 Ui=0.1mv，f=1kHz。RL=无穷测量输出电压 U。 ，则; Au=U。%U
5、i 2 测量基本放大电路的输出电阻 r。在基本放大电路的输出端接入负载 RL，输入信号 Ui=0.1mv，f=1kHz。测量输出电压 U。 ，则：r。=（U。-U。 ）*RL%U。 其中 U。 是未接 RL 时的输出电压，U。是接入时的输出电压。3 测量基本放大电路的输入电阻 ri 在输入信号源与基本放大电路之间串接一个电阻 Rs 一千欧，然后加大信号源电压，使放 大电路的输出电压与未接 Rs 时相同，测量信号源电压 Us 和基本放大电路的输入电压 Ui。 则：ri=Ui*Rs%（Us-Ui） 以上数据记录于下表 1-4 中。4 测量基本放大电路的频率特性连接波特图示仪如图 1-1。选择 Ma
6、gnitude（幅值） ，调节 horizontal（横轴）设置， verticl（纵轴）设置，F 指的是终值，I 指的是初值。在其面板上可以直接设置横轴和纵轴 的坐标及其参数。得到电路的幅频特性。Phase（相位）可以得到电路的相频特性。三 测量反馈放大电路的性能将反馈支路接上，参考实验二的步骤，测量负反馈放大电路的放大倍数，输出输入电阻， 和频率特性。六 实验分析及总结在整个仿真实验过程中，遇到的问题和排除过程。1 在理论上,我完成了符合要求的电路图和各参数的设定后,然后进行仿真, 结果发现电压的放大倍数并不是和设计的一致,原因是此时的输出波形已经出现 了截止失真,然后便进行电路静态工作点
7、的调节,但是不管我怎么调,输出波形还 是或多或少的会出现失真.最后发现我的输入信号太大了.当输入较小信号是满 足了实验的要求. 结论一: 不合适的静态工作点和较大的输入信号会引起输出的非线性失真2 在测量基本电路的频率特性时 .频带完全不符合实验要求,然后我通过调 节各电容值的大小发现: 结论二: 发射极偏置电容的大小对放大电路的频带影响较大,而特别是电路 图中的电容 C7 对频带的影响最为显著.3 当接入负反馈电路后,确定了 Rf 电阻值后,电路出现了自激振荡现象.此 时我在电路里 接了一相位补偿电容,并调节其合适的电容值,最后消除了自激现 象.对负反馈放大电路有什么新的认识？写一些心得体会。1 从之前单纯的由已知电路图求解,到这次根据要求自己设计电路,我充分的认识到了理论指 导的重要性,只有掌握好理论知识才不会在实际设计中不知所措.3 负反馈电路在模电中算是比较重要的内容,但在过去都只要求我们能够对已有电路上负反 馈进行判断和计算.并没有要求我们设计一个电路来满足实际的要求.通过一步步地调试才得 到了实验电路图,这也加深了我对模电的理解.2 本次实验中出现了自激振荡的现象,通过查阅有关资料,我发现可以连接一个相位补偿电容 来消除自激现象,这又是我在本实验中学到的新知识.未接负反馈时的波形幅频特性 相频特性未接入负反馈支路时的频率特性接入后的波形接入后频率特性
