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1、第二篇 综合、设计性实验实验一 负反馈放大电路一、实验目的一、实验目的1、了解负反馈放大电路的工作原理及负反馈对放大电路性能指标的影响2、掌握负反馈放大电路性能参数的测量方法二、实验设备二、实验设备序号名 称型号与规格数量备 注1模拟实验箱RTMD-412双踪示波器SS-7802A13函数信号发生器GFG-8255A14数字万用表UT70-A15晶体管毫伏表DF2170C100mV300V6两级放大电路实验板1三、实验原理三、实验原理负反馈放大电路是一个带有闭环特征的放大电路，电路的方框图如图 11 所示，带负反馈的放大电路其工作性能比无负反馈放大电路的工作性能优良，负反馈可以明显改善放大电路
2、的性能指标。图 11 负反馈放大电路示意图放大电路中的负反馈分为直流反馈与交流反馈，电路中的直流负反馈具有稳定放大电路的静态工作点的作用，不管是哪种类型的直流负反馈，都能够减小晶体管由于温度升高引起的静态工作点的漂移。放大电路中的交流负反馈对放大电路的性能参数有较大的影响，引入负反馈后，能够使放大电路的动态性能指标明显改善，负反馈对交流放大电路有下列影响：1、负反馈能够降低放大电路的放大倍数在负反馈放大电路中，电路的开环放大倍数与闭环放大倍数之间的关系为：1FAAAF&由上述计算公式可以看出，当放大电路引入负反馈后，电路的闭环放大倍数比无负反馈时的开环放大倍数要减小了。2、负反馈能够提高放大电
3、路的电压放大倍数的稳定性在放大电路中有许多因素都能引起放大电路的放大倍数发生变化，如晶体管的参数变化、电源电压的变化、负载参数的变化等，而放大电路的放大倍数发生变化会影响放大电路的正常工作。当放大电路引入负反馈后，带负反馈放大电路放大倍数的相对变化率与无负反馈放大电路的放大倍数的相对变化率之间的关系为：1 1FFdAdA AAF A由上式可以看出，负反馈放大电路放大倍数的相对变化率，仅是无负反馈时放大电路放大倍数相对变化率的，这也表明负反馈放大电路放大倍数的稳定性比无负反馈时1 1AF放大电路放大倍数的稳定性提高了（1AF）倍。（a） 、幅频特性 (b)、相频特性图 12 晶体管放大电路的频率
4、特性3、负反馈能够展宽放大电路的通频带宽度在阻容耦合放大电路中，由于耦合电容、旁路电容的存在，使得电路的电压放大倍数在低频段出现下降，而电路的分布电容、PN 结的结电容又造成了电压放大倍数在高频段出现下降，如图 12 所示，从而使放大电路的通频带宽度受到限制。当放大电路引入负反馈后，电路的放大倍数出现下降，由于放大电路在低频段、中频段、高频段的放大倍数数值不一样，则负反馈使放大倍数下降的程度也就不一样。在中频段负反馈将使放大电路的放大倍数下降较多，而在低频段与高频段，由于在这两个频段中电路的放大倍数原本数值就低，反馈电路反送回放大电路输入端的反馈信号也同样按比例减小，反馈信号的减小将使得放大电
5、路的放大倍数在这两个频段中下降的程度比中频段要小，放大电路的上、下限截止频率分别向高频、低频方向扩展，使得放大电路的通频带比无负反馈时的通频带要宽。在放大电路带有负反馈时，电路的放大倍数将出现下降，其计算公式为：1FAAAF&电路的通频带为：(1)FfAFf对放大电路来说，电路的放大倍数与通频带宽度的乘积是一个定值，当电路的通频带展宽时，电路的放大倍数就必定下降，也就是说通频带宽度增加是以降低电路的放大倍数为代价的。4、负反馈能够改善放大电路中出现的非线性失真当放大电路输出信号的动态范围进入了晶体管特性曲线的非线性区时，放大电路输出信号将不能复现输入信号的波形，这种现象称之为放大电路的非线性失
6、真。当放大电路中增加了负反馈电路后，负反馈明显的降低了放大电路的放大倍数，在放大电路输入信号的幅值不变的条件下，放大倍数下降必然引起放大电路输出信号幅值的下降，如果放大电路原本失真程度不深时，输出信号幅值的下降能够使其动态范围脱离晶体管的非线性区，这样输出信号的失真现象就消失了。如果放大电路输出信号原本失真程度较深，尽管负反馈能够使输出信号幅值下降，但仍未能使输出信号的动态范围脱离晶体管的非线性区，这时放大电路输出信号失真程度只能减小，却不能消失。四、实验内容与步骤四、实验内容与步骤 1 1、联接实验电路、联接实验电路按照图 13 所示联接两级阻容耦合放大电路，用万用表监测将实验箱中直流电源电
7、压调节为12V，用导线将第一级放大电路的输出端与第二级放大电路的输入端联接起来，用导线将12V 直流电源及地线联接到实验电路板上，用同轴电缆线将放大电路的输入、输出信号联接到双踪示波器的采样信号输入端，检查实验电路联接正确后，闭合实验箱电源开关，给实验电路板供电，这时实验电路板上的电源指示灯点亮。3DG62k2k2k2k1001003DG647F47F6.2kVo1Vi10k100k1M0.47F0.47F0.47FVi2VsRs 4.7k22FGNDBADRf 11k4.7kVo+12V0.47F图 132 2、负反馈放大电路静态工作点的设置、负反馈放大电路静态工作点的设置用导线将第一级放大
8、电路晶体管的发射极与地线联接起来（A 点与 D 点联接起来） ，调节第一级放大电路输入端的偏置电位器 RP1、，用万用表直流电压 20V 档监测第一级放大电路晶体管 T1的管压降 VCE1，令第一级放大电路的静态工作点 VCE1（57）V（推荐值为 6V） ，同样用万用表测量第二级放大电路晶体管 T2的静态工作点数值 VCE2，将测量结果记入表 11 中。令放大电路的负载开路，调节函数信号发生器，用晶体管毫伏表监测，使其输出f=1kHz、1mV 的正弦电压信号，用同轴电缆线将函数信号发生器的输出端与第一级iV放大电路输入端的处相联接，在示波器显示屏中观察两级放大电路的输出信号是否失真，如果放大
9、电路的输出信号有失真现象，先调节第一级放大电路的基极偏置电位器 RP1，使第一级放大电路输出信号的失真消失，两级放大电路正常工作。如果调节了放大电路的偏置电位器，输出信号仍然有失真，则应减小输入信号的幅值，以消除输出信号的失真。如果偏置电位器做了重新调节，则应在输出正弦波形稳定并不失真的条件下，去除交流信号，重新测量放大电路的静态工作点（Q 点）数值，将测量结果重新记入表 11 中。表 11电源电压(V)CCV前级（V）1CEV后级（V）2CEV3 3、负反馈对电压放大倍数的影响、负反馈对电压放大倍数的影响断开负反馈电阻，在放大电路输出信号不失真条件下，用交流毫伏表分别测量两级放大电路的输入电
10、压、输出电压数值，将测量结果记入表 12 中。保持输入信号电压数值不变，用导线将反馈电阻 RF联接到晶体管 T1的发射极，这时在两级放大电路中接入了级间交流电压串联负反馈，在两级放大电路联接有负反馈电阻的条件下，用交流毫伏表测量两级放大电路的输出电压数值，将测量结果记入表 12 中。根据测量数据计算放大电路在有负反馈与无负反馈两种条件下的电压放大倍数，将计算结果记入表 12 中。表 12 f=1kHz、1mViV输入电压（mV）iV输出电压(V)oV电压放大倍数VA无负反馈有负反馈4 4、负反馈对电压放大倍数稳定性的影响、负反馈对电压放大倍数稳定性的影响按照表 13 的要求，将放大电路在电源电
11、压为12V 时的测量数据记入表 13CCV中，再将放大电路的电源电压调节为15V（调节电源电压时应将电源联接线与实验CCV电路板断开）,保持输入信号 f=1kHz、1mV 不变，用晶体管毫伏表测量这时放大电iV路在有负反馈和无负反馈两种情况下的输出电压数值，将测量结果记入表 13 中，根据测量结果计算电压放大倍数的相对变化率，将计算结果记入表 13 中。表 13 f=1kHz、1mViV电源电压12VCCV15VCCV相对变化率(V)oV（/）1001512()ooVV12oV无负反馈VA（/）1001512()VVAA12VA(V)oV（/）1001512()ooVV12oV有负反馈VA（/
12、 ）1001512()VVAA12VA5 5、负反馈对放大电路通频带宽度的影响、负反馈对放大电路通频带宽度的影响令放大电路负载开路，将放大电路的电源电压数值调节为12V，保持放大电路输入电压为 f=1kHz、1mV，将放大电路在有负反馈、无负反馈两种条件下测量得到的输iV出电压数值记入表 14 中。根据测量得到的输出电压数据，计算出放大电路在有负反馈与无负反馈两种条件下的0.707的数值，将计算结果记入表 14 中。在放大电路oVoV有负反馈与无负反馈两种条件下，缓慢调节函数信号发生器输出信号频率的调节旋纽，分别向低频、高频方向改变函数信号发生器的输出频率，用晶体管毫伏表监测放大电路输出电压的
13、变化，当放大电路的输出电压数值在低频、高频时分别达到0.707的数oVoV值时，在函数信号发生器面板上显示出的输出信号频率即为放大电路的下限截止频率和上限截止频率，分别将测量得到的频率数值记入表 14 中。表 14无反馈有反馈1000（Hz）f (V)oV1000（Hz）f (V)oVf下限 oV（V）f下限 oV（V）f上限= (V)oVf上限= (V)oVff上限f下限ff上限f下限6、负反馈对放大电路的非线性失真的影响、负反馈对放大电路的非线性失真的影响保持放大电路的电源电压（12V）与输入信号 f=1kHz、1mV 不变，断开负反iV馈电阻与放大电路之间的联接线，使放大电路成为无负反馈
14、放大电路，在示波器显示屏中观察放大电路的输出信号 vo的波形，缓慢调节函数信号发生器的输出幅度衰减旋纽，逐渐增大放大电路的输入信号 vi的数值，当示波器显示屏中放大电路的输出信号 vo的波形出现明显失真时，将负反馈电阻与第一级放大电路晶体管 T1的发射极联接起来，使放大电路带有级间交流电压串联负反馈，再在示波器显示屏中观察放大电路输出信号 vo波形是否有变化，将放大电路在有负反馈与无负反馈时输出信号 vo的波形记录在坐标轴中。无负反馈时 vo的波形 有负反馈时 vo的波形五、实验报告要求五、实验报告要求1、根据实验要求整理实验数据，将实验中观察到的放大电路的电压波形描画在坐标轴中2、按照实验要
15、求计算放大电路在有负反馈与无负反馈两种状态下的性能参数3、根据在实验中获得的实验数据，分析、总结负反馈对放大电路性能参数的影响六、实验预习要求六、实验预习要求1、判断实验电路板中负反馈的类型2、预习负反馈对放大电路性能的影响3、利用深度负反馈估算公式，估算图 13 电路在带有负反馈时的放大倍数估算值，并与实测值进行比较七、思考题七、思考题1、负反馈能够展宽放大电路的通频带，通频带的展宽是以放大电路的哪个参数下降为代价的？2、负反馈放大电路能否改善由信号源输入信号失真带来的放大电路输出信号的失真?实验二 正弦波方波发生电路一、实验目的一、实验目的1、了解由集成运算放大器构成信号发生电路的工作原理2、掌握集成运算放大器在构成信号发生电路时的电路联接方法二、实验设备二、实验设备序号名 称型号与规格数量备 注1模拟实验箱RTMD-412双踪示波器SS-7802A13数字万用表UT70-A14晶体管毫伏表DF2170C100mV300V5集成运算放大器A741 或 LM35826实验电路板1三、实验原理三、实验原理1、正弦波发生电路RC 正弦波振荡电路也叫文氏电桥振荡器，电路结构如图 21 所示，电路的选频网络由 RC 串、并联结构构成，电路的正反馈网络由 RC 并联部分构成，R1、R2、RW及二极管等元件构成了
