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1、模电实验报告实验名称：多级负反馈放大器的研究班级:08021103学号:2011301886姓名：石盼实验日期：2013年6月6日一、实验目的（1）掌握用仿真软件研究多级负反馈放大电路。（2）学习集成运算放大器的应用，掌握多级集成运放电路的工作特点。（3）研究负反馈对放大器性能的影响，堂握负反馈放大器性能指标的测试方法。1. 测试开环和闭环的电压放大借数、输入电阻、反馈网络的电压反馈系数和通频带;2. 比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带在开环和闭环时的差别；3. 观察负反馈对非线性失真的改善。二、实验原理及电路（1）基本概念：在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部
2、通过一定的电路形式作用到输 入回路，用來影响其输入量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施称为反馈。若反馈的结果使净输入量减小，则称之为负反馈；反之，称之为正反馈。若反馈存在于直流通路， 则称为直流反馈；若反馈存在于交流通路，则称为交流反馈。交流负反馈有四种组态：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。 若反馈量取自输出电压，则称之为电压反馈；若反馈量取自输出电流，则称之为电流反馈。输入量、 反馈量和净输入量以电压形式相叠加，称为串联反馈；以电流形式相叠加，称为并联反馈。在分析反馈放大电路时，“有无反馈”决定于输出回路和输入回路是否存在反馈支路。“直流反馈 或交流反馈”
3、决定于反馈支路存在于直流通路还是交流通路；“正负反馈”的判断可釆用瞬时极性法， 反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，使净输入量增大的为正反馈；“电压反馈或电流反馈”的判 断可以看反馈支路与输出支路是否有直接接点，如果反馈支路与输出支路有直接接点则为电压反馈, 否则为电流反馈；“串联反馈或并联反馈”的判断可以看反馈支路与输入支路是否有直接接点，如果 反馈支路与输入支路有直接接点则为并联反馈，否则为串联反馈。引入交流负反馈后，可以改善放大电路多方面的性能：提高放大倍数的稳定性、改变输入电阻和 输出电阻、展宽通频带、减小非线性失真等。实验电路如图所示。该放大电路由两级运放构成的反相比例器组成，在末级
4、的输出端引入了反馈网路 Q、氐和氐，构成了交流电压串联负反馈电路。（2）放大器的基本参数：1）开环参数：将反馈之路的A点与P点断开、与B点相连，便可得到开环时的放大电路。由此可测出开环时的放 大电路的电压放大倍数Av、输入电阻尺、输出电阻尺、反馈网路的电压反馈系数凡和通频带BW,即：BW =笃_耳式中：W为N点对地的交流电压；叮 为负载&开路时的输出电压；也为B点对地的交流电压；fH 和fl分别为放大器的上、下限频率，其定义为放大器的放大倍数下降为中频放大倍数的1/4时的频率 值，即1 、2）闭环参数：通过开环时放大电路的电压放大倍数A八输入电阻&、输出电阻&、反馈网络的电压反馈系数凡和 上、
5、下限频率fH、fL，可以计算求得多级负反馈放大电路的闭环电压放大倍数Av、输入电阻也、输 出电阻也和通频带BVL的理论值，即1+宀% =R(1+爲 )亠其中:fHf = fHd+ArFv)-站（其中:fLf =fl1+爲测量放大电路的闭环特性时，应将反馈电路的A点与B点断开、与P点相连，以构成反馈网络。此时 需要适当增大输入信号电压Vi,使输出电压V。（接入负载&时的测量值）达到开环时的测量值，然 后分别测出、也、BVL和V。（负载&开路时的测量值）的大小，并由此得到负反馈放大电路闭环特性的实际测量值为上述所得结果应与开环测试时所计算的理论值近似相等，否则应找出原因后重新测量。 在进行上述测试
6、时，应保证各点信号波形与输入信号为同频率且不失真的正弦波，否则应找出原因,排除故障后再进行测量。三、实验内容计算机仿真部分:（1）根据电路画出实验仿真电路图。其中得到的波特图绘制仪的命令为u Simulated Inst rument BodePlotterXBPlIN OUTVEE：R4 :AVV200席:R2 :AW IOUF-FOL-XPG1LM324N |WV-（2）调节J1将开关打到下面，测试电路的开环基本特性。1）将信号发生器输出调为1kHz、lOmVp （峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端到网络的波特图如下图。巒 Bode Plotter-XBPl今 Function Gene
7、ra. 力+ (7 In C -Out C -2）保持输入信号不变，用示波器观察输入和输出的波形。3）接入负载&,用示波器分别测出V,、W、也、Vo,记录表2. 51中。4）将负载&开路，保持输入电压V,的大小不变，用示波器测出输出电压Vq记入表2. 51中o5）从波特图上读出放大器的上限频率切与下限频率竝记入表中。6）由上述测试结果，计算放大电路开环时的久、R,、&和冗的值，并计算出放大器闭环式A形 也和氐的理论值。（3）调节J1,将开关打到上面，测试电路的闭环基本特性。1）信号发生器输入调为1kHz、10mVP （峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端，得到网络的波 特图。够 Functio
8、n Genera.席 Bode Plotter-XBPlFFI 131 Hz42.Q144BOirt -嫡 Bode Plotter-XBPl2）接入负载Ri,逐渐增大输入信号仏，使输入电压V。达到开环时的测量值，然后用示波器分别测出X、V和也的值，记入表格。3）将负载&开路，保持输入电压仏的大小不变，用示波器分别测出的值，记入表中。4）闭环式放大器的频率特性测试同开环时的测试，即重复开环测试（5）步。5）有上述结果并根据公式计算出闭环时的化、R”也和F的实际值，记入表中。6）由波特图测出上下限频率，计算通频带BW。四、实验结果1、示波器截图开环未接负载时输出波形图1.V。和VM和VoTl T
9、2 T2-T1时崗25.47 mV 854。EV t.muviiil bIMl V 207.001 UVL押-外飲发at时鄂il週AiAilB:nVjOfv卜倍位0t 0水和 0V睜加 a/*3 |竝or人銀观正朿画迦无开环接负载时输出波形图V。和 V“Vf 和 VoT1T2|Tar4M.25215 53 mV1 TWuV4M E EuV201uVT2-T1741.206 g-20 G79 mV険 625 uVScaleC2rSea ioSSeato | 200 uV/DivX pO*taOO |0 yrr Ado | a a AB |y petitAC* _oj cj GYAC 0 1 tX
10、：| - | GRierae | Ext Yng 厂Edoe rlF B E| 3. oVType |5rvxiefiFMS）： o0【力丁；*加IS从从宓Q曲 -ifilB割戾：t V/Onr0宓M*边4水平:厚次Ec|7-L|pr B Ext|F F-Type jSing, Na. | Auto| None2、实验数据表2.5-1负反馈放大电路仿真测试数据Vi/mVVN/mVVf/mVv0/vVo/VAy /AvfAv/AvfRi/QRo/QFv亘/kHz命/kHz开环19.990.20142.023.983.28200.1164.921010990.90.012.8542.5测试3827
11、071.5627796理论/56.153.03131280.6/计算/3.54/闭环65.9841.8941.833.463.2652.449.4952738284.90.011.01156.测试612465.7642860223、分析与讨论1）观察仿真实验开环网络与闭环网络的波特图，比较它们的异同并简要分析。答：开环放大电路中的通频带较窄，且上限频率较低；而闭环放大电路中的通频带较宽，且上限频 率高。2）比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带在开环闭环时的差别，得到相应结论。答:开环的电压放大倍数比闭环的大，输出电阻也比闭环的大，而输入电阻却是闭环的比开环的大， 带宽也是闭环比开环大。可以得出结论：加入负反馈能够提高放大倍数的稳定性，提高输入电阻，降 低输出电阻，展宽通频带等优点。
