负反馈放大电路的仿真分析

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1、摘要负反馈电路在科学领域中的应用很多，电子放大电路中采纳负反馈的目 的是为了改善放大电路的工作性能。负反馈放大电路是由是由大体放大电路 和反馈网络组成，在电子技术中应用十分普遍，它对电路的性能指标有较大 的阻碍。它可作为整机放大器的输入级和中间级，具有电压、电流的放大能 力。理论分析负反馈对放大电路的阻碍较为抽象，因此本文运用 EWB 软件 对负反馈放大电路进行仿真，分析了负反馈放大电路开环与闭环的放大倍数、 输出电阻、频率响应和失真系数阻碍。最后通过仿真分析得出负反馈放大电 路具有减少放大倍数，提高了放大倍数的稳固性,减小了非线性失真和抑制干 扰, 拓宽了通频带, 改变了输入输出电阻。关键词

2、:EWB;负反馈；放大电路；仿真AbstractNegative feedback circuit in the field of science, electronic application using negative feedback amplifier circuit, the purpose is to improve the performance of amplifying circuit. Negative feedback amplifying circuit is driven by the basic amplifying circuit and the feedbac

3、k network, in electronic technology, it is widely used in the circuit performance index has considerable influence. It can be used as the input stage amplifier and middle class, with current and voltage amplifier.Through the application of EWB software simulation to negative feedback amplifying circ

4、uits and negative feedback amplifying circuit of open loop and closed-loop magnification, output resistance, frequency response and distortion coefficient is analyzed. Theoretical analysis of the effect of negative feedback amplifier circuit is abstract, use EWB simulation software, you can obtain t

5、he result. Visual image reflects feedback amplifier circuit, after introducing reduced magnification, improve the stability of the magnification, reduced the nonlinear distortions and restrain the interference, broaden the passband, change the input/output resistance.Keywords: EWB, Negative feedback

6、, Magnifying circuit, Simulation,目录摘要 1关键词 1目 录I致谢 3负反馈放大电路的仿真分析引言随着电子技术和运算机技术的飞速进展，电子电路的设计已进入高集成 度、高智能化的时期。而传统的电子电路与系统的设计方式，周期长、效率低、 耗材多，难以知足现代化电子技术的进展要求。近几年来，迅速进展的电子设 计自动化（EDA）技术，使电子工程师在运算机上就能够完成电路的功能设计、 逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。加拿大 Interactive Image Technologies 公司推出的专门用于电子电路设计与仿真的软 件虚拟“电子工作台”

7、EWB是支撑EDA技术的优秀骨干软件之一，该软件在 电子工程设计、电子类课程教学等领域取得普遍的应用。1 绪论选题背景及意义负反馈电路在科学领域中的应用很多，电子放大电路中采纳负反馈的目的是 为了改善放大电路的工作性能。但在实验中所碰到的问题要紧有以下几个方面:第一，因反馈类型较多，其中有：串联，并联，电流、交流正负反馈等；反 馈类型的不同致使在学习进程中易造成明白得上的混淆，因此通过运算机仿真， 有利于加深对负反馈电路的明白得。第二，实验所需时刻长加上仪器本身的缺点，所搜集到的数据量较少及不准 确性。如用示波器对反馈电路中的信号波形简单搜集，然后计算放大倍数、输入 输出电阻，结果误差大，能说

8、明的问题也少。最后，对放大电路的频率特性分析，本身就具有必然难度，即便是实验也难 以实现;须有 1Hz1GHz 频率宽度的信号发生器和数据搜集有必然难度。 要紧完成任务介绍 EWB 软件的功能特点，采纳直观的图形界面创建电路，在运算机上仿照 真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器，介 绍负反馈放大电路的特点，对放大器性能的阻碍，通过搭建实验对负反馈放大电 路进行仿真。本文应用 EWB 软件对负反馈放大电路进行仿真，对负反馈放大电路开环与 闭环的放大倍数、输出电阻、频率响应和失真系数进行分析。理论分析负反馈 对放大电路的阻碍较为抽象，采纳 EWB 软件进行仿真能够很直

9、观地得出结果。2 EWB软件的功能特点5EWB 软件简介EWB 软件为用户提供了一个集成一体化的设计实验环境，成立电路、仿 真分析和结果输出在一个集成菜单中能够全数完成。其显著特点时仿真手腕符 合实际，选用元器件与实际况超级接近，电路图所需的元器件仪表都可在相应 库中直接选取，其元件库中不仅提供了数千种电路元器件供选用，而且还提供 了各类元器件的理想值，同时还提供了超级丰硕的分析功能，包括电路的瞬态 分析和稳态分析、时域分析和频域分析、噪声分析和失真、离散傅里叶分析等 14 种分析工具，还能够对仿真电路中所用元器件设置故障。与目前较经常使用 的电子电路分析软件 PSPICE 的元器件完全兼容。

10、同时在该软件下完成的电路， 能够直接输出至经常使用的印刷线路排版软件，如输出到 PROTHL、ORCAD 等软件自动排出印刷电路板图。因此采纳运算机仿真手腕对电子产品进行前期 工作的调试，大大加速产品的开发速度、提高效率，同时仿真技术超级适合电 子类课程的教学和实验，使学生提高对电路的分析和设计能力。EWB 软件的特点（1）采纳直观的图形界面创建电路：在运算机屏幕上仿照真实实验室的工作 台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器都可直接从屏 幕上选取。（2）软件仪器的操纵面板外形和操作方式都与实物相似，能够实时显示测量 结果。（3）EWB 软件带有丰硕的电路元件库，提供多种电路分析方式

11、。（4）作为设计工具，它能够同其它流行的电路分析、设计和制板软件互换数 据。（5）EWB 仍是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器能够用 比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情形，熟悉 经常使用电子仪器测量方式。3 负反馈放大电路的特点 13 .1 负反馈对放大器性能的阻碍负反馈的电路形式很多，但就大体形式来讲，能够分为四种：即电流串联 负反馈；电压串联负反馈；电流串联负反馈；电压并联负反馈。一个放大器， 加入了负反馈环节后，尽管会捐躯一部份增益，但对放大器一系列性能指标产 生了专门大的阻碍和提高。（1）负反馈对放大器放大倍数的阻碍：假设无反馈时大体放大器的放大倍

12、数为A,反馈系数为F,那么加反馈后的闭环增益为：（2）负反馈能提高放大器倍数的稳固性：放大器倍数的稳固性经常使用放大倍数的相对转变率来反映。因此dA/A的大小能够衡量增益的稳固性，该值越小，放大器的稳固性越高。（3）负反馈能使放大器的通频带展宽：假设无负反馈时的大体放大器的上限频率和下限频率别离为FH和FL，闭 环时放大器的上、下限频率为Fhf和FLf那么有：Fhf=（1+ AoF） x FhF =- x FLF 1 + AF L4）负反馈能够减少非线性失真可见，加了负反馈后，上限频率提高，下限频率降低，通频带展宽 1+AF 倍。另外，负反馈还能够改善放大器的失真情形；还能够改变放大器的输入、

13、 输出阻抗等。3 .2 放大电路的幅频特性在放大电路中，由于电抗元件（如电容、电感线圈等）及晶体管极间电容 的存在，当输入信号的频率太低或太高时，不但放大倍数的值会变小，而且还 将产生超前或滞后的相移。说明放大倍数是信号频率的函数，这种函数关系称 为频率响应或频率特性。放大电路中的耦合电容，对信号组成了高通电路，即关于频率足够高的信 号电容相当于短路，信号几乎毫无损失地通过；而当信号频率低到必然程度时, 电容的容抗不可忽略，信号将在其上产生压降，从而致使放大倍数的数值减少 且产生相移。与偶和电容相反，由于半导体管极间电容的存在，对信号组成了 低通电路，即关于频率足够低的信号相当于开路，对电路不

14、产生阻碍；而当信 号频率高到必然程度时，极间电容将分流，从而致使放大倍数的数值减少且产 生相移。对一个具体的放大电路来讲，都存在某一个频带，在这一频带范围内，放 大电路对信号的放大有较高的增益和较小的相移，这确实是放大电路的同频 带。假设电路中的中频电压放大倍数为Aus，当电压放大倍数下降到%Aus时， 所对应的低端频率称下限频率fL；所对应的高端频率称上限频率fH。上限频率与 下限频率之差确实是它的通频带fbw，即fbw=fH_fL4负反馈放大电路的实验电路图的搭建4 .1负反馈放大电路的方框图基本腹大电路fc-,) A k=反馈网缗图任何反馈放大器都能够抽象为一个模型来分析，其大体放大器和

15、反馈网络 都具有单向性。图中各函数之间的关系为：上式中才迥为大体放大电路的输入信号，人、心别离为反馈放大电路的 输入、输出信号，禺为反馈网络的输出信号，丄为大体放大电路的增益，戸 为反馈网络的传输系数，亚称为环路增益。假设用表示反馈放大电路的增 益，那么有_血一盈，_上式中1十丄戸称为放大电路的反馈深度，它是衡量反馈程度的一个重要指标。当1十越:1时，则4即引入反馈后，增益减少了，这种反馈一样称为负反馈。当卜剁1时，贝易/即引入反馈后，增益增大了，这种反馈一样称为正反馈。正反馈尽管能够提高 放大电路的增益，但性能不稳固，一样很少用。当1斗卿=彌则色00这确实是说，放大电路在没有输入信号时，也有输出信号，叫做放大电路的自 激。负反馈放大电路所用元器件简介5本文要紧用到信号发生器、示波器、数字多用表、2个2N3904BJT三极管和电阻电容。(1)信号发生器能够产生正弦、三角波和方波信号，其图标和面板如以下图 所示。可调剂方波和三角波的占空比。辰端 COM端 il端占空比偏首(2)示波器示波器为双踪模拟式，其图标和面板如下图所示。数字多用表的量程能够自动调整。以下图是其图标和面板。iiliI-数值显示档位选择-交直流选择琴数设貫(4)2N3904BJT 三极管2N3904BJT三极