实验三 负反馈放大器
实验三 负反馈放大器
一、实验目的
1. 加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。 2. 熟练掌握放大器的静态工作点、放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能指标的测量方法。
二、预习要求
1. 复习电压串联负反馈电路的原理及电路的计算方法，了解负反馈对放大器性能的影响。 2. 复习放大电路静态工作点的调整。
3. 复习测量放大器通频带和输入、输出电阻的方法。
三、实验原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用，虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
图3.1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过R f 把输出电压V o 引回到输入端，加在晶体管T 1的发射极上，在发射极电阻R e1上形成反馈电压V f 。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。
f 31
图3.1带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器
电路的主要性能指标计算如下。
1) 闭环电压放大倍数
A V
式（3.1） A Vf =
1+A V F V
其中A V ＝V o ／V i 是基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大倍数； 1＋A V F V 为电路的反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。 2) 反馈系数
R e1 式（3.2）
F V =
R f +R e1
3) 输入电阻
R if =(1+A V ⋅F V ) ⋅R i 式（3.3）
其中R i 是基本放大器的输入电阻。
4) 输出电阻
R o
式（3.4）
1+A Vo F V
其中R o 是基本放大器的输出电阻；A V o 是基本放大器R L ＝∞时的电压放大倍数。
R of =
四、实验仪器
1. 数字存储示波器DST1102B 一台 2. 低频信号源SG1020P 一台 3. 交流毫伏表YB2173 一台 4. 双路直流稳压电源DH1718 一台 5. 万用表MF —47 一块
五、实验内容及步骤
1. 静态工作点的调试与测试
按图3.1所示的电路图进行线路连接。将开关K 1、K 2断开，在输入端接入ƒ＝1kHz ，峰峰值电压约10mV 左右的正弦信号，同时反复调节R w1、R w2和信号源电压V i ，当输出波形同时对称出现饱和失真和截止失真时，即可认为静态工作点已调好。然后断开信号源，用直流电压表分别测量静态工作点的各个参数，填入表3.1中。
表3.1 静态工作点的测试
第一级 第二级
V b (V)
V c (V)
V e (V)
V ce (V)
2. 研究负反馈对放大器放大倍数稳定性的影响
在输入端接入1kHz 的正弦信号，调节信号源电压大小，要求输出波形不失真，然后在开环（K 1断开）和闭环（K 1闭合）的状态下，分别测量带负载和不带负载两种情况下的V i 和V o ，分别计算电压放大倍数，分析电压稳定性。将测量数据填入表3.2中。
表3.2 电压放大倍数、稳定性的测试与计算
测试条件 开环 闭环
R L =∞ R L =4.7kΩ R L =∞
测试值
V i (mV) 10 60
V o (V) V o = V`o = V oF =
放大倍数 A v = A`v = A vF =
计算值
比值
d A v / A v =
d A vF / A vF =
A`vF = V`oF = R L =4.7kΩ
3. 研究电压串联负反馈对输入、输出阻抗的影响 1） 输入阻抗的测试。
输入阻抗的测量原理如图3.2所示，输入端串联电阻R =2kΩ，加输入电压V s 按表3.3分别测量开环和和闭环时的V s 值，代入式（3.5）求出R i 和R iF ，观察比较R i 和R iF 的区别
+
+
V s
-
V i
-
R i 放大器
R o
V
V o ' (R L =∞) R L V o (R L =4. 7k Ω) 4. 7k Ω
图3.2 R i 测量原理 图3.3 R o 测量原理
输入阻抗 R i =
V i V i V i
==R 式（3.5）
I b V s −V i s i R
测试值
计算值
V i (mV)
R i = R iF =
输入电阻
表3.3 输入电阻的测试与计算
测试条件 开环 闭环
V s (mV)
2） 输出阻抗的测试。
输出阻抗R o 的测量原理如图3.3所示，去除电阻R ，输入信号V i ，分别测出R L =∞和R L =1K时的V`o 和V o 值，代入式（3.6）求出R o 。 输出阻抗 R o =
V o ' −V o
R L 式（3.6） V o
测试值
计算值
V`o (R L =4.7kΩ)
R o = R oF =
输出电阻
表3.4 输出电阻的测试与计算
测试条件 开环 闭环
V o (R L =∞)
4. 频率特性的改善。
把电路接成开环状态和闭环状态，分别测出它们的上限频率（f H ）和下限频率（f L ）填入表3.5中，并进行比较。（分别测量开环状态和闭环状态时，务必保持输出V o 一致）
测f H 和f L 时，输入1kHz 的交流信号，调节信号源电压大小，要求输出波形不失真，测得中频时的V o 值，然后保持信号源电压大小不变，改变信号源的频率，先增加f 使得V o 降到中频时的0.707倍，此时输入信号的频率即为f H ，降低频率使得V o 降到中频时的0.707倍，此时输入信号频率即为f L 。
表3.5 幅频特性的测试与计算
测试条件 开环 闭环
V i V o (V)
f H
f L
六、思考题
1、 请画出本实验电路的开环电路。
2、 如果实验电路的第一级为共集电极组态、第二级为共射级组态，则电路可以引入电压串
联负反馈吗，如果不能，则可以引入何种组态的负反馈？ 3、 本实验电路会产生自激振荡吗，为什么？ 七、实验报告要求： 1. 实验名称 2. 实验目的
3. 实验原理及电路 4. 实验器件与仪器 5. 实验内容及步骤
6. 对实验中测量的电路参数进行理论计算，并和实验结果比较，分析误差产生的原因 7. 回答思考题