西工大模电实验报告多级负反馈放大器的研究
实验2.5 多级负反馈放大器的研究
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，掌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倍数、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）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量（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”决定于反馈支路存在于直流通路还是交流通路；“正负反馈”的判断可采用瞬时极性法，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，在末级的输出端引入了反馈网路Cf、Rf2和Rf1，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Ri、输出电阻Ro、反馈网路的电压反馈系数Fv和通频带BW，即：
ViR1
Ri
ViVN
Vo'
Ro1RL
Vo
Vf
FV
Vo
BWfHfL
Av
Vo
Vi
式中：VN为N点对地的交流电压；Vo’为负载RL开路时的输出电压；Vf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AVAV
jfH
jfL
A0.707AVIVIA0.707AVIVI
2）闭环参数：
通过开环时放大电路的电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输出电阻Ro、反馈网络的电压反馈系数Fv和上、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AVf、输入电阻Rif、输出电阻Rof和通频带BWf的理论值，即
RifRi(1AVFV)
'
RoVo'
Rof(其中：A) V'
1AvFVVi
fHffH(1AVFV)
BWffHffLf(其中：)fL
fLf1AF
VV
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Vo（接入负载RL时的测量值）达到开环时的测量值，然后分别测出Vi、VN、Vf、BWf和Vo’（负载RL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 AVf
ViR1
Rif
ViVN
Vo'Rof1RL
Vo
Vf
FV
VoBWffHffLf
Avf
Vo
Vi
AV
1AVFV
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“SimulateInstrumentBode Plotter”。
（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、10mVp（峰值）正弦波，然后接入
放大器的输入端到网络的波特图如图。
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RL，用示波器分别测出Vi、VN、Vf、Vo，记录表2.5—1中。
4）将负载RL开路，保持输入电压Vi的大小不变，用示波器测出输出电压 ′