模拟电子技术基础：5-5负反馈放大电路实验.docx

5.5 负反馈放大电路实验
1.实验目的
（1）理解负反馈对放大电路性能的影响。
（2）掌握反馈放大电路性能的测试方法。
2.实验仪器
（1）双踪示波器。
（2）信号发生器。
（3）数字万用表。
（4）分立元件放大电路模块。
3.预习要求
（1）认真阅读实验内容及要求，做必要的估计，预测待测量内容的变化趋势。
（2）判断实验电路图属于哪种类型的反馈放大电路，并写出此类型反馈放大电路的特征参数表达式，比如反馈系数、电压放大倍数等。
（3）若图4.4-2电路中晶体管β值l20，计算该放大电路的开环和闭环电压放大倍数。
4.实验原理
放大电路中采用负反馈，在降低放大倍数的同时，可使放大电路的某些性能大大改善。负反馈的类型有多种，本实验将以一个电压串联负反馈的两级放大电路为例，如图5.5.2所示。CF、RF从第二级V2的集电极接至第一级V1的发射极构成负反馈。
下面列出负反馈放大器的有关公式，供同学们验证分析时参考。
（1） 放大倍数和放大倍数稳定度。
负反馈放大器可以用图5.5.1来表示：

图5.5.1 负反馈放大器框图
负反馈放大器的放大倍数为
式中AV称为开环放大倍数，反馈系数为
反馈放大器反馈放大倍数稳定度与无反馈放大器反馈放大倍数稳定度有如下关系：
式中 称负反馈放大器的放大倍数稳定度，
称无反馈放大器的放大倍数稳定度。
由上式可知，负反馈放大器比无反馈的放大器的稳定度提高了（1+AVF）倍。
（2）频率响应特性。
引入负反馈后，放大器的频率响应曲线的上限频率fHf比无反馈时扩展（1+AVF）倍。即：
而下限频率比无反馈时减小到倍，即
由此可见，负反馈放大器的频带变宽。

（3）非线性失真系数。
按定义：
式中，Vd --信号包含的谐波成分总和(，其中V2，V3，……分别为二次、三次……谐波成分的有效值)；V1 --基波成分有效值。
在负反馈放大器中，由非线性失真产生的谐波成分比无反馈时减小到（）倍，即。同时，由于保持输出的基波电压不变，因此非线性失真系数D也减小到倍，即。

5.实验内容
（1）负反馈放大电路开环和闭环放大倍数的测试。实验电路如图5.5.2所示

图5.5.2 反馈放大电路
开环电路
按图5.5.2接线，RF先不接入。
输入端接入Vi=lmV ，f=1kHz 的正弦波(若没合适的，则输入lmV信号采用输入端衰减法见实验二)。调整接线和参数使输出不失真且无振荡(参考实验二方法）。 按表5.5.1要求进行测量并填表。
根据实验测量值计算开环放大倍数和输出电阻r0。
闭环电路
接通RF按要求调整电路。
按表5.5.1要求测量并填表，计算AVf。
根据实测结果，验证AVf≈1/F。
表5.5.1

RL（kΩ）
Vi（mV）
VO（mV）
AV（AVf）
开环
∞
1

1k5
1

闭环
∞
1

1k5
1

（2）负反馈对失真的改善作用。
① 断开反馈支路，将图5.5.2电路开环,逐步加大Vi幅度，使输出信号出现失真(注意不要过分失真)，记录失真波形幅度。

② 接入反馈支路，将电路闭环，观察输出情况，并适当增加Vi幅度，使输出幅度接近开环时失真波形幅度。
③ 若=3kΩ不变，但RF接入V1的基极，会出现什么情况? 实验验证之。
④ 画出上述各步实验的波形图。

（3）测放大电路频率特性
① 将图5.5.2电路先开环，选择Vi适当幅度(频率为lkHz），使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。
② 保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70%，此时信号频率即为放大器的fH。
③ 保持输入信号幅度不变，但逐渐减小频率，直到波形减小为原来的70%，测得fL。
④ 将电路闭环，重复(l)～(3)步骤，并将结果填入表5.5.2。
表5.5.2

fH(Hz)
fL(Hz)
开环

闭环

6.实验报告
（1）整理好原始实验数据。
（2） 将实验值与理论值比较，分析误差原因。
（3） 根据实验内容总结不同类型负反馈对放大电路的影响。