电压串联负反馈实验.docx

负反馈放大电路

实验名称：电压串联负反馈

指导老师：李良荣

姓名：陈群建

学号：1220070019

年级：12级电信班

实验时间：2014年11月到12月

电压串联负反馈电路实验
实验目的
1、 了解负反馈对放大器性能的影响。
2、 了解放大器性能指标的测试。
3、 进一步了解TINA8的分析功能及应用。
实验原理
实验原理如下图图1所示：

图 1
实验步骤
（1）、设置信号为1kHz、0.1mV的正弦信号。
（2）、配置示波器，运行仿真，分析波形。
（3）、电路静态工作点分析，并测量各节点的电压。电路图及节点电压如下图2所示。

图 2
结论：从图2的分析结果表中可以看出晶体管T1、T2处于放大工作状态。
（4）、断开ab、cd，连接ad，运行仿真，在调节R1、R6（电位器，分别调整），让输出波形最大且不失真如图3所示。
①放大倍数分析：
图 3

通过观察图3中的表可以看到此时输出波形不失真且最大。uo=24.58mV，计算放放大倍数AV=uoui=24.580.1=245.8倍
图 4
②测量输入、输出阻抗如图4、图5、图6所示：
图 5

图 5

图 6
输入阻抗，连接好电路图，点击AC交互按钮进行AC分析，根据图4所示电路中的参数如图中所示（Us=70.71mV，Ui=31.43mV），由Ri=UiIi=UiURR=UiRUs—Ui得
Ri=31.4370.71—31.43=800Ω
输出阻抗，根据图5、图6所示，当开关断开时，进行AC分析，得uo=13.96mV，闭合开关（接上负载）得到uL=6.28mV。
则有： RO=(uouL_1)×RL=2.94KΩ
②幅频相频特性测量及分析：
执行Analysis/AC Analysis/AC Transfer Charateristic…（分析/交流分析/交流传输特性）弹出图7窗口，起始频率设置为1Hz，终止频率为10MHz，其余默认，点击ok确定，弹出图8所示的波特图。用测试光标标注测出相关电路指标。

图 7

图 8

根据图8得到AV=20lguoui=47.86dB
这跟前面计算AV=uoui=24.580.1=245.8数据相符合。
频带放大电路频带宽度的测试原理，在波形中调用测试光标，移动光标到最大幅值（47.86dB）下降3dB处，如图9所示

图9

根据图9，得到对应的下限频率fL和上限频率fH。
fL=25.81Hz，fH =131.11Hz
由此得到fw=105.3Hz。
（5）、断开ad，连接ab、cd，电路图如图1 0所示

图 10
①时域分析及放大倍数分析：
用示波器进行时域波形分析如图11所示

图11
根据图11可以得出uo=4.15mV，Av=41.5倍。
②引入反馈的输入输出电阻测量：
由主网络的输入电阻为Ri ，构成串联负反馈的输入电阻为
Rif=（1+Kkf）Ri=FRi
若主网络输出电阻为R0，则输出电阻为
Rof=Ro1+RLR0Kskf
③幅频相频特性测量及分析：
如图12、13所示

图12

图13
根据图12、13所得，AV=32.42dB由前面所得放大倍数为AV=41.5倍所一致。
根据放大倍数频带宽度测量的原理可得。下限频率为fL=21.6Hz，上限频率为fH=249.49Hz。由此可得频带宽度fw=228Hz。
(6)、对R6作参数扫描分析，从3K到12K线扫描5个点，如图14所示：图14

实验结果分析
根据上面的实验，比较以上实验结果，发现当引入负反馈电路时，放大器的放大倍数减小，不过频宽增加了。负反馈电路还稳定了放大倍数。对输入阻抗而言，增大了输入阻抗，减小了输出阻抗。并且减小了失真。

本实验实验的PCB板制作
1） 设计PCB板的布局
图15
打开tina8软件点击如图15中的中的“PCB design”弹出下面窗口如图16窗口，在窗口中选择“Start new project”（开始新项目）的单选项，“Autoplacement”（自动布局）复选框选项。选中“No Template”（无模板）。设置完成后，单击“ok”按钮，确定进入PCB板设计环境。电路所有原件自动显示在PCB板中，如图17所示：

图16
图17
根据元件布局的原则：走线尽可能少交叉，布局紧凑，美观，电器规则合理。单击工具条中的按钮，可以做移动操作。
2）设计布线
图18
把鼠标移动到元件上，出现手指形状可以移动元件。移动好元器件后，选择元器件之间的走线宽度，按F或“tool/Net Editor”命令来调整网络编译器。设置布线宽度。如图18 所示：
设置好宽度后就开始走线，点击以上这些可以走线，连接好电路，并做设计规则检查，如图19、20所示：
图19

图20

在图19中，插入定位孔的方法是，点击菜单栏中的“Insert”弹出下拉菜单选中“Compoment”弹出如图21所示，在所有元器件中找到定位孔编号，选中，点击“ok”就可以增加定位孔。此方法还可以加入元器件。
图21
PCB板就做好了，并且附上一层铜。本实验根据PCB布线规则，走线尽量少，不交叉，采用单层布局。是由于本实验电路结构不复杂，简单，所以采用单层布线。PCB板做完后，用3D视图来看PCB板的设计图，方法就是按F3或选择“View/3D View（视图/3D视图）命令，也可以点击工具条中的按钮，会弹出如图22、23所示的3D图，查看3D图是否美观，不满意，就继续作修改，修改直到满意。
图23
图表22

2） 输出PCB设计文件
完成以上设计步骤后，可以打印这个设计图，如果需要制作这个实验面板，可以为制造商创建一个Gerber文件。
实验总结
通过做这个实验，不仅让我熟悉了Tina8的使用过程，还让我去补充一下关于电路的知识，这次实验可以说收获很多，知道实践与理论结合的重要性，学得再好不如亲手做一做，只有做了才知道原因处在哪里，并且通过实验验证了自己的理论结果。明白要手脑结合。对于Tina8，我还有很多不明白地方，我坚信只要我不断去操作，去理解，一定能把这个软件熟悉的掌握。本实验的后续就是做PCB板，通过反复的练习，初步掌握了如何制作PCB板。在制作PCB板时候遇到不少问题，在老师的指导下，找到了问题出所在，最后能顺利制作一些简单的PCB板。我们学的这个是一门技术，需要不断的实践和总结。只有大量实践，才找到做PCB板的技巧。学好这门课还是很用用的，至少初步了解这些板子是怎么做成的。知道设计的原理和布局的技巧，最后原理完善，布局美观这个就需要我自己多下功夫来学习了。