电流负反馈的专业课程设计方案报告.doc

模电课程设计报告
一． 设计题目
电流负反馈放大器
二． 设计技术参数规定
当负载由1000欧姆减少到100欧姆时，规定输出电流波动幅度不大于10%。
三． 设备、仪器及器件清单
仪器类：
1.信号源：函数信号发生器一台
2.电源：直流稳压电源一台
3.示波器一台
4. 万用表、面包板各一块
元器件类：
1. 9013三极管 4个
2.电阻：1KΩ ,10K,2KΩ ，20KΩ ，200KΩ,15K 等
3.电容：10μF
4.导线若干
测试条件：
频率为1KHZ，幅度为10mV正弦波

四． 电路图及仿真图

电路图

仿真图

RL=100欧姆时

RL=1000欧姆时
五． 原理简介
电流负反馈放大器输入是电压信号，在输入端基本放大器与反馈网络应电流负反馈放大器输入是电压信号，在输入端基本放大器与反馈网络应串联，以增大输入电阻，电流负反馈放大器输出是电流信号，在输出端基本放大器与反馈网络应串联，以提高输出电阻。
该电路由分立元件搭建，由分压偏置电路和电流负反馈电路构成，其中电流负反馈也是射级跟随器。
电流串联负反馈放大倍数Av=200~300，输入电阻Ri较小，输出电阻Ro较大，用射级跟随器变化输出阻抗使输出阻抗减小。
负反馈可以扩展反馈放大器通频带，因此可以用减小通频带带宽来提高增益，通过增大输出阻抗提高增益串联，以增大输入电阻，电流负反馈放大器输出是电流信号，在输出端基本放大器与反馈网络应串联，以提高输出电阻。
该电路由分立元件搭建，由分压偏置电路和电流负反馈电路构成，其中电流负反馈也是射级跟随器。
电流串联负反馈放大倍数Av=200~300，输入电阻Ri较小，输出电阻Ro较大，用射级跟随器变化输出阻抗使输出阻抗减小。

六． 有关理论简介

1. 分压偏置电路(实现稳定静态工作点Q点电路)
（1）运用基极偏置电阻Rb1和Rb2分压来稳定基极电位Vbq。
（2）运用发射极电阻Rc来获取反映电流Ieq变化电压信号，并将此电压反馈到输入端，自动调节Ibq大小，实现Q点稳定。
Ubq=VccRb2/Rb1+Rb2
Ieq=Veq/Re=Vbq-Vbeq/Re=Ubq/Re
I1,Ubq越大，Q点稳定性能越好，但I1不能太大。
2.射极跟随器
① 其特点为输入阻抗高，输出阻抗低，电压放大系数略低于1，负载能力强。它从基极输入信号，从射极输出信号。它具备高输入阻抗、低输出阻抗、输入信号与输出信号相位相似特点 。
② 用作接低阻值负载放大电路输出级。由于其低输出阻抗，因此当负载电流变动较大时，其输出电压受其影响较小。
3.共射极电路

◎为什么要接入Rb2及Re?
由于三极管是一种对温度非常敏感半导体器件，温度变化将导致集电极电流明显变化。温度升高，集电极电流增大；温度减少，集电极电流减小。这将导致静态工作点移动，有也许使输出信号产生失真。在实际电路中，规定流过R1和R2串联支路电流远不不大于基极电流B。这样温度变化引起IB变化，对基极电位就没有多大影响了，就可以用R1和R2分压来拟定基极电位。采用分压偏置后来，基极电位提高，为了保证发射结压降正常，就要串入发射极电阻R4。
4.多级放大电路:

◎多级放大电路耦合方式：
①直接耦合放大电路存在温漂问题，但其低频特性好，可以放大变化缓慢信号，便于集成。
②阻容耦合运用“隔直通交”特性，但其低频特性较差，不利于集成化，故仅在非用分立元件电路不可状况下才采用。

◎多级放大电路动态参数：
①多级放大电路电压放大倍数等于构成她各级电路电压放大倍数之积。
②其输入电阻是第一级输入电阻，输出电阻是末极输出电阻。在求解某一级电压放大倍数时，应将后级输入电阻作为负载。
③多级放大电路输出波形失真时，应一方面判断是从哪一级开始失真，后再判断失真性质。在前级所有电路均无失真状况下，末极最大不失真输出电压是整个电路最大不失真输出电压。
图中引入为电流串联交直流负反馈
由于负载需要稳定电流信号，因此应引入电流负反馈。

对串联反馈Ube = Ui - Uf ，显然，Ui越稳定，Uf 对Ube 影响就越强，控制作用就越敏捷。当信号源内阻Rs = 0时，信号源为恒压源， Us就为恒定值，则Uf增长量就所有转化为Ube 减小量，此时，反馈效果最强。因而，串联反馈时，Rs 越小越好，或者说串联反馈合用于信号源内阻Rs 小场合。
交流负反馈反馈交流量Re2与Rf构成反馈网络
开环放大倍数:A=Uo/Ui’;
反馈系数F=Uf/Uo;
闭环放大倍数Af=Uo/Ui;
Auf= Uo/Ui=A/(1+AF) ≈1/Fu=1+Rf/Re2;
负反馈对放大性能影响
①稳定放大倍数：
当|AF|>>1时，称为深度负反馈，此时闭环放大倍数Af=A/(1+AF)≈1/F。引入深度负反馈时，Af≈1/F，放大倍数只由反馈系数倒数决定，与放大电路放大倍数无关。
②变化输入电阻和输出电阻：
串联负反馈增大输入电阻；并联负反馈减小输入电阻。
电压负反馈减小输出电阻；电流负反馈增大输出电阻。
七． 测试数据分析
1）第2极静态工作点Q比较稳定
Vcc=IbqRb+Vbeq+IeqRe
Ieq=(1+β)Ibq=4.08mA
Ibq=Vcc-Vbe/Rb+(1+β)Re
Icq=βIbq=4.07mA
Vceq=Vcc-IcqRe=6.67V
Av1=Vo/Vi=-βRl/rbe+(1+β)Re=25
2）第3极静态Q点
Ibq=0.46mA
Ieq=4.08mA
Av2=11
Av=Av1 x Av2 = 275
由于第1.3极是射极跟随器没放大作用，其放大倍数约为1因此咱们在放大倍数上可以忽视不计，只计算第2极和第3极放大倍数。
当负载Rl变化时，该电路负载电流波动范畴很小几乎没有，在容许范畴内该实验设计符合题目规定。
八． 调试中遇到问题及解决办法简介
1. 在实验中第一级放大不懂得应当用多大电阻？
通过电路特性以及课本内容，对Rb电阻进行调试，以及依照课上内容当输入电阻大，输出电阻小，电压放大倍数接近于1，因此最后进行计算得出其电压增益总是略不大于1，则对实验中放大影响不大因此我选用了课本上实验做第一级。
2.关于第二级放大电路不懂得应当放多大电阻使之放大到10倍以上？
关于第二级分压偏置电路由于电路是由基极偏置电阻Rb1和Rb2分压来稳定基极电位Vbq要使电路放大10倍以上，则A=-(βRl/r+(1+β)Re),又有Rl=Rc||Rl因此又有Vbq=(Rb2/(Rb1+Rb2))*VccIeq=Vbq/Re 因此Rb1 ,Rb2 调节关系着电流Ieq因此当Rb1 Rb2比为10：1时刚好放大25倍。当三级连起时就是275倍。
3. 放大电路连接不能出波型？
当咱们检查电路后来发现电路没问题，又看了示波器等都没问题后就发现是电路板连接没弄好，在电路二级与三级之间没电流通过，因此加了一根导线就好了。
4.电路出波后，输出波浮现了削底？
当时咱们电路用幅度是14mV因此当咱们要调节输入频率使之不失真，当咱们减小频率后见波失真减小最后调到7mV时就不再失真。
5.当负载由一千欧减小到一百欧时，很难保证输出电流变化幅度在10%以内。后通过多次调试，涉及更换不同阻值电阻终于得到了较为合理数据
6.最后咱们发既有干扰信号，咱们从第一极开始检测其静态工作点，发现干扰信号来自第三极，最后通过咱们共同努力排出了干扰信号，得到了抱负中波形图。
九． 各元件作用
① 9013三极管：放大倍数200左右。它是整个放大电路核心器件，通过它小电流控制大电流作用实现放大信号目。
② 耦合电容C1-C4：10μF，断开直流信号之间传播，而保存了交流信号之间传播，其作用是“隔直流，送交流”，把需要放大交流信号电压vi通过耦合电容加到三极管基极上。普通选用电解电容，电容量普通在几μF到几十μF。
③ 电容Ce1、Ce2：10μF 旁路电容，旁路是把输入信号中干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。所谓“旁路”，就是给高频噪声一条低阻释放途径。
④ 直流电源：Vcc =+15V (1).正极接三极管基极，负极接发射极，从而保证发射结处在正向导通状态，为基极提供一种正向基极电流I b。(2). 正极通过Rc接三极管集电极，负极接发射极，并保证发射结处在反向偏置，以保证三极管工作在放大状态。
⑤ 集电极负载电阻：Rc1=15kΩ，Rc2=10kΩ，（1）.将集电极电流变化转化为集-射极之间电压变化，以实现电压放大;（2）.Rc起到直流负载作用，获得适当工作电压Vce；
⑥ 基极偏置电阻Rb：10-200kΩ不等。保证三级管基极回路有一种适当大小偏置电流。
⑦ 反馈电阻Rf:30KΩ。放大电路引入电流负反馈后，可以使输出电流稳定。
十． 实验体会
这次模仿电子电路课程设计，使咱们知识不但仅局限于课本上和理论上，还让咱们更清晰明白结识到理论和实践差别与紧密联系。课程设计充分调动了咱们学习积极性，发挥了咱们主观能动性，更加激发了咱们学习热情。咱们运用教科书和各种资料来设计咱们电路，使咱们电路成果在最佳完毕规定基本上，尽量达到最简洁，最稳定效果。
虽然这个实验做得不太抱负，但是本课程还给咱们带来了诸多好处，它使我更直观理解到射随器长处和共射级放大电路电路性能和影响其放大倍数因素。此外，电路设计自身就是一项具备创新精神一种活动，在为期四周课程设计中，咱们把理论应用于实践，使它们更好结合在了一起，电阻选取也不再是盲目，而是依照电路特点和参数规定，通过粗略计算来找到适当电阻阻值，从而使电路工作点稳定符合规定。同步，也让咱们结识到在本次设计电路中所存在问题，而通过不断努力去解决这些问题.在解决设计问题同步自己也在其中有所收获。

模电实验设计报告

院系:电子与自动化学院
班级：自动化1002班
姓名：薛婷婷
学号：16046
日期：10月
实验内容：设计电流负反馈放大器