负反馈放大电路设计实验报告.pdf
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1、负反馈放大电路设计实验报告 一. 实验目的 (1)通过实验,学习并初步掌握负反馈放大电路的设计及电路安装、调试方法。 (2)学习用 CAD 工具 PSpice (或 EWB )设计较复杂电路的方法。 (3)深入理解负反馈对放大电路性能的影响。 (4)巩固放大电路主要性能指标的测度方法。 二. 实验任务 按实验室给定的晶体管型号、参数以及电阻、 电容系列值, 设计一个负反馈电压放大电 路。其输入、输出采用电容耦合。设负载电阻2.2 RL = k,信号源内阻50 R S= 。 主要性能要求如下: vf io A40(10% )10 R15kR100 10, LH fH zfM Hz , 反 馈 深
2、 度 不 低 于 , 频 率 响 应。 三. 实验原理 (1)负反馈的类型 根据输入端基本放大电路和反馈网络的连接方式有并联和串联2 种,输出端取样方式 有电压取样和电流取样2 种,所以负反馈放大电路有4 种类型,即: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。 (2)负反馈对放大电路性能的影响 负反馈降低增益 负反馈提高增益稳定性 负反馈影响输入输出电阻 负反馈展宽频带 负反馈改善非线性失真 (3)消除自激的方法 加入补偿电容。 缺点: 对放大电路的频率响应的影响很大。只是要想实现放大电路的稳定,必然要牺牲 一部分频带的指标。 在射极跟随器的基极串入电阻抵消负阻效应。对
3、放大电路的频率特性有影响。 判断是否是由于负阻效应引起的振荡可以把示波器的探头的衰减器从1档变为10档, 如果振荡减弱即是由于负阻引起的。 电路要有良好的接地,尽量加粗接地线,消除干扰信号通过地线引起的影响。这个方 法只对设计印刷电路板有指导作用。 插入电源去耦电路,抵消反馈的影响。这种方法是最有效的,且是对放大电路的性能 指标影响最小的。 消除外界干扰。 如果前面的措施都解决不了的时候,就要考虑振荡的根源不是出自于自身,而是由外界 传入的。如果邻居的电路也处于自激振荡状态,基本可以断定是这种原因。解决的办法是: 1)缩短连线, 2) 邻居先关掉电源。 如果邻居一关掉电源振荡激刻消失,那么干扰
4、源就是来自于其人。 (3)电路方案的选择和电路设计 第一,选择反馈类型。本题要求输入电阻高,输出电阻低,应采用电压串联负反馈。 第二,初步选择反馈系数、开环增益,尽量满足深度负反馈。 第三, 确定基本放大电路的级数和电路结构,选取工作点, 初步设计放大电路的元器件 参数。 第四,用 CAD 工具仿真分析。 四. 实验内容 (1)根据自己所设计的电路安装负反馈放大电路。 (2)需要时调整电路的工作点,修改元器件参数,消除可能出现的自激振荡现象等,最后 使电路指标满足设计要求。 (3)测量负反馈放大电路的性能指标。 五. 注意事项 (1)电路要安装整齐,布局要合理,尽量避免连线交叉。 (2)注意电
5、解电容的极性,避免极性接反损坏器件。 (3)若电路出现自激振荡或干拢,则应先消除它们,然后再进行调整与测试。 六. 电路设计 七.pSpice仿真 1. 直流工作点分析: 2. 中频增益: 由图可知,中频增益约为41,符合要求。 3. 开环增益: 由图可知,开环增益约为492A 所以反馈深度为 492 1210 41 D符合要求。 4. 下限截止频率: 可知下限截止频率约为2.31Hz1MHz 。 6. 输入电阻: 由图可知 , 输入电阻约为16.415 kk, 符合条件 7. 输出电阻: 由图可知,输出电阻约为3100,符合条件 8. 动态范围: 由图可知,动态范围 0 1.2 m VV 八
6、. 实验数据与分析 (一)数据计算 1. 闭环增益: 0 1.2 74.02.850 /38.54010% m immomm vimmomm VV VmVVV AVV满 足的 条 件 2. 输入电阻 : (输入端串入20Rk的电阻) 测量得其两端电压73.0 mm VmV,计算得: 74.0 20.27 k10 73.0 20 imm i mm VmV Rk VmV kR 3. 输出电阻 : (输出端串入100R的电阻) 测量得其两端电压650.0 mm VmV,计算得 : 74.0 11.38100 650.0 100 om m o mm VmV R VmV R 4. 幅频特性: ( 已知
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