实验五负反馈放大电路

实验五负反馈放大电路一、实验目的1.加深理解负反馈对放大电路各项性能参数的影响。2.掌握反馈放大器性能指标的测试方法。二、实验仪器双踪示波器信号发生器数字多用表直流稳压电源三、实验内容1.负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试⑴开环电路测试①按图接线，反馈电阻RF和负载电阻先不接入。②在放大电路的输入端A接入Us=10mV、f=1kHz的正弦波，用示波器观察放大器的输出波形，使输出不失真且无振荡。③测量电路的输入Us、Ui和输出值U0，记录在表格中。④接入负载电阻RL，重复③步骤。⑤根据实测值计算开环电压放大倍数、输入电阻和输出电阻值。计算结果如下页表所示：⑵闭环电路测试①接入反馈电阻RF，调整输入信号幅值，使电路输出不失真且无振荡。②测量空载RL=∞和有载RL=3kΩ时，电路的输入Us、Ui，输出U0、U0L值，并记录。③根据实测值计算闭环电压放大倍数、输入电阻和输出电阻值。并验证：Auf=Au/(1+AuF)≈1/FF可按下式计算：F=R4/(RF+R4)负反馈放大电路实测数据：开环放大器UsUiU0U0LAuRiR02.121m1.666m1.5261.09闭环放大器UsUiU0fU0LAufRifR0f7.071m6.19m183.6m181.1m结论：电路引入负反馈以后，闭环放大倍数有所减小，同时自激振荡会得到改善，并且输入电阻变大，输出电阻变小，总体来说，电路的性能变得更好了。2.负反馈对失真的改善作用①将反馈电阻RF断开，形成开环，调节信号发生器的输出幅度，使之逐步加大Ui，用示波器观察放大器的输出信号波形，使出现适当失真（注意不要过分失真）并记录失真波形幅度及此时的输入信号值。如图所示：失真波形幅度为：输入信号值为：②将反馈电阻RF接上，形成闭环，用示波器观察输出信号波形的情况，并适当增加输入信号幅度Ui，使放大器输出幅度接近开环时的输出信号失真波形幅度，记录此时输入信号值。并和步骤①进行比较，是否负反馈改善电路的失真。如图所示：失真信号幅度为：输入信号值为：现象：输入幅度达到很大时输出才会有失真。结论：负反馈改善了电路的失真。③若反馈电路值RF=3kΩ不变，但接入三极管的基极（正反馈），会出现什么情况？用实验验证。现象：输出波形严重失真。3.测放大器的频率特性①将反馈电阻RF断开，形成开环，调节信号发生器的输出信号幅度，使Ui=10mV，频率f=1kHz，用示波器观察放大器的输出信号波形，并调整示波器使波形充满显示屏的标度（注意不要失真，否则需要改变输入信号的大小）。②逐步减小信号发生器的输出频率，用毫伏表监测输入端信号的幅度，使之保持上述的输入幅度不变，用示波器观测放大器的输出波形，直到其波形幅度减小为原来的70.7％，此时信号频率即为放大器下限频率fL。③条件与②相同，但逐渐增大信号发生器的频率可测得上限频率fH，计算频带宽度BW。如图所示：上限频率fH为：250kHz下限频率fL为：90Hz频带宽度BW为：249910Hz④将电路的反馈电阻RF接上，形成闭环，重复①②③，即可测量计算出闭环电路的通频带BWf，并比较BW和BWf。如图所示：上限频率fH为：5MHz下限频率fL为：30Hz频带宽度BW为：4999970Hz开环f(Hz)4060901001502002505001k2k5kU0(V)0.3840.5700.7570.8000.9350.9971.031.0781.091.0951.095f(Hz)10k20k40k80k160k200k250k300k400k500kU0(V)1.0941.0911.081.040.9140.8450.7620.6880.5660.475闭环f(Hz)203040801002001k5k10k20k50kU0(V)0.0950.1200.1500.1660.1710.1780.1810.1810.1810.1810.181f(Hz)100k200k400k1M2M3M4M5M6M7MU0(V)0.1810.1810.1810.1800.1760.1650.1470.1230.1010.081结论：加了负反馈以后，通频带比没加反馈的情况增加了1个量级。四、实验结论1.产生误差的原因：A.固有误差，不可避免。B.人为原因，仪器接触不良时误读错数，使实验结果与理论值相差很大，或者读数不精确造成的误差。C.元器件误差，电阻电容值与实验规定值不相符，达不到规定值或比规定值大，使结果与理论值偏差很大。D.电阻及三极管等元件受温度影响较大，产生误差；滑动变阻器不精确，调试静态工作点时达不到精确的UEQ值。E.实验室存在噪声、静电等干扰信号。2.负反馈对放大电路的影响：电路引入负反馈以后，闭环放大倍数有所减小，但同时自激振荡会得到改善，通频带大大增加，并且使输入电阻变大，输出电阻变小，总体来说，电路的性能变得更好了。