负反馈放大电路仿真.docVIP

负反馈放大电路仿真报告 一、实验目的 1．熟悉Multisim软件的使用方法。 2．掌握负反馈放大电路对放大器性能的影响。 3．学习负反馈放大器静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的开环和闭环仿真方法。 4．学习掌握Multisim9交流分析 5．学会开关元件的使用 二、实验原理 1. 晶体管构成的负反馈放大器电路基本结构 负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。 负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。本例以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。 图3.4-1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过RF把输出电压uo引回到输入端，加在晶体管VT1的发射极上，在发射极电阻RF1上形成反馈电压uf。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。 图3.4-1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器 2. 负反馈放大器的主要性能参数计算 （1）闭环电压放大倍数 ，其中： Au为基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大倍数。 1＋AuFu ──反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。 （2）反馈系数 （3）输入电阻 Rif＝(1＋AuFu )Ri （4）输出电阻 式中：Ro为基本放大器的输出电阻。Auo 为基本放大器RL＝∞时的电压放大倍数。 三、虚拟实验仪器及器材 双踪示波器 信号发生器 交流毫伏表 数字万用表 四、实验内容与步骤 1. 在Multisim环境下，并画出下图3.4-2所示电路 图3.4-2负反馈放大电路 2. 直流分析 （1）调节信号源V2的大小，使输出端在开环情况下输出不失真。 （2）启动直流工作点分析，记录数据，填入下表 三极管Q1 三极管Q2 Vb Vc Ve Vb Vc Ve 4.47499 5.21230 3.83455 3.60986 6.11697 2.96316 3. 动态参数分析 （1）放大倍数测试 电路如图3.4-2所示，用虚拟示波器按下表分别测量输入/输出电压的峰-峰值，记入下表中： RL Vi Vo Au/Auf 开环（J1断开） RL=无穷大（J2断开） 2.99mV 558mV 186.7 RL=2k（J2闭合） 2.99mV 276mV 92.3 闭环（J1闭合） RL=无穷大（J2断开） 2.99mV 56mV 18.7 RL=2k（J2闭合） 2.99mV 51.mV 17.1 （2）输入电阻与输出电阻测试 测量输入/输出电阻的电路如下图3.4-3所示。 图3.4-3输入/输出电阻测量图 1）输入电阻Ri 在输入端串联一个5.1k的电阻，如图所示，并且连接一个万用表，如图3.4-3连接。启动仿真，记录数据，并填下表。（☆万用表要打在交流档才能测试数据） 仿真数据（注意填写单位）Vs Vi 计算 开环（J1断开） 20mV 15.3mV Ri=Vi*Rs/（Vs-Vi）=16.6kohm 闭环（J1闭合） 20mV 15.8mV Rif=Vi*Rs/（Vs-Vi）=19.2kohm 2）输出电阻Ro 仿真电路如图3.4-3所示，先接上负载电阻，测量输出电压VL，再断开负载，测量输出电压VO。（☆万用表要打在交流档才能测试数据） 仿真数据（注意填写单位）VL Vo 计算 开环（J1断开） 1.31V 2.56V R0=（V0-VL）*RL/VL=4.87kohm 闭环（J1闭合） 269mV 296mV Rof= （V0-VL）*RL/VL=0.51kohm 4. 负反馈对失真的改善作用 将图3.4-2电路中开关“J1”断开，双击电路窗口中信号源符号，打开AC Voltage对话框如图3.4-4所示。 图3.4-4 AC Voltage对话框 Voltage区：设置输入电压的幅值为1V。 Voltage RMS区：自动显示输入电压的有效值0.71V。 Frequency区：设置输入电压频率为1000HZ。 也可逐步加大ui的幅度，用示波器观察，使输出信号出现失真如图3.4-5（a）所示（注意不要过分失真），然后将开关“J1” 闭合，从3.4-5(b)上观察到输出波形的失真得到明显的改善。 (a) 无负反馈 (b) 有负反馈 图3.4-5 负反馈对放大器失真的改善 5. 负反馈对频带的展宽 引入负反馈后，放大电路的中频放大倍数减少了，等于无负反