多级负反馈放大器的研究实验报告.docVIP

. PAGE .. 多级负反馈放大器的研究 一．实验目的 (1)掌握用仿真软件研究多级负反馈放大电路。 (2)学习集成运算放大器的应用，掌握多级集成运算放大器的工作特点。 (3)研究负反馈对放大器性能的影响，掌握负反馈放大器性能指标的测试方法。 1)测试开环和闭环的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、反馈网络的电压反馈系数和通频带； 2)比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带在开环和闭环时的差别； 3）观察负反馈对非线性失真的改善。 二．实验原理 1.基本概念 在电子电路中，将输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其他输入量的措施称为反馈。 若反馈的结果使净输入量减小，则称之为负反馈；反之，称之为正反馈。 实验电路如下图所示，该放大电路有两级运放构成的反向比例器组成，在末级的输出端引入了反馈网络Cf,Rf2,和Rf1，构成了交流电压串联负反馈电路。 2.放大器的基本参数 1）开环参数 将反馈支路的A点与P点断开，与B点相连，便可得到开环时的放大电路。由此可测出开环时放大电路的电压放大倍数Av、输入电阻Ro、反馈网路的电压反馈系数Fv和通频带BW,即 2）闭环参数:通过开环时放大电路的电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输入电阻Ro、反馈网络的电压反馈系数Fv和上下限频率，可以计算求得多级负反馈放大电路的闭环电压放大倍数Avf、输入电阻Rif、输出电阻Rof和通频带BWf的理论值，即 负反馈放大电路的闭环特性的实际测量值为： 上述所得结果与开环测试时由式（2.5-3）所计算的理论值近似相等，否则应找出原因后重新测量。 在进行上述测试时，应保证各点信号波形与输入信号为同频率且不知真的正弦波，否则应找出原因，排除故障后再进行测量 三．实验内容 （1）实验电路图如下所示： (2)调节J1，使开关A端与B端相连，测试电路的开环基本特性。 1)将信号发生器输出调为1kHz、20mv（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端，得到网络（未接入负载时）的波特图，如下图所示。 2）保持输入信号不变，用示波器观察输入和输出的波形。 3）接入负载RL，用示波器分别测出Vi，Vn，Vf，Vo，记入表2.5-1中。 Vi=19.997mv Vo=3.988v 4)将负载RL开路，保持输入电压Vi的大小不变，用示波器而出输出电压V’o,记入表2.5-1中。 V’o=3.989v 5)从波特图上读出放大器的上限频率fH和下限频率fL，记入表2.5-1中。 Fl=1.154Hz FH=59.78KHZ 6)由上述测试结果，根据式（2.5-1）算出放大电路开环时的Av，Rf，Ro和Fv的值，并由式（2.5-3）计算出放大器闭环时Avf，Rif和Rof的理论值，记入表2.5-1中。 (3)调节J1，使开关A端与P端相连，测试电路的闭环基本特性。 1）将信号发生器输出调为1kHz、20mv（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端，得到网络的波特图，如下图所示。 2）接入负载RL，逐渐增大信号Vi，使输出电压Vo达到开环时的测量值，然后用示波器分别测出Vi、Vn和Vf的值，记入表2.5-1中。 3)将负载RL开路，保持输入电压Vi的大小不变，用示波器而出输出电压V’o,记入表2.5-1中。 V’o=4.026v 4）闭环时放大器的频率特性测试同开环时的测试，即重复开环测试（5）步。 fH=104.307kHz fL=1.266Hz 5）由上述结果并根据式（2.5-4）计算出闭环时的Avf、Rif、Rof和Fv的实际值，记入表2.5-1中。 6）由波特图测出上、下限频率，计算通频带BW。 表2.5-1 负反馈放大电路仿真测试数据 Vi (mV) Vn (mV) Vf (mV) V’o (V) Vo (V) A’v A’vf Av Avf Ri Rif/kΩ Ro Rof/kΩ Fv fH (kHz) fL (Hz) 开环测试 19.997 0 0.490 3.989 3.988 3 理论计算 200 164.9 10000 1000 90.59 1.104 闭环测试 54.554 49.838 50.786 4.026 3.984 四．实验结果 Vi (mV) Vn (mV) Vf (mV) V’o (V) Vo (V) A’v A’vf Av Avf Fv 开环测试 19.997 0 0.490 3.989 3.988 199.48 199.43 0.0245 理论计算 200 164.9 闭环测试 54.554 49.838 50.786 4.026 3.984 73.80 73.03 0.9310 Vi (mV) Vn (mV) Vf (mV) V’o (V) Vo (V) Ri Rif/kΩ Ro Rof/kΩ 开环测