兩級負反饋放大電路

1、. 20122012 20132013 學(xué)年學(xué)年 第第 二二 學(xué)期學(xué)期 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 報報 告告題 目： 兩級負反饋放大電路 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 11 信息（1）班 組 成 員：陶輪 魏偉 姚姚 葛自立 余俊明 徐龍 張超龍 錢葉輝 指導(dǎo)教師： 吳慧 電氣工程學(xué)院 2013 年 6 月 5 日.任務(wù)書任務(wù)書課題名稱課題名稱兩級負反饋放大電路兩級負反饋放大電路指導(dǎo)教師（職稱）指導(dǎo)教師（職稱）吳慧吳慧 倪琳倪琳 執(zhí)行時間執(zhí)行時間20122012 20132013 學(xué)年第二學(xué)期學(xué)年第二學(xué)期 第第 1515 周周學(xué)生姓名學(xué)生姓名學(xué)號學(xué)號承擔任務(wù)

2、葛自立葛自立11091210101109121010總原理圖繪制錢葉輝錢葉輝11091210251109121025安裝與調(diào)試陶輪陶輪11091210301109121030方案設(shè)計與論證徐龍徐龍11091210401109121040性能測試與分析俞俊明俞俊明11091210451109121045元器件的列取與整理張超龍張超龍11091210461109121046單元電路設(shè)計姚姚姚姚11091210441109121044相關(guān)參數(shù)計算魏偉魏偉11091210371109121037資料收集與整理設(shè)計目的設(shè)計目的1）掌握多級放大倍數(shù)與各級放大倍數(shù)的關(guān)系。2）學(xué)習(xí)在多級放大電路中引入負反饋的

3、方法。3）掌握負反饋放大電路的測試方法，理解負反饋對放大電路動態(tài)特性的影響。設(shè)計要求設(shè)計要求1）全部使用分立元件。2）電壓放大倍數(shù) Au50;3）fH=100MHZ，fL=50HZ;.兩極負反饋放大電路兩極負反饋放大電路摘摘 要要負反饋是一種以電路來改善電路的重要方法之一，它能有效的改善放大器的性能，負反饋理論和負反饋技術(shù)在電子電路中得到了極其廣泛的應(yīng)用。所以對負反饋放大電路研究方法的探究就顯得特別重要且具有一定的實際意義。本設(shè)計原理是利用具有放大特性的元件，如三極管，三極管加上電流后輸入端的微小變化引起輸出端的較大變化，再通過負反饋網(wǎng)絡(luò)求得凈輸入量的值，通過仿真觀察出波形圖。此次主要設(shè)計步驟

4、有方案的設(shè)計與論證，反饋方式的選擇，電路的設(shè)計與繪制，以及運用 Multisim 進行仿真測試設(shè)計電路的性能。而電路設(shè)計中所采用的三極管、電阻等元器件都是比較容易見到和使用到的，故為電路的操作、測試、分析等工作都帶來方便。關(guān)鍵字關(guān)鍵字：負反饋；放大器； 電阻.目目 錄錄第一章第一章 方案設(shè)計與論證方案設(shè)計與論證.1 11.1. 設(shè)計原理：設(shè)計原理： .1 1第二章第二章 負反饋對放大器各項性能指標的影響負反饋對放大器各項性能指標的影響.2 21 1反饋方式的選擇反饋方式的選擇 .2 22 2電路的確定電路的確定 .2 23 3 放大管的選擇放大管的選擇 .2 24 4 電容的選擇電容的選擇 .

5、2 2第三章第三章 單元電路設(shè)計與參數(shù)計算單元電路設(shè)計與參數(shù)計算.3 31.1. 第一級放大電路參數(shù)設(shè)定第一級放大電路參數(shù)設(shè)定 .3 32 2 第二級放大電路參數(shù)設(shè)定第二級放大電路參數(shù)設(shè)定 .4 43 3、 總原理圖總原理圖 .5 5圖圖 3.33.3 .5 5第四章第四章 性能測試與分析性能測試與分析.6 61.1. 負反饋放大器放大倍數(shù)的測試：負反饋放大器放大倍數(shù)的測試： .6 62 2 測放大電路的頻率特性：測放大電路的頻率特性： .7 7第五章第五章 結(jié)論與心得結(jié)論與心得.9 91.1. 實驗結(jié)論實驗結(jié)論 .9 92.2. 心得體會心得體會 .9 9參考文獻參考文獻.1010附錄附錄.

6、1111答辯記錄及評分表答辯記錄及評分表.1212.第一章第一章 方案設(shè)計與論證方案設(shè)計與論證 1.1.設(shè)計原理設(shè)計原理： 負反饋放大電路原理框圖 1.1 圖中 X 表示電壓或電流信號；箭頭表示信號傳輸?shù)姆较颍环柋硎据斎肭蠛停?、表示輸入信號 與反饋信號是相減關(guān)系（負反饋），即放大電路的凈輸入信號為: idifXXX基本放大電路的增益（開環(huán)增益）為: /oidAXX反饋系數(shù)為: /foFXX負反饋放大電路的增益（閉環(huán)增益）為: /foiAXX.第二章第二章 負反饋對放大器各項性能指標的影響負反饋對放大器各項性能指標的影響 負反饋的電路形式很多，但就基本形式來說，可以分為 4 種：即電流串聯(lián)負

7、反饋；電壓串聯(lián)負反饋 ；電流并聯(lián)負反饋；電壓并聯(lián)負反饋。一個放大器，加入了負反饋環(huán)節(jié)后，雖然會犧牲一部分增益，但對放大器一系列性能指標產(chǎn)生很大影響和提高。因此，可以根據(jù)實際情況的需要，引入任一形式的負反饋，從而使放大器的性能符合實際情況的需要。1 1 反饋方式的選擇反饋方式的選擇根據(jù)信號情況來選擇反饋方式，當要求放大電路穩(wěn)定電壓輸出時，就需要電壓負反饋；當要求放大電路恒流輸出時，就要采用電流負反饋。根據(jù)放大電路輸出電阻來選擇串聯(lián)或并聯(lián)方式，當要求放大電路具有高的輸入電阻時，采用串聯(lián)反饋；當要求放大電路具有低的輸入電阻時，采用并聯(lián)反饋。根據(jù)設(shè)計要知求此設(shè)計采用電壓串聯(lián)負反饋。2 2 電路的確定電

8、路的確定1）輸入級的放大管的靜態(tài)工作點一般取 I1mA，U=（12）V，不允許取ECE較大的電流，所以輸入級應(yīng)具有較高的輸入電阻，故采用共射放大電路。2） 輸出級負載電阻較大，而且主要是輸出電壓，故采用共集放大電路。其特點為從信號源索取的電流小而且?guī)ж撦d能力強。3 3 放大管的選擇放大管的選擇由于 Q2 需要輸出電流的最大值，為了不失真，要求mAIILLM4 . 12，因此它的射極電流3mA，由于要求通頻帶較寬LMEII23mAIE4 . 12350HZ100mHZ,故選用 2SC2786，其特性頻率較高，導(dǎo)通截止特性良好。 4 4 電容的選擇電容的選擇 由于電容對直流量的容抗無窮大，所以信號

9、源與第一級放大電路、第一級與第二級、第二級與負載之間用耦合電容連接沒有直流量通過。旁路電容可產(chǎn)生一個交流分路，將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分旁路掉，把輸入信號中的高頻噪聲作為率處對象濾除高頻雜波，故將第一級的射極并聯(lián)一個旁路電容。.第三章第三章 單元電路設(shè)計與參數(shù)計算單元電路設(shè)計與參數(shù)計算1.1.第一級放大電路參數(shù)設(shè)定第一級放大電路參數(shù)設(shè)定圖 3.1 第一級放大電路三極管工作在放大區(qū)時滿足的條件為：且BEUonUCEBEUU 在電路的直流通路中，節(jié)點 B 的電流方程為 =+1RI2RIBQI 為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點，通常是參數(shù)的選取滿足 3-12RBQII 因此，B 點電位為 3-2

10、 12RRII212BQCCRUVRR式 3-2 表明基極電位幾乎僅決定于對的分壓，而與環(huán)境溫度無關(guān)。21RR與CCV為了提高輸入電阻而又不致使放大電路倍數(shù)太低，應(yīng)取 IE1=1mA，并選=80，則1=+（1+）=300+(1+80) =2.256kbe1rbbr1TE1UI261利用同樣的原則，可得 3-3 11119/ /1cLouibeRRUAUrR為了獲得高輸入電阻，且取 Au1=50，取 R4=1.0k,代入 Au1=50,求出R3=5.1K。 為了計算 R5，=1V，再利用 IE1（R5+R4）=EQUEQU得出 R5=23，選 R5為 20。為了計算，可先求=0.00625mA=

11、6.25uA2R1BI11cI0.580 由此可得 2124EQBQBUURkI. 為了確定阻 R1，利用)(1111CCCCCRRIVU可求得 R1802 2 第二級第二級放大電路參數(shù)設(shè)定放大電路參數(shù)設(shè)定確定第二級的電路參數(shù)。電路圖如圖 2 所示圖 3.2 第二級放大電路為了穩(wěn)定放大倍數(shù)，在電路中引入 R9，取 R9=1.0k,由此可求出這級的電壓放大倍數(shù) Au2因為 IE2=1mA,且，所以280rbe2=rbb+（1+2）=300+(1+80) =2.308kTE2UI261又由于第二級為共集放大電路，故 Au21代入公式 3-4289222891/ /1/ /ouibeRRUAUrRR

12、由此可以解得 R8=3k。選取，mAIVUCCE1,32則由 1627122CCBBBBBCBVIRIRIIIII可解得。6762,20RkRk確定。由于有兩級電容耦合，根據(jù)多級放大器下限截止頻率的計算15CC公式 3-522121.1LLfff.假設(shè)每級下限頻率相同，則各級的下限頻率應(yīng)為1.1 2LLff又因為 50HZ所以 61 513104.8216.1164.8216.12 3.14LLCFFfR因此，選用電解電容。10 F3、總原理圖圖 3.3.第四章第四章 性能測試與分析性能測試與分析用 Multisim7 軟件對負反饋放大器進行仿真分析。1.1.負反饋放大器放大倍數(shù)的測試：負反饋

13、放大器放大倍數(shù)的測試：將所有元件及儀器調(diào)出并經(jīng)整理連成仿真電路圖。將圖中的負反饋斷開，對電路進行仿真，可見無負反饋時的輸入輸出波形如圖 4.1.1 所示。 無負反饋時的輸入、輸出波形圖 4.1.1由圖 4.1 可知無負反饋時輸出波形出現(xiàn)了失真現(xiàn)象。連接負反饋后如圖 4.1.2 所示輸入和第二級放大器輸出波形。放大器輸入、輸出波形圖 4.1.2由圖 4.1.2 可算出放大器的放大倍數(shù)為：.Au=1027mv/14.077mv=73oiUU2 2測放大電路的頻率特性：測放大電路的頻率特性：關(guān)閉仿真開關(guān)，在電機電子仿真軟件 Multisim7 基本界面右側(cè)虛擬儀器工具中“Bode Plotter”按

14、鈕，調(diào)出虛擬波特儀“XBP1” 。重新組建仿真電路如圖4.2.1 所示。圖 4.2.1雙擊示波儀“XBP1”圖標，彈出虛擬掃頻儀放大面板，按下“Reverse”按鈕，掃頻儀放大面板左邊屏幕顯示的是放大電路的頻率特性曲線，如圖 4.2.2所示。 負反饋放大器頻率特性曲線圖 4.2.2從屏幕下方顯示的數(shù)據(jù)中，我們可以看到：頻率特性曲線中間平坦部分為放大電路中頻段，放大電路增益基本不變且最大；左側(cè)為頻率低端、右側(cè)為頻率高端，它們的增益都會降低。圖 4.2.2 中讀數(shù)指針所在位置表示：頻率為.84.645kHz 時，電路增益 37.12dB。將讀數(shù)指針分別移到下限頻率和上限頻率點，分別可讀出電路的下限

15、頻率和上限頻率。圖 4.2.3 負反饋放大器下限頻率 圖 4.2.4 負反饋放大器上限頻率由頻率特性曲線可知，放大器的下限頻率為：=56.381Hz Lf放大器的上限頻率為：=95.918MHzHf.第五章第五章 結(jié)論與心得結(jié)論與心得1.1.實驗結(jié)論實驗結(jié)論本設(shè)計通過對兩級阻容耦合放大電路引入電壓串聯(lián)負反饋前后進行電路仿真，由仿真結(jié)果可以得出這樣的結(jié)論：對電路引入電壓串聯(lián)負反饋，會減小其下限頻率，增大其上限頻率，從而使其通篇帶變寬；引入電壓串聯(lián)負反饋，會減小電路的電壓放大倍數(shù)，并增大電路可不失真放大的最大信號幅度，減小非線性失真；引入電壓串聯(lián)負反饋，會增大輸入電阻，減小輸出電阻。最后通過測量計

16、算驗證了 AF1/F 的結(jié)果。此設(shè)計基本成功。2.2.心得體會心得體會通過這次的課程設(shè)計，我們對模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)這門課有了更深更好的理解。這些知識不僅在課堂上有效，在日常生活中更有著現(xiàn)實的意義，也對自已的動手能力是個很好的鍛煉。在設(shè)計過程中，整個組隊的成員都努力的分析課題，積極參與討論。經(jīng)過層層解剖，最終設(shè)計出了本實驗的原理圖，再運用各種軟件進行繪圖與仿真，大量運算，得到了檢測結(jié)果。本次課程設(shè)計，不僅鍛煉了我們的動手能力，也提高了我們解決問題的能力，更明白了知識和團隊的力量。更重要的是，我們熟悉了常用電子器件的類別、型號、規(guī)格、性能以及其使用范圍，學(xué)會了利用 Multisim 進行仿真。我們能

17、通過查找資料，查閱有關(guān)的電子器件圖書等來幫助完成設(shè)計。這次的設(shè)計讓我們感受到，在我們不懂得問題上，利用網(wǎng)上和圖書館的資源，搜索查找需要的信息以及和同學(xué)之間相互討論、相互交流、積極配合也尤為重要。.參考文獻參考文獻 1模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 2模電數(shù)電基礎(chǔ)實驗及 Multisim7 仿真 浙江大學(xué)出版社.3半導(dǎo)體集成電路 清華大學(xué)出版社4模擬集成電子技術(shù)基礎(chǔ) 東南大學(xué)出版社.附錄附錄元件清單.答辯記錄及評分表答辯記錄及評分表 課題名稱課題名稱兩級負反饋放大電路兩級負反饋放大電路答辯教師（職稱）答辯教師（職稱）吳慧吳慧 倪琳倪琳 答辯時間答辯時間20132013 學(xué)年第二學(xué)年第二 學(xué)期學(xué)

18、期 第第 1515 周周答答辯辯記記錄錄1 1、為何設(shè)計電路采用電壓串聯(lián)負反饋方式？、為何設(shè)計電路采用電壓串聯(lián)負反饋方式？答：本設(shè)計電路需要有穩(wěn)定電壓輸出且需要高的輸入電阻，答：本設(shè)計電路需要有穩(wěn)定電壓輸出且需要高的輸入電阻， 所以電壓串聯(lián)負反饋正合適。所以電壓串聯(lián)負反饋正合適。2 2、采用電壓負反饋的優(yōu)點？、采用電壓負反饋的優(yōu)點？答答: : 會減小其下限頻率，增大其上限頻率，從而使其通會減小其下限頻率，增大其上限頻率，從而使其通篇帶變寬；篇帶變寬； 減小電路的電壓放大倍數(shù)，并增大電減小電路的電壓放大倍數(shù)，并增大電路可不失真放大的最大信號幅度，減小非線性失真；路可不失真放大的最大信號幅度，減小

19、非線性失真；會增大輸入電阻，減小輸出電阻。會增大輸入電阻，減小輸出電阻。3 3、在設(shè)計多級放大電路時，各級靜態(tài)工作電流選取的一般、在設(shè)計多級放大電路時，各級靜態(tài)工作電流選取的一般原則是什么？原則是什么？答：靜態(tài)工作點的設(shè)置要求使各管都工作于放大區(qū)，且有答：靜態(tài)工作點的設(shè)置要求使各管都工作于放大區(qū)，且有足夠的動態(tài)范圍。另外，由于增益與工作點有關(guān)，設(shè)足夠的動態(tài)范圍。另外，由于增益與工作點有關(guān)，設(shè)置工作點時要兼顧增益的要求。置工作點時要兼顧增益的要求。4 4、在所設(shè)計的電路中，為消除自激振蕩所加入的相位補償、在所設(shè)計的電路中，為消除自激振蕩所加入的相位補償電容接在什么位置最合理？為什么？電容接在什么位置最合理？為什么？答：首先應(yīng)加在反相放大的輸入輸出兩端間作為密勒補償答：首先應(yīng)加在反相放大的輸入輸出兩端間作為密勒補償電容，再考慮到利用密勒效應(yīng)使反相放大的增益盡可電容，再考慮到利用密勒效應(yīng)使反相放大的增益盡可能大，以使等效的密勒電容值盡可能大，因此密勒補能大，以使等效的密勒電容值盡可能大，因此密勒補償電容應(yīng)接在增益最高的第二級的輸入輸出兩端間最償電容應(yīng)接在增益最高的第二級的輸入輸出兩端間最合理。合理。5 5、如何防止或消除失真現(xiàn)象？、如何防止或消除失真現(xiàn)象？答：首先采用負反饋方式能有效防止失真現(xiàn)象出現(xiàn)。再者，答：首先采用負反饋方式能有效