反饋放大電路設計實驗報告模版

1、得分教師簽名批改日期深圳大學實驗報告課程名稱：模擬電路實驗名稱：負反饋放大電路設計學院：信息工程學院專業(yè)：信息工程班級:組號： 指導教師： 田明報告人：學號實驗地點 N102 實驗時間： 實驗報告提交時間：教務處制一. 實驗名稱：負反饋放大電路設計二. 實驗目的：加深對負反饋放大電路原理的理解.學習集成運算反饋放大電路、晶體管反饋放大電路的設計方法.掌握集成運算反饋放大電路、多級晶體管反饋放大電路的安裝調試 及測試方法.三. 實驗儀器：雙蹤示波器 一臺/組信號發(fā)生器一臺/組直流穩(wěn)壓電源一臺/組萬用表一臺/組四. 實驗容：設計一個多級晶體管負反饋放大電路或集成運算負反饋放大電路， 性能要求如下：

2、閉環(huán)電壓放大倍：30-120輸入信號頻率圍：1KHZ10KHZ.電壓輸出幅度 1.5V輸出電阻W 3KQ五. 實驗步驟：1. 選擇負反饋放大電路的類型，一般有晶體管負反饋放大電路、集成運算負反饋放大電路為滿足上述放大倍數(shù)的要求，晶體管負反饋放大電路最少需要二 級放大，其連接形式有直接耦合和阻容耦合， 阻容耦合可以消除放大 器各級靜態(tài)工作點之間的影響，本設計采用兩者相結合的方式； 對于 各級放大器，其組態(tài)有多種多樣，有共發(fā)射極，共基極和共集電極。 本設計可以采用共發(fā)射極-共基極-共集電極放大電路。對于負反饋形 式，有電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)、電流并聯(lián)。本設計米用電壓 并聯(lián)負反饋形式。2. 設

3、計電路，畫出電路圖.下面是電源輸入電路，通過并聯(lián)兩個電容的濾波電路形式，以效消除干擾，保證電路穩(wěn)定工作，否則容易產生自激振蕩。整體原理圖如下：TF1TP臨出岀曲T咖出!Sit蟲從上圖可以看出來，整個電路由三級放大和一路負反饋回路構成，第一級電路是NPN管構成的共發(fā)射極電路，通過直接耦合的方式輸出給第二級的共基極電路，因此兩級直接的靜態(tài)工作點會相互影響。第二級放大電路通過電容輸出給第三級。第三級放大電路是共集電極電 路，射極跟隨輸出到負載。整體參數(shù)設計：假設輸入電壓峰峰值為 50mv輸出電壓峰峰值不小于1.5V，電 壓放大倍數(shù)30倍。因為存在負反饋，為達到設計要求，所以電壓開 環(huán)總放大倍數(shù)為10

4、00倍左右。第一、第二級的開環(huán)電壓放大倍數(shù)將 近需要30-40倍。下面，對各級放大進行分析：第一級：如圖，TP3和TP4為信號輸入接入點，信號通過 C1耦合輸入到Q1基極。Q1型號9013為NPN極管，電流增益帶寬積Ft為60MHZ以上，電流增益B為100左右，滿足設計要求。前級采用共發(fā)射極組態(tài)，R1和R2設定基極靜態(tài)工作點，使TP5 電壓為1.2V左右，那么TP7的靜態(tài)電壓為0.55V左右。設定集電極 電阻R3,使得集電極靜態(tài)電壓TP6為4V左右。理論值計算：UBq=VCC*R2/(R1+R2)=1.25VUE(=LBq-Vbe(on)=1.25-0.65=0.6VI EQ=UEc/R5=0

5、.6mALCq=VCC-Icq*R3= VCC-Ieq*R3= VCC-0.6*3.9K=2.95Vr bei=rbb +(1+ B )26(mV)/l eq=300+4.2K=4.5KAui=L0/Ui=- 3 R Jr bei= - 3 (R3/R4/r be2 )/r be1 =-32第二級:屮IO畀TP10 TP/洸武占R7RS 10KrTP7TF121F9IP原試點9012rTO-92TPS如圖，Q2型號9012為PNP三極管，電流增益帶寬積 Ft為50MHZ上，電流增益B為100左右，滿足設計要求。前級采用共基極組態(tài)，這里要注意的是， R4是這一級的輸入 電阻。通過R6和R7設定基

6、極靜態(tài)工作點，使TP8電壓為3.8V左右, 使TP12電壓為4.5V左右再調節(jié)R8,使得集電極電壓TP9為2V左右, 這樣，不容易出現(xiàn)失真。理論值計算：Uq=VCC*R7/(R6+R7)=3.75VUEqfUBq+Vbe(on)二 3.75V +0.7=4.45VI eqf(VCC-Uq2)/R4=0.55/4=0.14mAUCq= I cqR8= I eqFR8二 0.14*15K=2.1Vrbe2=rbb +(1+ B )26(mV)/l eq；=300+18.3K=18.6KAj2=UdJU O1= B R L2/r be2第二級交流負載R L2二R8/Ri3第三級輸入電阻 R3二rbe

7、3+(1+ B )R e3/R9R e3二R10/R11=260 歐r be3=r bb +(1+ B )26(mV)/l EQ3由后面的計算得I EQ3=1.1mA因此 rbe3=rbb +(1+ B )26(mV)/l eq3=300+2.8K=3.1KR3二r be3+(1+ B )R e3/R9=34.3K/240K=30K因此，第二級 R l2= R8/Ri3 = 15K/30K=10K第二級放大倍數(shù) Aj2=UWUo= B R L2/r be2= 100*10/22.6=40中間級的電壓放大倍數(shù)約為40倍，輸出同相第三級:D5VTF10丁卩；速丈盤K G3ffc DOI 3TTO-

8、92IP1TFV惜號靖出點IP2TPJ第出播逸點2GND如圖，中間級通過耦合電容輸出到輸出級，輸出級Q3同樣采用9013三極管，輸出功率有1W，最大集電極電流IC=500mA滿足 設計需求。通過設計R9和R10使得Q3基極靜態(tài)電壓TP10為3V左右，發(fā) 射極電壓VE為2.3V左右，輸出幅度可以達到最大。TP1和TP2為輸出測試點，C5為交流輸出耦合電容R11為輸出 電阻，300歐姆。理論值計算:B *I bq瓷R10+ I bq瓷R9=VCC-V BE (on)得出 lBQ=0.009mAI EQ3=1.1mAUEq3=R10* I eq3=2.2VUBq3=2.2 + V BE (on) =

9、2.9V由上面的分析可以得到，開環(huán)放大倍數(shù)A= Aui* Au2=32*40=-1280負反饋電路：由上圖可見，C4 R12和J3( J3為跳線帽接口，方便測量開環(huán)增益倍數(shù))為負反饋電路，連接到第一級的基極 TP5處，可見，反饋形式為電壓并聯(lián)負反饋。由負反饋基本公式：A二A/1+AF本實驗電路：Fu=1/Ri2在深度負反饋條件下： Af二U/U i = 1/F iu *Rii =100/3.仁33六、靜態(tài)工作點測量及性能測試：VbqiV：Q1VeqiVbQ2V：Q2VeQ2VbQ3VeQ3單位測試點八、TP5TP6TP7TP8TP9TP12TP10TP11理論值1.252.850.553.75

10、2.14.452.92.2V實際值1.203.00.523.82.154.472.872.2V開環(huán)增益測量（跳線帽J3不連接）輸入信號第三級輸出開環(huán)放大倍數(shù)測試點TP3TP1理論值3mV3.84V1280實際值3mV3.7V1233閉環(huán)增益測量（跳線帽J3連接）輸入信號第三級輸出閉環(huán)放大倍數(shù)測試點TP3TP1理論值50mV1.65 V33實際值50mV1.75 V353.性能測試誤差分析通過測量，發(fā)現(xiàn)靜態(tài)工作點會與計算值有一定的差別，這是因為理論計算的時候，假設了三極管有很大的輸入阻抗，忽略了 流進去的電流造成了。但是，誤差在允許的圍。開環(huán)工作狀態(tài)，輸出波形時大時小，不穩(wěn)定，其原因是信號發(fā)生器輸出不穩(wěn)定所致。放大倍數(shù)絕對值相差 47,誤差在4鳩，加入負反饋后的增益絕對值相差為 2，誤差為6%說明設計及調 試非常正確，誤差的原因是三極管參數(shù)、電阻誤差引起的。通過測試，實驗誤差在允許圍，達到設計要求。七、總結與體會完成本設計性實驗項目的收獲.這是一個設計性實驗項目，應用了很多方面的知識，如 PNP和 NPN兩種三極管的使用，共發(fā)射極電路、共基極電路、共集電極電 路靜態(tài)工作點的設置，放大倍數(shù)的計算，負反饋放大電路反饋系數(shù) 和閉環(huán)增益的計算等，本次試驗對電路的設計和操作要求很高， 遇到了很多問題，也通過老師和同學的指導解決了。此設計性實驗最關鍵的部分