中職教育二年級(jí)上學(xué)期裝備制造大類《負(fù)反饋放大電路》教學(xué)設(shè)計(jì)

負(fù)反饋放大電路教學(xué)設(shè)計(jì)部門：智能工程系課題名稱項(xiàng)目二安裝調(diào)試助聽器任務(wù)二仿真檢測(cè)負(fù)反饋放大電路所屬課程模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教材版本《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》劉曉書王毅主編北京理工大學(xué)出版社教學(xué)對(duì)象機(jī)電類專業(yè)二年級(jí)學(xué)生學(xué)時(shí)6學(xué)時(shí)一、教學(xué)主要內(nèi)容反饋的基本概念反饋的分類反饋類型判斷負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響5、仿真檢測(cè)負(fù)反饋放大電路二、教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.養(yǎng)成安全的行為規(guī)范，注重人身安全和設(shè)備安全；2.注重職業(yè)責(zé)任心、職業(yè)情感、紀(jì)律意識(shí)的養(yǎng)成，逐步養(yǎng)成學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，解決操作過(guò)程遇到的隨機(jī)問(wèn)題。知識(shí)目標(biāo)能描述反饋的基本概念、辨別反饋類型。2.能辨別負(fù)反饋放大電路的四種常見(jiàn)反饋類型。3.能描述負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響。技能目標(biāo)1.應(yīng)用Multisim14仿真軟件搭建電路及分析檢測(cè)負(fù)反饋放大電路。三、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)：反饋的基本概念、分類及反饋類型的判斷（二）教學(xué)難點(diǎn)：仿真檢測(cè)負(fù)反饋放大電路四、教法與學(xué)法本著以“行動(dòng)為導(dǎo)向，工學(xué)一體”的設(shè)計(jì)理念，采用“教學(xué)做一體”的教學(xué)形式。課堂采用行動(dòng)導(dǎo)向六步法的項(xiàng)目教學(xué)法和仿真實(shí)驗(yàn)法，學(xué)法才用了自主探究法、分組實(shí)驗(yàn)法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。教法：行動(dòng)導(dǎo)向法、仿真實(shí)驗(yàn)法學(xué)法：自主探究法、分組實(shí)驗(yàn)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法五、教學(xué)資源及手段本課程資料較完備，動(dòng)畫，作業(yè)，測(cè)試等模塊均已實(shí)際運(yùn)用；同時(shí)通過(guò)學(xué)習(xí)通進(jìn)行課堂教學(xué)的應(yīng)用，及新教學(xué)資源的生成；引導(dǎo)學(xué)生使用Multisim14仿真軟件，進(jìn)行電路仿真。大力推薦學(xué)生主動(dòng)利用發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)資源，獲取更多的優(yōu)質(zhì)信息，如技工教育網(wǎng)，微信公縱平臺(tái)等。設(shè)備工具：電腦、手機(jī)，Multisim14仿真軟件學(xué)習(xí)平臺(tái)：在一體化教室進(jìn)行，老師使用多媒體講解，學(xué)生分組使用電腦進(jìn)行仿真操作和實(shí)際操作六、課程思政在日常生產(chǎn)生活中，我們?cè)陔娮赢a(chǎn)品的電源電路板上總是會(huì)見(jiàn)到負(fù)反饋放大電路的應(yīng)用，例如示電視機(jī)、音響、老師常用的擴(kuò)音器等。七、教學(xué)內(nèi)容一、反饋的基本概念將放大電路輸出信號(hào)（Xo，電壓或電流）的一部分或者全部通過(guò)一定形式的電路送回到輸入回路并與輸入信號(hào)（Xi，電壓或電流）相疊加的過(guò)程稱為反饋。反饋放大器方框圖反饋放大器可用方框圖簡(jiǎn)潔說(shuō)明：1、反饋放大電路是在基本放大電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。2、從輸出回路中反送到輸入回路的那部分信號(hào)稱為反饋信號(hào)Xf。3、反饋信號(hào)Xf和輸入信號(hào)Xi相疊加就是凈輸入信號(hào)Xd。4、如果反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)增強(qiáng)，這種反饋就稱為正反饋。即：Xd=Xi+Xf5、如果反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)減弱，這種反饋就稱為負(fù)反饋。即：Xd=Xi-Xf6、傳輸反饋信號(hào)的反饋電路，稱為反饋網(wǎng)絡(luò)，一般由電阻、電容元件構(gòu)成。反饋信號(hào)Xf和輸出信號(hào)Xo之比稱為反饋系數(shù)F，即反饋放大電路的基本關(guān)系式1、沒(méi)有引入反饋的放大器稱為基本放大電路，也叫開環(huán)放大電路，其放大倍數(shù)用字母A表示?；痉糯笃鞣糯蟊稊?shù)A是輸出信號(hào)Xo與凈輸入信號(hào)Xd之比，即：2、引入反饋的放大器稱為反饋放大器，也叫閉環(huán)放大器，其放大倍數(shù)用字母Af表示。反饋放大器放大倍數(shù)Af是輸出信號(hào)Xo與輸入信號(hào)Xi之比，即：1+AF叫做反饋深度。根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)，當(dāng)(1+AF)>>1時(shí)候可以推導(dǎo)出反饋的分類及辨別正反饋和負(fù)反饋反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)增強(qiáng)，這種反饋就稱為正反饋。反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)減弱，這種反饋就稱為負(fù)反饋。正反饋會(huì)造成放大電路的工作不穩(wěn)定，負(fù)反饋能改善放大電路的一些性能指標(biāo)，本課程主要討論負(fù)反饋。2、電壓和電流反饋反饋信號(hào)取自輸出電壓，這種反饋稱為電壓反饋，其反饋信號(hào)正比于輸出電壓。如圖a所示。反饋信號(hào)取自輸出電流，這種反饋稱為電流反饋，其反饋信號(hào)正比于輸出電流。如圖b所示。3、串聯(lián)和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)在放大器輸入端是以電壓的形式出現(xiàn)，那么輸入端必定與輸入電路串聯(lián)。如圖a所示。并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)在放大器輸入端是以電流的形式出現(xiàn)，那么輸入端必定與輸入電路并聯(lián)。如圖b所示。反饋類型判斷瞬時(shí)極性法通常采用瞬時(shí)極性判斷法來(lái)判斷正負(fù)反饋。步驟如下：第一步：假設(shè)輸入端信號(hào)的瞬時(shí)極性為“+”,（用符號(hào)“+”表示電位升高，用"-”表示電位降低）;第二步：其次熟練掌握三極管三種基本聯(lián)接方式（組態(tài)）的判定及相應(yīng)組態(tài)輸出信號(hào)電壓的相位關(guān)系。電容、電阻等反饋元件不會(huì)改變瞬時(shí)極性的關(guān)系,來(lái)逐級(jí)推算出各點(diǎn)的瞬時(shí)極性；第三步：判斷出反饋到輸入端信號(hào)的瞬時(shí)極性。若瞬時(shí)極性為“+”，則為正反饋，否則為負(fù)反饋。2、電壓和電流反饋判斷方法根據(jù)反饋信號(hào)與輸出信號(hào)之間的關(guān)系來(lái)判斷，若反饋信號(hào)與輸出電壓成正比就是電壓反饋，與輸出電流成正比就是電流反饋。經(jīng)常采用負(fù)載RL短路法判斷，如果把負(fù)載RL短路使輸出電壓為0（uO=0，iO≠0），若此時(shí)反饋信號(hào)消失則為電壓反饋，若反饋信號(hào)不消失則為電流反饋。判斷電壓反饋和電流反饋規(guī)律：反饋取自輸出端或輸出分壓端為電壓反饋，否則為電流反饋。3、串聯(lián)和并聯(lián)反饋判斷方法根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在基本放大器輸入端的連接方式來(lái)判斷。若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是串聯(lián)接在基本放大器輸入端，則為串聯(lián)反饋。若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是并聯(lián)接在基本放大器輸入端，則為并聯(lián)反饋。判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的規(guī)律：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在不同節(jié)點(diǎn)為串聯(lián)反饋，在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)為并聯(lián)反饋。對(duì)共發(fā)射極放大電路,若反饋電路接到發(fā)射極是串聯(lián)反饋，接到基極是并聯(lián)反饋。4、下面應(yīng)用上面所學(xué)習(xí)的知識(shí)一起來(lái)判斷圖中的反饋類型。步驟1：首先看看電路是否有反饋。找出Rf為反饋元件。步驟2：其次判斷放大電路的正負(fù)反饋。利用瞬時(shí)極性法來(lái)判斷。此圖為共發(fā)射極放大電路。假設(shè)VT1基極為+，VT1集電極為-，因此VT2基極為-，所以VT2集電極為+，電容C2不改變瞬時(shí)極性，Rf的瞬時(shí)極性就為+，則為正反饋。步驟3：根據(jù)電壓反饋和電流反饋判斷規(guī)律，反饋取自輸出端，則為電壓反饋。步驟4：根據(jù)串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋判斷規(guī)律，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在同一節(jié)點(diǎn)，則為并聯(lián)反饋。此圖為電壓并聯(lián)正反饋。四、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響1.降低放大倍數(shù)放大器引入負(fù)反饋后，雖然放大倍數(shù)由原來(lái)的A變?yōu)锳/（1+AF），放大倍數(shù)有所下降，但是其它方面的性能卻可以得到良好的改善。2.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性放大器的放大倍數(shù)取決于晶體管及電路元件的參數(shù)，當(dāng)元件老化或更換、電源不穩(wěn)、負(fù)載變化及環(huán)境溫度變化的時(shí)候，都會(huì)引起放大倍數(shù)的變化。因此，通常要在放大器中加入負(fù)反饋來(lái)提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。3.展寬通頻帶由于電路電抗元件的存在，以及晶體管本身結(jié)電容的存在，會(huì)造成放大器放大倍數(shù)隨頻率變化，即中頻放大倍數(shù)較大，而高頻和低頻放大倍數(shù)較小，放大器的通頻帶就比較窄。引入負(fù)反饋后，利用負(fù)反饋的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用將通頻帶展寬。減小非線性失真非線性失真是由放大元件的非線性引起的。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明，負(fù)反饋僅是減小輸出電壓波形的非線性失真，但是對(duì)輸入信號(hào)本身的失真不起作用。負(fù)反饋只是減小非線性失真，但不能完全消除。5.改變輸入電阻和輸出電阻負(fù)反饋對(duì)放大器的輸入、輸出電阻有影響。負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響,主要取決于反饋信號(hào)在輸入端的連接方法，而與輸出端取出反饋信號(hào)的方式基本無(wú)關(guān)。負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響，主要取決于反饋信號(hào)在輸出端的取出方法，而與輸入端的反饋電路連接方式基本無(wú)關(guān)。五、仿真檢測(cè)負(fù)反饋放大電路（一）通過(guò)仿真檢測(cè)共發(fā)射極放大電路的電壓放大倍數(shù)，加深對(duì)負(fù)反饋的理解。1、使用Multisim14仿真軟件搭建如圖2.45所示的仿真實(shí)驗(yàn)電路。輸入電壓信號(hào)設(shè)置為1mV，1KHZ，兩只萬(wàn)用表都設(shè)置為交流電壓檔，分別檢測(cè)放大器輸入、輸出電壓的有效值。運(yùn)行仿真電路，分別觀察萬(wàn)用表的讀數(shù)，完成表2.15中的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。圖2.45檢測(cè)負(fù)反饋對(duì)放大器電壓放大倍數(shù)影響仿真實(shí)驗(yàn)電路2、更改輸入電壓信號(hào)為2mV，1KHZ，運(yùn)行仿真電路，分別觀察兩只萬(wàn)用表的讀數(shù)，完成表2.15中的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。表2.15檢測(cè)阻容耦合兩級(jí)放大器的電壓放大倍數(shù)檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)參數(shù)UO（V)無(wú)負(fù)反饋Uo(V)有負(fù)反饋Au（無(wú)負(fù)反饋）Af（有負(fù)反饋）負(fù)反饋對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響Ui=1mVUi=2mV通過(guò)仿真檢測(cè)共發(fā)射極放大電路的輸入電壓和輸出電壓波形的非線性失真，加深對(duì)負(fù)反饋的理解。1.使用Multisim14仿真軟件搭建如圖2.46（a）所示的仿真實(shí)驗(yàn)電路。輸入電壓信號(hào)設(shè)置1mV，1KHZ，開關(guān)S的切換鍵設(shè)置為【空格鍵】，讓開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，用示波器的A通道檢測(cè)放大器輸入電壓的波形，用示波器的B通道檢測(cè)放大器輸出電壓的波形，示波器控制面板設(shè)置參考如圖2.46（b）所示。運(yùn)行仿真電路，雙擊示波器圖標(biāo)打開控制面板觀察A、B通道顯示的電壓波形，完成表2.16中的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。（a）仿真實(shí)驗(yàn)電路（b）示波器面板設(shè)置參考圖2.46負(fù)反饋對(duì)放大器非線性失真影響仿真實(shí)驗(yàn)電路2.切換開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，其余不變，重新運(yùn)行仿真電路，雙擊示波器圖標(biāo)打開控制面板觀察A、B通道的電壓波形，完成表2.16中的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。3.更改輸入電壓信號(hào)設(shè)置為2mV，1KHZ，切換開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，運(yùn)行仿真電路，雙擊示波器圖標(biāo)打開控制面板觀察A、B通道顯示的電壓波形，完成表2.16中的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。4.切換開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，其余不變，重新運(yùn)行仿真電路，雙擊示