光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 实验五 负反馈放大电路 一、实验目的 1、研究负反馈对放大器性能的影响。 2、掌握反馈放大器性能的测试方法。 二、实验原理 放大器中采用负反馈，在降低放大倍数的同时，可使放大器的某些性能 大大改善，负反馈的类型很多，本实验以一个输出电压、输入串联负反馈的两 级放大电路为例，如图5-2所示。C、R从第二级T2的集电极接到第一级T1 的发射极构成负反馈。 下面列出负反馈放大器的有关公式，供验证分析时作参考。 1、放大倍数和放大倍数稳定度 负反馈放大器可以用图5-1方框图来表示： A Av B Vo F 图5-1负反馈放大器框图 负反馈放大器的放大倍数为：4r严+H下 式中ANW称为开环放大倍数，反馈系数为：F=R1+R 反馈放大器反馈放大倍数稳定度与无反馈放大器反馈放大倍数稳定度有 1 如下关系： △A_△AV_ Avr Av 1+AvF 式中 △Ar 称负反馈放大器的放大倍数稳定度。 Avr △Av 称无反馈放大器的放大倍数稳定度。 Av 由上式可知，负反馈放大器比无反馈的放大器的稳定度提高了(1+AF)倍。 2、频率响应特性 引入负反馈后，放大器的频响曲线的上限频率fr比无反馈时扩展(1+A,F) 倍。即：fr=(1+AvF)6 而下限频率比无反馈时减小到( +F倍，即 1+ArF 由此可见，负反馈放大器的频带变宽。 3、非线性失真系数 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心 光电信息技木实险室
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 20 实验五 负反馈放大电路 一、实验目的 1、研究负反馈对放大器性能的影响。 2、掌握反馈放大器性能的测试方法。 二、实验原理 放大器中采用负反馈，在降低放大倍数的同时，可使放大器的某些性能 大大改善，负反馈的类型很多，本实验以一个输出电压、输入串联负反馈的两 级放大电路为例，如图 5-2 所示。CF、RF从第二级T2 的集电极接到第一级T1 的发射极构成负反馈。 下面列出负反馈放大器的有关公式，供验证分析时作参考。 1、放大倍数和放大倍数稳定度 负反馈放大器可以用图 5-1 方框图来表示： 图 5-1 负反馈放大器框图 负反馈放大器的放大倍数为： 1 V VF V A A A F 式中 AV 称为开环放大倍数，反馈系数为： RF F 1e 1e R R 反馈放大器反馈放大倍数稳定度与无反馈放大器反馈放大倍数稳定度有 如下关系： Vf V Vf V V ΔA ΔA 1 = A A 1+A F 式中 Vf Vf ΔA A 称负反馈放大器的放大倍数稳定度。 V V ΔA A 称无反馈放大器的放大倍数稳定度。 由上式可知，负反馈放大器比无反馈的放大器的稳定度提高了（1+AVF）倍。 2、频率响应特性 引入负反馈后，放大器的频响曲线的上限频率fHf比无反馈时扩展（1+AVF） 倍。即：f (1 A F)f Hf V h 而下限频率比无反馈时减小到 ) 1 1 ( VFA 倍，即 FA f f V L Lf 1 由此可见，负反馈放大器的频带变宽。 3、非线性失真系数
光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 按定义：D=Y 式中a-一信号内容包含的谐波成分总和(Va=VW22+V+V2+,其中 V2,V3.分别为二次、三次.谐波成分的有效值)： Vi- 一一基波成分有效值。 在负反馈放大器中，由非线性失真产生的谐波成分比无反馈时减小到 Va 同时，由于保持输出的基波电压不变，因此非线性失真系数D也减小到 D 1+F倍.即D=1+AF 三、实验仪器 1、双踪示波器」 2、音频信号发生器。 3、数字万用表。 4、分立元件放大电路模块 四、预习要求 1、认真阅读实验内容要求，估计待测量内容的变化趋势。 2、图5-2电路中晶体管B值120，计算该放大器开环和闭环电压放大倍数 五、实验内容 1、负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试。实验电路如图5-2。 +12W R5 51K 5 ca 2 100 R2 51 1E5 24K 18 100 图5-2反馈放大电路 (1)开环电路 ①按图5-2接线，R先不接入 ②输入端接入V:=1mV,f=1KHz的正弦波（注意输入lmv信号采用输入端衰 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 21 按定义： 1 d V V D 式中Vd -信号内容包含的谐波成分总和( 222 V = V +V +V + d 2 3 4 ，其中 V 2 ，V 3.分别为二次、三次.谐波成分的有效值)； V1 -基波成分有效值。 在负反馈放大器中，由非线性失真产生的谐波成分比无反馈时减小到 （ 1 VFA 1 ）倍，即 FA V V V d df 1 同时，由于保持输出的基波电压不变，因此非线性失真系数 D 也减小到 （ 1 VFA 1 ）倍，即 FA D D V f 1 三、实验仪器 l、双踪示波器。 2、音频信号发生器。 3、数字万用表。 4、分立元件放大电路模块 四、预习要求 l、认真阅读实验内容要求，估计待测量内容的变化趋势。 2、图 5-2 电路中晶体管β值 l20，计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。 五、实验内容 1、负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试。实验电路如图 5-2。 图 5-2 反馈放大电路 (l)开环电路 ①按图 5-2 接线，RF先不接入。 ②输入端接入Vi=lmV ，f=1KHz 的正弦波(注意输入lmV信号采用输入端衰
光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 减法见实验二)。调整接线和参数使输出不失真且无振荡（参考实验二方法）。 ③按表51要求进行测量并填表。 ④根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻r。 (2)、闭环电路： ①接通R按要求调整电路； ②按表5-1要求测量并填表，计算Avf: ③根据实测结果，验证Af≈/F 表5-1 R(K) Vi(mV) V。(mv) 开环 1K5 co 闭环 1K5 2、负反馈对失真的改善作用 (1)将图5-2电路开环，逐步加大幅度，使输出信号出现失真（注意不要过 分失真)记录失真波形幅度。 (2)将电路闭环，观察输出情况，并适当增加幅度，使输出幅度接近开环 时失真波形幅度。 (3)若R=3K?不变，但R接入V1的基极，会出现什么情况？实验验证之。 (4)画出上述各步实验的波形图。 3、测放大器频率特性 (1)将图5-1电路先开环，选择V适当幅度（频率为1KHz)使输出信号在 示波器上有满幅正弦波显示。 (2)保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70%， 此时信号频率即为放大器的f (3)条件同上，但逐渐减小频率，测得。 (4)将电路闭环，重复1~3步骤，并将结果填入表5-2。 表5-2 fa(Hz) fL(Hz) 开环 闭环 六、实验报告 1、将实验值与理论值比较。分析误差原因。 2、根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。 实验六 射极跟随器 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心 电信息技术实验室
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 22 减法见实验二)。调整接线和参数使输出不失真且无振荡(参考实验二方法）。 ③按表 5-1 要求进行测量并填表。 ④根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻r0。 (2)、闭环电路： ①接通 RF 按要求调整电路； ②按表 5-l要求测量并填表，计算AVf； ③根据实测结果，验证AVf≈1/F。 表 5-1 RL（KΩ） Vi（mV） VO（mV） AV（AVf） ∞ 1 开环 1K5 1 ∞ 1 闭环 1K5 1 2、负反馈对失真的改善作用 (l)将图 5-2 电路开环,逐步加大 幅度，使输出信号出现失真(注意不要过 分失真)记录失真波形幅度。 Vi (2)将电路闭环，观察输出情况，并适当增加 幅度，使输出幅度接近开环 时失真波形幅度。 Vi (3)若 RF =3KΩ不变，但 RF 接入 V1 的基极，会出现什么情况?实验验证之。 (4)画出上述各步实验的波形图。 3、测放大器频率特性 （l）将图 5-l 电路先开环，选择 适当幅度(频率为 lKHz）使输出信号在 示波器上有满幅正弦波显示。 Vi （2）保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的 70%， 此时信号频率即为放大器的fH。 （3）条件同上，但逐渐减小频率，测得fL。 （4）将电路闭环，重复 l～3 步骤，并将结果填入表 5-2。 表 5-2 fH(Hz) fL(Hz) 开环 闭环 六、实验报告 l、将实验值与理论值比较。分析误差原因。 2、根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。 实验六 射极跟随器
光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 一、实验目的 1、掌握射极跟随器的特性及测量方法。 2、进一步学习放大器各项参数的测量方法。 二、实验原理 图6-2为射极跟随器实验电路。它具有输入电阻高输出电阻低，电压放大 倍数接近于1和输出电压与输入电压相同的特点。输出电压能够在较大的范围 内跟随输入电压作线性变化，而具有优良的跟随特性-一故又称跟随器。 以下列出射极跟随器特性的关系式，供验证分析时参考。 1、输入电阻R 设图6-2电路的负载为R,则输入电阻为：R=[re+(1+B)RWR 式中R'L=R∥Re :R很大∴.R=r+(（1+B)R'L÷BR'2 若射极输出器不接负载R,R又很大。 则：R=BRe 而实际测量时，是在输入端串接一个已知电阻R,在A端输入的信号是V: 在端的输入信号是，显然射极输出器的输入电流为：！=么-凸 R !是流过R的电流，于是射极输出器之输入电阻为： V R=g=Z-☑四、R R V 所以只要测得图6-2中A、B两点信号电压的大小就可按上式计算出输入电 阻R 2、输出电阻R。 RL 图6-1求输出电阻的等效电路 在放大器的输出端（如图6-1）的D、F两点，带上负载R,则放大器的输 出信号电压V将比不带负载时的V有所下降，因此放大器的输出端D、F看进去 整个放大器相当于一个等效电源，该等到效电源的电动势为Vs,内阻即为放大 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心光电信息技术实验室
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 23 一、实验目的 l、掌握射极跟随器的特性及测量方法。 2、进一步学习放大器各项参数的测量方法。 二、实验原理 图 6-2 为射极跟随器实验电路。它具有输入电阻高输出电阻低，电压放大 倍数接近于 1 和输出电压与输入电压相同的特点。输出电压能够在较大的范围 内跟随输入电压作线性变化，而具有优良的跟随特性-故又称跟随器。 以下列出射极跟随器特性的关系式，供验证分析时参考。 1、输入电阻Ri 设图 6-2 电路的负载为RL，则输入电阻为： rR bei //1 RR BL 式中 RR LL R// e ∵RB很大 bei 1 L RRrR L 若射极输出器不接负载RL，RB又很大。 则： Ri Re 而实际测量时，是在输入端串接一个已知电阻R1，在A端输入的信号是Vi， 在B端的输入信号是Vi ，显然射极输出器的输入电流为： R1 VV Ii ii Ii 是流过 R 的电流，于是射极输出器之输入电阻为： 1 1 i i ii i i i i V V R R VV V I V R 所以只要测得图 6-2 中A、B两点信号电压的大小就可按上式计算出输入电 阻Ri。 2、输出电阻R0 图 6-1 求输出电阻的等效电路 在放大器的输出端（如图 6-1）的D、F两点，带上负载RL，则放大器的输 出信号电压VL将比不带负载时的V0有所下降，因此放大器的输出端D、F看进去 整个放大器相当于一个等效电源，该等到效电源的电动势为VS，内阻即为放大
光电信息技术实验一一光电模拟电子技术 器的输出电阻R,按图6-1等效电路先使放大器开路，测出其输出电压为V。, 显然V。=Vs,再使放大器带上负载R,由于R的影响，输出电压将降为： R'LVs V= Ro+Ri V=则R= 所以在己知负载R的条件下，只要测出V,和V,就可按上式算出射极输出 器的输出电阻R。 3、电压跟随范围 电压跟随范围，是指跟随器输出电压随输入电压作线性变化的区域，但在 输入电压超过一定范围时，输出电压便不能跟随输入电压作线性变化，失真急 剧增加。 我们知道，射极跟随器的 4==1 由此说明，当输入信号V:升高时，输出信号V,也升高，反之，若输入信号 降低，输出信号也降低，因此射极输出器的输出信号与输入信号是同相变化的， 这就是射极输出器的跟随作用。 所谓跟随范围就是输出电压能够跟随输入电压摆动到的最大幅度还不至 于失真，换句话说，跟随范围就是射极的输出动态范围。 三、实验仪器 1、示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 4、分立元件放大电路模块 四、预习要求 1、参照教材有关章节内容，熟悉射极跟随器原理及特点。 2、根据图6-2中元器件参数，估算静态工作点，画交、直流负载线。 杭州电子科技大学理学院物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室
光电信息技术实验――光电模拟电子技术 杭州电子科技大学理学院 物理实验教学示范中心 光电信息技术实验室 24 器的输出电阻R0，按图 6-1 等效电路先使放大器开路，测出其输出电压为V0， 显然V0=VS，再使放大器带上负载RL，由于R0的影响，输出电压将降为： L SL R R VR V 0 0 VV S 则 L S R V V R 1 0 0 所以在已知负载RL的条件下，只要测出V0和VL，就可按上式算出射极输出 器的输出电阻R0。 3、电压跟随范围 电压跟随范围，是指跟随器输出电压随输入电压作线性变化的区域，但在 输入电压超过一定范围时，输出电压便不能跟随输入电压作线性变化，失真急 剧增加。 我们知道，射极跟随器的 1 0 i V V V A 由此说明，当输入信号Vi升高时，输出信号V0也升高，反之，若输入信号 降低，输出信号也降低，因此射极输出器的输出信号与输入信号是同相变化的， 这就是射极输出器的跟随作用。 所谓跟随范围就是输出电压能够跟随输入电压摆动到的最大幅度还不至 于失真，换句话说，跟随范围就是射极的输出动态范围。 三、实验仪器 l、示波器 2、信号发生器 3、数字万用表 4、分立元件放大电路模块 四、预习要求 l、参照教材有关章节内容，熟悉射极跟随器原理及特点。 2、根据图 6-2 中元器件参数，估算静态工作点，画交、直流负载线