华南农业大学实验报告
专业班次 18电子信息类工科 组别
题 目 负反馈放大器 姓名(学号) 日期 19.12
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一、实验目的
1、理解负反馈对放大器性能的影响和改善 2、掌握放大器性能指标的测试方法
二、实验设备
1、双踪示波器 1台 2、音频信号发生器 1台 3、数字万用表 1台
三、注意事项
1、在输入端输入正弦波信号时,要同时调整Rw1,Rw2和Vi大小,使输出波形达到不失真。
2、研究负反馈对输入输出阻抗的影响时,信号接入A点,要使得输出波形达到最大不失真的情况下,才能进行实验。
3、在研究负反馈对非线性失真的改善作用时,将电路开环,逐步加大Vs的幅度,使输出信号刚刚出现失真而不会过分失真。
4、研究负反馈对非线性失真的改善作用,将电路闭环时,应当适量增大Vs幅度,使输出信号刚刚出现失真而不会过分失真。
四、实验原理及计算
实验的电路图
在调整静态工作点的时候,将电路接成开环状态,将反馈电阻Rf接(1),负载开路,在输入端A点输入正弦信号,适当调整Rw1,Rw2,Vi,使输出不失真。通过测出闭环状态下的输出电压,根据Av=Ao/Ai
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即可得出该状态下的电压增益;根据 输入电阻=Vi\\(Vs-Vi)*Rs,通过在开环和闭环状态下测得的Vs与Vi,即可得出相应状态下的输入电阻;根据 输出电阻=(Vo`/Vo-1)*RL,通过测得的空载与有载时的输出电压,可得出输出电阻。在电路开环的时候,调整Vs使波形适度失真,然后将电路闭环,观察输出波形,理解负反馈对非线性失真的改善作用。在测量放大器频率特性的时候,要先将电路开环,适度调整Vs,使输出信号在示波器上有幅度正弦波;保持输入不变增加频率,直到输出信号幅度减为原来70%,此输入信号的频率即为放大器上限频率fH
五、实验仿真
静态工作点及放大电路的闭环电压增益
V0
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输入电阻测试
开环(Rf接在(1)上)
VS Vi
闭环(Rf接在(2)上)
VS Vi
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输出电阻的测试
开环
Vo” Vo
闭环(修改过)
Vo”
Vo
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Vo” Vo
负反馈对非线性失真的改善作用
开环
Vi Vo
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闭环
Vi Vo
六、实验关键问题
1、在进行下一部分实验时要注意电路接线是否正确。
2、研究负反馈对输入输出阻抗的影响时,信号接入A点,要把输出波形调到最大不失真。
3、在研究负反馈对非线性失真的改善作用时,将电路开环,逐步加大Vs的幅度,使输出信号刚刚出现失真而不会过分失真。
4、研究负反馈对非线性失真的改善作用,将电路闭环时,应当适量增大Vs幅度,使输出信号刚刚出现失真而不会过分失真。
七、试验记录
表1闭环电压增益测试计算(仿真数据)
测试条件 输出电压 测试值 闭环 354.076mV 25.72 闭环电压增益 近似计算 26.64 表1闭环电压增益测试计算实验数据(VS=19.5mv,Vi=16.94mv)
测试条件 输出电压 测试值 闭环 闭环电压增益 近似计算 26.64 358.0mV 21.13 成绩: 教师: 日期: 华南农业大学实验报告
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表2输入电阻的测试 仿真数据(开环和闭环输入VS不一样)
测试条件 开环(Rf接在(1)) 闭环(Rf接在(2)) Vs 7.778 mV 183.846 mV 测试值 Vi 6.348 mV 178.509 mV 计算值 输入电阻 54.391k 169.142k 表2 输入电阻的测试 实验数据
测试条件 开环(Rf接在(1)) 闭环(Rf接在(2)) Vs 19.94 mV 19.96 mV 测试值 Vi 16.95 mV 18.86 mV 计算值 输入电阻 56.9k 171.45k
表3 输出电阻的测试 仿真数据
测试条件 开环(Rf接在(1)) 闭环(Rf接在(2)) Vo;(空载电压) 2.543V 340mm 测试值 Vo(负载上的电压) 1.728V 333.676mm 计算值 输入电阻 Ro=2.41kΩ Rof=0.96kΩ 表3 输出电阻的测试 实验数据(RS=10.3kΩ,RL=5.03KΩ)
测试条件 开环(Rf接在(1)) 闭环(Rf接在(2)) Vo;(空载电压) 1.610V 358.0mv 测试值 Vo(负载上的电压) 1.135V 295.1mv 计算值 输入电阻 Ro=2.11kΩ Rof=1.08kΩ 表4 负反馈对非线性失真的改善作用 仿真数据
测试条件 开环 闭环 Vi 8.618mV 191.783mV Vo 5.003V 4.84V 波形 见仿真图 见仿真图 表4 负反馈对非线性失真的改善作用 实验数据
测试条件 开环 闭环 Vi 42.9mV 145.8mV Vo 3.846V 2.705V 波形 见下图 见下图 成绩: 教师: 日期: 华南农业大学实验报告
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开环时
闭环时
八、数据分析
1、闭环电压增益的计算:
因为增益计算值是在计算过程中利用了深度负反馈的条件与虚短虚断计算出来的理论值,在实验室测出
来的值和仿真值与之都有一定的差异;造成仿真与实验值误差的可能原因有:人为读数的时候有一定偏差、电路连接的损耗等。
2、输入电阻的测试:
数据表明,与开环状态下相比,闭环状态下会使输入电阻增大。这与在串联反馈电路中输入电阻变大的结
论一样。输入电阻的实验值与仿真值同样存在有误差,造成误差的可能原因:实验中所用的Rs不是标准的阻值、
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电路板上线路的连接有一定的损耗、所用的仪器并非都是理想状态,也会产生一定的误差
3、输出电阻的测试:
数据表明,与开环状态下相比,闭环状态下会使输出电阻变小。与在电压反馈电路中输出电阻变小的结论
一样。造成误差的可能原因:实验中所用的RL不是标准的阻值、电路板上线路的连接有一定的损耗、所用的仪器并非都是理想状态,也会产生一定的误差,用万能电表测量时示数的波动也会影响实验值
4、负反馈对非线性失真的改善作用:
仿真电路与实际实验中采用相同失真程度观察输入电压大小的方法,实验表明采用负反馈电路后,输入的电压值可以比未采用负反馈电路的时候大很多,因此在相同输入电压下,采用反馈电路可以使轻度失真的波形变为不失真波形(但要求原始电路不能过分失真,否则现象将不明显),即负反馈电路可以改善非线性失真.
九、课后习题
1.如果输入信号存在失真,能否用负反馈来改善?
由上面的实验4可以看出,信号失真时,负反馈可以改善失真。实验中采用相同失真,而采
用负反馈电路后,输入的电压值可以比未采用负反馈电路的时候大很多,因此在相同输入电压下,采用反馈电路明显能改善失真(但要求原始电路不能过分失真,否则现象将不明显)
2.怎么样判断放大器是否在自激振荡,如何进行消振?
输入端没用输入信号时,即将输入端接地,如果输出端仍有输出值或在示波器上有波形存
在,则说明存在自激振荡。
可以采用频率补偿的方法来消除自激振荡。
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十、实验小结
1、可以将实验结论与理论结论相结合得出:在电压串联负反馈电路中会使输入电阻增大、使输出电阻变小。而且负反馈的引入能使失真信号在一定程度上得到改善。
2、仿真与实验过程中要注意闭环与开环的连接、空载与有载的连接,多次的频繁变换测量可能会弄乱 3.在进行非线负反馈对非线性失真的改善作用实验时,要注意不能过分失真,否则将不会看到改善作用,进而得不到正确的结论
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