深 圳 大 学 实 验 报 告
课程名称: 模拟电路 实验名称: 负反馈放大电路设计
学院: 信息工程学院
专业: 信息工程 班级:
组号: 指导教师: 陈田明
报告人: 学号:
实验地点 N102 实验时间:
实验报告提交时间:
教务处制
一. 实验名称:
负反馈放大电路设计
二.实验目的:
加深对负反馈放大电路原理的理解.
学习集成运算反馈放大电路、晶体管反馈放大电路的设计方法. 掌握集成运算反馈放大电路、多级晶体管反馈放大电路的安装调试及测试方法. 三.实验仪器:
双踪示波器 一台/组 信号发生器 一台/组 直流稳压电源 一台/组 万用表 一台/组 四.实验内容:
设计一个多级晶体管负反馈放大电路或集成运算负反馈放大电路,性能要求如下:
闭环电压放大倍:30---120
输入信号频率范围:1KHZ-------10KHZ. 电压输出幅度 ≥ 输出电阻≤3KΩ 五.实验步骤:
1. 选择负反馈放大电路的类型,一般有晶体管负反馈放大电路、集成运算负反馈放大电路.
为满足上述放大倍数的要求,晶体管负反馈放大电路最少需要二级放大,其连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级静态工作点之间的影响,本设计采用两者相结合的方式;对于各级放大器,其组态有多种多样,有共发射极,共基极和共集电极。本设计可以采用共发射极-共基极-共集电极放大电路。对于负反馈形式,有电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。本设计采用电压并联负反馈形式。 2. 设计电路,画出电路图.
下面是电源输入电路,通过并联两个电容的滤波电路形式,以效消除干扰,保证电路稳定工作,否则容易产生自激振荡。 整体原理图如下:
从上图可以看出来,整个电路由三级放大和一路负反馈回路构成,第一级电路是NPN管构成的共发射极电路,通过直接耦合的方式输出给第二级的共基极电路,因此两级直接的静态工作点会相互影响。第二级放大电路通过电容输出给第三级。第三级放大电路是共集电极电路,射极跟随输出到负载。 整体参数设计:
假设输入电压峰峰值为50mv,输出电压峰峰值不小于,电压放大倍数>30 倍。因为存在负反馈,为达到设计要求,所以电压开环总放大倍数为1000倍左右。第一、第二级的开环电压放大倍数将近需要30-40倍。
下面,对各级放大进行分析: 第一级:
如图,TP3和TP4为信号输入接入点,信号通过C1耦合输入到Q1基极。Q1 型号9013为NPN三极管,电流增益带宽积Ft为60MHZ以上,电流增益β为100左右,满足设计要求。
前级采用共发射极组态,R1和R2设定基极静态工作点,使TP5电压为左右,那么TP7的静态电压为左右。设定集电极电阻R3,使得集电极静态电压TP6为4V左右。
理论值计算: UBQ=VCC*R2/(R1+R2)= UEQ=UBQ-VBE (on)= VCC-IEQ*R3= *= rbe1=rbb’+(1+β)26(mV)/IEQ=300+= AU1=UO1/Ui=-βR’L/rbe1= -β(R3 这是一个设计性实验项目,应用了很多方面的知识,如PNP和NPN两种三极管的使用,共发射极电路、共基极电路、共集电极电路静态工作点的设置,放大倍数的计算,负反馈放大电路反馈系数和闭环增益的计算等,本次试验对电路的设计和操作要求很高,遇到了很多问题,也通过老师和同学的指导解决了。
此设计性实验最关键的部分还是反馈电路的设计,采用了电压并联负反馈的方式,因为加入了负反馈,虽然放大电路的放大倍数有所下降,但稳定性提高了,减少了失真。满足深度负反馈条件的公式:Af=A/1+AF,得到了验证,加深了对负反馈放大电路概念的理解。
本次实验自己选择器件,焊接电路板,测试相关数据。让我的模拟电路的知识提高了很多。更熟悉了焊接技术和发生器、示波器的使用。
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