模拟电子技术实验指导书 实验五电压串联负反馈放大器 、实验目的 1加深理解电压串联负反馈对放大器性能的改善作用 2熟悉放大器性能指标的测试 二、实验原理 负反馈能改善放大器(或系统)的稳定性、失真度和频率响应,并能改变放大器(或系 统)的输入和输出阻抗,以满足放大器(或系统)的需要.但这些性能的改善都要以降低放 大器(或系统)的增益为代价 1反馈放大器的四种组态 所谓反馈是指把放大器输出回路的信号(电压或电流),通过反馈网络回送到放大器 的输入端,与输入信号一起参与输入端的控制作用,如图1-5-1所示。 反馈的类型,根据输出端反馈信号的取样性质可划分为:电压取样(即并联取样, 反馈网络并联在输岀端);电流取样(即串联取样,反馈网络串联在输岀端)。根据反馈到 输人端的连接方式还可以分为:反馈信号(V与与输入信号并联相接的称并联反馈,反 馈信号(V与刀)与输入信号串联相接的称串联反馈。四种组态见表1-5-1。从相位上来分, 若反馈信号与输入信号反相位时称负反馈;若反馈信号与输人信号同相位时则称正反 馈,正反馈使放大器的增益加大,性能变劣,但它在信号产生电路中得到广泛的应用 表1-5-1 输出取样方式输人联接方式 比较 采样输出 电压 串联反馈 v或u 才蔷本放大器 并联反馈 V或l 电流 串联反馈 反馈网络 千联反馈 图1-5-1负反馈框图 2电压串联负反馈 这种反馈组态的反馈信号正比于输出电压,反馈信号以电压形式与输入信号V比 较,而且相位相反,故使净输入电压减小即 V=V-y 反馈系数 F (1)反馈使增益下降
模拟电子技术实验指导书 实验五 电压串联负反馈放大器 一、实验目的 1.加深理解电压串联负反馈对放大器性能的改善作用； 2.熟悉放大器性能指标的测试。 二、实验原理 负反馈能改善放大器(或系统)的稳定性、失真度和频率响应，并能改变放大器(或系 统)的输入和输出阻抗，以满足放大器(或系统)的需要.但这些性能的改善都要以降低放 大器(或系统)的增益为代价。 1.反馈放大器的四种组态 所谓反馈是指把放大器输出回路的信号(电压或电流)，通过反馈网络回送到放大器 的输入端，与输入信号一起参与输入端的控制作用，如图1-5-1所示。 反馈的类型，根据输出端反馈信号的取样性质可划分为：电压取样(即并联取样， 反馈网络并联在输出端)；电流取样(即串联取样，反馈网络串联在输出端)。根据反馈到 输人端的连接方式还可以分为：反馈信号(Vf与If)与输入信号并联相接的称并联反馈，反 馈信号(Vf与If)与输入信号串联相接的称串联反馈。四种组态见表1-5-1。从相位上来分， 若反馈信号与输入信号反相位时称负反馈；若反馈信号与输人信号同相位时则称正反 馈，正反馈使放大器的增益加大，性能变劣，但它在信号产生电路中得到广泛的应用。 表 1-5-1 图1-5-1负反馈框图 2.电压串联负反馈 这种反馈组态的反馈信号正比于输出电压，反馈信号以电压形式与输入信号Vi比 较，而且相位相反，故使净输入电压减小即： Vf FVo Vi Vi Vf 式中F一一反馈系数 o f V V F (1)反馈使增益下降 输出取样方式 输人联接方式 电压 串联反馈 电压 并联反馈 电流 串联反馈 电流 并联反馈
原放大器增益(开环增益:A= 加反馈后的增益即闭环增益):A J.1+F 由上式可知,加入负反馈以后使放大器的增益减小了1+FA倍,设 D=1+FA①D称为反馈深度),D越大,对放大器性能的改善也越明显。 (2)负反馈提高了放大器的增益稳定性 由于D=1+FA>>1,可以得到,在深负反馈时, F 闭环放大器增益只决定于反馈网络,几乎与基本放大器无关。而反馈网络通常是用 些性能稳定的无源元件(R、C)组成,因此闭环放大器的增益A是十分稳定的 (3)电压串联负反馈提高了放大器的输人电阻,降低了输出电阻 基本放大器的输人电阻:R1= 加负反馈后的输入电阻:R=(1+FA)R=DR 基本放大器的输出电阻:R。= l。 加负反馈后的输出电阻:R R。R (1+ FA) D (4)负反馈放大器减小了非线性失真 若基本放大器出现了非线性失真,这个非线性失真的信号被送到输入端,正好补偿 了原放大器的失真,从而使非线性失真得到了改善。 (5)负反馈展宽了放大器的通频带 由于存在晶体管,电容器等与频率有关的电抗性元器件,使放大器的增益在高、低 频时均有下降,这种下降也属于增益的不稳定,我们同样也可以用电压串联负反馈来减 小这种下降,即展宽了通频率 有反馈时:上限频率比无反馈时展宽D=1+FA倍:fm=(1+FA)n 下限频率比无反馈时降低D=1+FA倍:f1”(1+FA) 关于其他三种组态的负反馈放大器的特性这里不再分析,请参阅有关书籍 实验电路及仪器 实验电路原理图如图1-5-2所示 1万用表 2直流稳压电源 3低频信号发生器
原放大器增益(开环增益)： i o vo V V A 加反馈后的增益(即闭环增益)： vo vo i o vf FA A V V A 1 由上式可知，加入负反馈以后使放大器的增益减小了1 FAvo 倍，设 D FAvo 1 (D称为反馈深度)，D越大，对放大器性能的改善也越明显。 (2)负反馈提高了放大器的增益稳定性 由于 1 1 D FAvo ，可以得到，在深负反馈时， F Avf 1 闭环放大器增益只决定于反馈网络，几乎与基本放大器无关。而反馈网络通常是用 一些性能稳定的无源元件（R、C)组成，因此闭环放大器的增益Avf是十分稳定的。 (3)电压串联负反馈提高了放大器的输人电阻，降低了输出电阻 基本放大器的输人电阻： i i i I V R 加负反馈后的输入电阻： Rif FAvo Ri DRi (1 ) 基本放大器的输出电阻： o o o I V R 加负反馈后的输出电阻： D R FA R R o vo o of (1 ) (4)负反馈放大器减小了非线性失真 若基本放大器出现了非线性失真，这个非线性失真的信号被送到输入端，正好补偿 了原放大器的失真，从而使非线性失真得到了改善。 (5)负反馈展宽了放大器的通频带 由于存在晶体管，电容器等与频率有关的电抗性元器件，使放大器的增益在高、低 频时均有下降，这种下降也属于增益的不稳定，我们同样也可以用电压串联负反馈来减 小这种下降，即展宽了通频率。 有反馈时：上限频率fHf比无反馈时展宽 D FAvo 1 倍： Hf vo H f (1 FA ) f 下限频率fLf比无反馈时降低 D FAvo 1 倍： (1 ) vo L Lf FA f f 关于其他三种组态的负反馈放大器的特性这里不再分析，请参阅有关书籍。 三、实验电路及仪器 实验电路原理图如图1-5-2所示。 1.万用表 2.直流稳压电源 3.低频信号发生器
模拟电子技术实验指导书 4低频毫伏表 5双踪示波器 x 图1-5-2电压串联负反馈实验原理图 四、实验内容 1测量电压串联负反馈放大器的开环增益A。及闭环增益A并计算反馈深度D 2测量电压串联负反馈放大器(负载R=3kg)的开环输入阻抗R及闭环输入阻抗R 放大器的输入阻抗: R R U-U R I U,-Ur R 3测量电压串联负反馈放大器的开环输出阻抗R。及闭环输出阻抗R R。=(n°-1)R DR 4测量电压串联负反馈放大器的开环通频带Bn=∫-∫L及闭环通频带 m=Jm-J,并计算反馈深度D(负载R=3kc) 5测量电压串联负反馈放大器(负载R=3kΩ)的开环工作稳定性二及闭环工作稳 定性△4,并计算反馈深度D A 五、预习 1复习电压串联负反馈放大器的工作原理及特点。 2.预习其通频带的测试方法。 六、实验报告 1整理测试数据及数据处理 2回答有关思考题 七、思考题
模拟电子技术实验指导书 4.低频毫伏表 5.双踪示波器 图1-5-2 电压串联负反馈实验原理图 四、实验内容 1.测量电压串联负反馈放大器的开环增益Avo及闭环增益Avf'并计算反馈深度D； 2.测量电压串联负反馈放大器(负载RL=3kΩ)的开环输入阻抗Ri及闭环输入阻抗Rif， 放大器的输入阻抗： 3.测量电压串联负反馈放大器的开环输出阻抗Ro及闭环输出阻抗Rf， L oL o o R U U R ( 1) L oLf of of R U U R ( 1) 4.测量电压串联负反馈放大器的开环通频带 W H L B f f 及闭环通频带 Wf Hf Lf B f f ，并计算反馈深度D (负载RL=3kΩ)。 5.测量电压串联负反馈放大器(负载RL=3 kΩ)的开环工作稳定性 v v A A 及闭环工作稳 定性 vf vf A A ，并计算反馈深度D。 五、预习 1.复习电压串联负反馈放大器的工作原理及特点。 2.预习其通频带的测试方法。 六、实验报告 1.整理测试数据及数据处理。 2.回答有关思考题。 七、思考题 s s i i i R U U U R s s if if i f R U U U R
1测量放大器的输入、输出阻抗时信号取IkHz而不是100kHz或更高,为什么? 2无反馈时应考虑反馈网络的负载效应,你是怎样考虑的?是否可以不考虑反馈网 络对基本放大电路的影响?
1.测量放大器的输入、输出阻抗时信号取1kHz而不是100kHz或更高，为什么? 2.无反馈时应考虑反馈网络的负载效应，你是怎样考虑的?是否可以不考虑反馈网 络对基本放大电路的影响?