【模电实验】【精简版】【验证性实验——两级阻容耦合负反馈放大器实验】

实验5-1 验证性实验——两级阻容耦合负反馈放大器实验

参照下图连接电路，在放大器输入端加入 $U_{im} = 10mV, f = 1 kHz$ 的正弦信号，并确认电路连接无误

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令 $u_i = 0$ , 接通电源，根据下表中的参数对电路直流工作点进行测量，将结果记入表中，并与仿真结果进行比较（估算值依旧取 $\beta = 100, r_{bb'} = 300 \Omega, U_{BE(on)} = 0.7V$ ）

	$U_{C1}/V$	$U_{C2}/V$	$U_{E1}/V$	$U_{E2}/V$	$I_{C1}/mA$	$I_{C2}/mA$
仿真值	8.35	8.00	2.93	2.50	1.21	0.827
估算值	8.13	7.86	3.09	2.65	1.29	0.88
测量值	8.10	7.78	3.14	2.65	1.30	0.89

总体仿真图如下：

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实际电路如下：

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静态工作点测量如下：

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断开负载电阻, 分析电路在空载情况下的放大倍数，接入输入电压和电源

用示波器或毫伏表测量电压，分析反馈放大电路的电压放大倍数，将结果记入下表

关闭电源，参照下图连接电路，检查无误后接通电源，保持输入电压为上一个步骤的值，用示波器或毫伏表测量电压，并分析基本放大电路的电压放大倍数

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实际电路如下：

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	$U_{i}/mV$	$U^{\prime}_{o1}/mV$	$U^{\prime}_{o}/mV$	$A_{u1}^{\prime}$	$A_{u2}^{\prime}$	$A_u^{\prime}$	$U^{\prime}_{of}/mV$	$A_{uf}^{\prime}$
仿真值	1.0	7.24	432	-7.23	-59.8	432	24.92	24.92
测量值	1.6	16.24	1003	-10.12	-61.74	620	171	239

根据电路图估算反馈系数，再根据下表的测量参数由式 $F_U = \dfrac {U_f}{U_o} = \dfrac {U_{e1}}{U_{o2}}$ 计算电路的反馈系数和反馈深度

	$U_{i}/mV$	$U_{e1}^{\prime}/mV$	$U^{\prime}_{o}/mV$	$A_u^{\prime}$	$F^{\prime}$	$A_u^{\prime}F^{\prime}$
估算值	\	\	\	1042	0.0377	40
仿真值	1.0	0.9955	24.92	433	0.0401	18
实测值	7.1	7.0870	171	620	0.0411	26

接上负载电阻，分析电路在有载情况下的放大倍数，分析内容及方法步骤参照 2

	$U_i/mV$	$U_{o1}/mV$	$U_o/mV$	$A_{u1}$	$A_{u2}$	$A_u$	$U_{of}/mV$	$A_{uf}$
仿真值	1	7.2	345.6	-7	-48	346	25	25
测量值	1.6	16.2	803.5	-10	-49	495	170	26

根据2和3的结果，参照2,3对应的表分析并计算基本放大电路和负反馈放大电路的输出电阻，将结果记入下表。计算输出电阻

关闭直流电源和信号源，在信号源与电路之间接入阻值为 10kΩ 的电阻，接通直流电源和信号源，参照下表中的参数进行测量，将结果记入表中，并与仿真比较，计算输入电阻

关闭直流电源和信号源，将电路恢复为下图形式（拆掉 $R_s$ ），按照下表中的参数进行测量，将测量结果记入表中。

从表中找到使电压放大倍数降为中频段时的0.707倍时的上限频率和下限频率，记入下下表中，并计算放大电路反馈前后的通频带宽度

频率	10Hz	100Hz	1kHz	10kHz	100kHz	500kHz	700kHz	1MHz	10MHz	100MHz
反馈前增益	11	76	431	508	308	90	57	35	11	3
反馈后增益	2	16	24	25	25	20	17	13	6	1

负反馈越深，在一些频率下产生的附加相移可能使原来的负反馈变成了正反馈,甚至会产生自激振荡,使放大电路无法正常工作。所以1+AF并不是越大越好
负反馈是反馈信号与输入信号极性相反或变化方向相反（反相），叠加的结果将使净输入信号减弱，它影响着放大器输入和输出阻抗，电压混合使输入阻抗增高，电流混合使输入阻抗降低; 电流取样使输出阻抗增高，电压取样使输出阻抗降低。利用负反馈还可大大减少放大器在稳定状态下所产生的失真，并可减弱放大器内部各种干扰电平
电路中在发射极接入了 $R_e$ 构成了长尾式放大电路，所以在这里存在着直流负反馈。使输出电流稳定，稳定静态工作点
最开始反馈电路左端接在三极管发射级的情况下，反馈为电压串联负反馈，而后左端接在基极，电路变成了电压并联正反馈。由于串联改为并联所以相应的等效回路发生了变化，经过分析后等效的输入电阻公式变化，输入电阻减小，等效的输出电阻公式由于仍为电压反馈，所以输出电阻等效公式不变，所以 $R_{of}$ 不变