负反馈放大器
姓名:朱贤炜 学号:22021211975
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低,但能在多方面改善放大器的动态指标,如稳定放大倍数,改变输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽通频带等。因此,几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态,即电压串联,电压并联,电流串联,电流并联。本实验以电压串联负反馈为例,分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
1、图为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路
在电路中通过Rf把输出电压uo引回到输入端,加在晶体管T1的发射极上,在发射极电阻RF1上形成反馈电压uf。根据反馈的判断法可知,它属于电压串联负反馈。
主要性能指标如下
1) 闭环电压放大倍数
其中AV=UO/Ui — 基本放大器(无反馈)的电压放大倍数,即开环电压放大倍数。1+AVFV— 反馈深度,它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。
2)反馈系数
3)输入电阻
4)输出电阻
2、测量基本放大器的动态参数,实现无反馈得到基本放大器。不能简单地断开反馈支路,而是要去掉反馈作用,但又要把反馈网络的影响(负载效应)考虑到基本放大器中去。
为此:
1) 在画基本放大器的输入回路时,因为是电压负反馈,所以可将负反馈放大器的输出端交流短路,即令uO=0,此时Rf相当于并联在RF1上。
2)在画基本放大器的输出回路时,由于输入端是串联负反馈,因此需将反馈放大器的输入端(T1管的射极)开路,此时(Rf+RF1)相当于并接在输出端。可近似认为Rf并接在输出端。
根据上述规律,就可得到所要求的如图所示的基本放大器。
3、仿真
基本放大器性能指标
负反馈放大器 性能指标
基本放大器 通频带
负反馈放大器通频带
1、将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值列表进行比较。
答:基本放大电路中加入负反馈,使放大倍数下降,但稳定性提高了;
输入电阻增大到基本放大电路输入电阻1+AF倍;
输出电阻缩小到基本放大电路输出电阻1+AF分之一;
通频带扩大1+AF倍
2、电压串联负反馈对放大器性能的影响。
答:基本放大电路中加入负反馈,使放大倍数下降,但稳定性提高了;
输入电阻增大到基本放大电路输入电阻1+AF倍;
输出电阻缩小到基本放大电路输出电阻1+AF分之一;
通频带扩大1+AF倍
3、怎样把负反馈放大器改接成基本放大器?为什么要把Rf并接在输入和输出端?
答:将负反馈回路断开就是基本放大器;RF的作用是把输出电压的一部分反馈给输入端与输入信号叠加,保证电路的稳定性,例如使输出电压或电流稳定,减小非线形失真,展宽放大器的通频带,也可以增大输入电阻或减小输出电阻。
4、如输入信号存在失真,能否用负反馈来改善?
答:用负反馈是可以减少失真,但要牺牲dB值。失真分饱和失真、交越失真、频响速率不够失真、动态范围不够失真多种因素。输入信号都有要求,如第一级存在饱和削顶失真到几级后放大的全是失真信号。做低频放大器每级分配适当增益、E发射极下地间用Rc并联提高交流反馈深度。改善频响特性。功放不能用。会做直耦放大效果更好、没有电阻,电容作用相位不变、放大器正弦波极其线性。
5、怎样判断放大器是否存在自激振荡?如何进行消振?
答:判断:如果在放大器的输入端不加输入信号,输出端仍有一定的幅值和频率的输出信号,这种现象就是自激振荡; 可以采用频率补偿(又称相位补偿)的方法,消除自激振荡。常用补偿方法有电容滞后补偿:在放大电路中选择时间常数最大的回路内对地并联一个小电容,这样当相移处于180度时,其高频放大倍数幅值下降到0以下,由于这种补偿是该频率所对应的相位滞后,故称滞后补偿。其他还有RC滞后补偿和密勒效应补偿。