反馈放大电路设计实验报告

得分教师签名批改日期深圳大学 实验报告 化学实验报告单总流体力学实验报告观察种子结构实验报告观察种子结构实验报告单观察种子的结构实验报告单 课程名称：​模拟电路实验名称：负反馈放大电路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 学院：信息 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院专业：信息工程班级：组号：指导教师：陈田明 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 人：学号：实验地点N102实验时间：实验报告提交时间：教务处制1.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≥1.5V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1.5V，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1.2V左右，那么TP7的静态电压为0.55V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)=1.25VUEQ=UBQ-VBE(on)=1.25-0.65=0.6VIEQ=UEQ/R5=0.6mAUCQ=VCC-ICQ*R3=VCC-IEQ*R3=VCC-0.6*3.9K=2.95Vrbe1=rbb’+(1+β)26(mV)/IEQ=300+4.2K=4.5KAU1=UO1/Ui=-βR’L/rbe1=-β(R3//R4//rbe2)/rbe1=-32第二级：如图，Q2型号9012为PNP三极管，电流增益带宽积Ft为50MHZ以上，电流增益β为100左右，满足设计要求。前级采用共基极组态，这里要注意的是，R4是这一级的输入电阻。通过R6和R7设定基极静态工作点，使TP8电压为3.8V左右，使TP12电压为4.5V左右再调节R8，使得集电极电压TP9为2V左右，这样，不容易出现失真。理论值计算：UBQ2=VCC*R7/(R6+R7)=3.75VUEQ2=UBQ2+VBE(on)=3.75V+0.7=4.45VIEQ2=(VCC-UEQ2）/R4=0.55/4=0.14mAUCQ2=ICQ2*R8=IEQ2*R8=0.14*15K=2.1Vrbe2=rbb’+(1+β)26(mV)/IEQ2=300+18.3K=18.6KAU2=UO2/UO1=βR’L2/rbe2第二级交流负载R’L2=R8//Ri3第三级输入电阻Ri3=[rbe3+(1+β)R’e3]//R9R’e3=R10//R11=260欧rbe3=rbb’+(1+β)26(mV)/IEQ3由后面的计算得IEQ3=1.1mA因此rbe3=rbb’+(1+β)26(mV)/IEQ3=300+2.8K=3.1KRi3=[rbe3+(1+β)R’e3]//R9=34.3K//240K=30K因此，第二级R’L2=R8//Ri3=15K//30K=10K第二级放大倍数AU2=UO2/UO1=βR’L2/rbe2=100*10/22.6=40中间级的电压放大倍数约为40倍，输出同相。第三级：如图，中间级通过耦合电容输出到输出级，输出级Q3同样采用9013三极管，输出功率有1W，最大集电极电流IC=500mA，满足设计需求。通过设计R9和R10使得Q3基极静态电压TP10为3V左右，发射极电压VE为2.3V左右，输出幅度可以达到最大。TP1和TP2为输出测试点，C5为交流输出耦合电容R11为输出电阻，300欧姆。理论值计算：β*IBQ3*R10+IBQ3*R9=VCC-VBE(on)得出IBQ3=0.009mAIEQ3=1.1mAUEQ3=R10*IEQ3=2.2VUBQ3=2.2+VBE(on)=2.9V由上面的分析可以得到，开环放大倍数AU=AU1*AU2=32*40=-1280负反馈电路：由上图可见，C4、R12和J3（J3为跳线帽接口，方便测量开环增益倍数）为负反馈电路，连接到第一级的基极TP5处，可见，反馈形式为电压并联负反馈。由负反馈基本 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 ：Af=A/1+AF本实验电路：Fiu=1/R12在深度负反馈条件下：Auf=Uo/Ui=1/Fiu*Ri1=100/3.1=33六、静态工作点测量及性能测试：VBQ1VCQ1VEQ1VBQ2VCQ2VEQ2VBQ3VEQ3单位测试点TP5TP6TP7TP8TP9TP12TP10TP11理论值1.252.850.553.752.14.452.92.2V实际值1.203.00.523.82.154.472.872.2V开环增益测量（跳线帽J3不连接）输入信号第三级输出开环放大倍数测试点TP3TP1理论值3mV3.84V1280实际值3mV3.7V1233闭环增益测量（跳线帽J3连接）输入信号第三级输出闭环放大倍数测试点TP3TP1理论值50mV1.65V33实际值50mV1.75V353.性能测试误差分析通过测量，发现静态工作点会与计算值有一定的差别，这是因为理论计算的时候，假设了三极管有很大的输入阻抗，忽略了流进去的电流造成了。但是，误差在允许的范围内。开环工作状态，输出波形时大时小，不稳定，其原因是信号发生器输出不稳定所致。放大倍数绝对值相差47，误差在4%以内，加入负反馈后的增益绝对值相差为2，误差为6%。说明设计及调试非常正确，误差的原因是三极管参数、电阻误差引起的。通过测试，实验误差在允许范围内，达到设计要求。七、总结与体会完成本设计性实验项目的收获.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。