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电路与电子学 8 集成运放负反馈放大电路

负反馈放大电路实验指导讲义

负反馈放大器实验 一、实验目的 1.加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。 2.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法。 二、实验原理 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1-25为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路,在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端,加在晶体管T 1的发射极上,在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。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 V V V Vf F A 1A A += 其中 A V =U O /U i — 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+A V F V — 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。 图1-25 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器 (2)反馈系数 F1 f F1 V R R R F += (3)输入电阻 R if =(1+A V F V )R i R i — 基本放大器的输入电阻

(4)输出电阻 V VO O Of F A 1R R += R O — 基本放大器的输出电阻 A VO — 基本放大器R L =∞时的电压放大倍数 2.本实验还需要测量基本放大器的动态参数,怎样实现无反馈而得到基本放大器呢?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u O =0,此时 R f 相当于并联在R F1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(T 1 管的射极)开路,此时(R f +R F1)相当于并接在输出端。可近似认为R f 并接在输出端。 根据上述规律,就可得到所要求的如图1-26所示的基本放大器。 图1-26 基本放大器 四、实验器材 低频信号发生器 1台 数字示波器 1台 万用表 1只 模拟电子技术实验箱 1台 五、实验内容与方法 注:实验装置上有放大器的固定实验模块(同上一次的单管放大电路)。 1.测量静态工作点 按图1-25连接实验电路,取U CC =+12V ,R L =∞,电路加入f =1kHZ 的正弦波信号,用示波器监视输出波形u O , 逐渐增大U S ,配合调节R W1和R W2,使得u O 最大且不失真,撤除U S 。用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点,记入表1-27。 表1-27 测量静态工作点测量表 2.测试基本放大器的各项性能指标(中频电压放大倍数A V ,输入电阻R i 和输出电阻R O )

电流反馈运放电路设计

电流反馈运放电路设计 电流反馈放大器不受基本增益带宽积的限制,随着信号幅度的增加,带宽的损失非常小。因为可以在最小失真的条件下对大信号进行调节,这些放大器在非常高的频率下通常都具有优异的线性度。而电压反馈放大器的带宽随着增益的增加降低,电流反馈放大器在很宽的增益范围上维持其大部分带宽不变。 正因为如此,准确地说,电流反馈运放没有增益带宽积的限制。当然,电流反馈运放也不是无限快,其压摆率(Slew Rate)不受内部偏置电流的限制,但受三极管本身的速度限制。对给定的偏置电流,这就容许不用通常可能影响稳定性的正反馈或其方法来获得较大的压摆率。 那么如何构建这些电路呢?电流反馈运放具有一个与差分对相对的输入缓冲器,该输入缓冲器大多数情况下常常是射极跟随器或其它非常类似的电路。正相输入端具有高阻抗,而缓冲器的输出,即放大器的反相输入具有低阻抗。相比之下,电压反馈放大器的输入都是高阻。 电流反馈运放的输出是电压,并且它与流出或流入运放的反相输入端的电流有关,这由称为互阻抗(transimpedance)的复杂函数Z(s)来表示(图1)。在直流时,互阻抗是一个非常大的数,并且像电压反馈运放一样,它随着频率的增加具有单极点滚降特性。 电流反馈运放灵活性的关键之一是具有可调节的带宽和可调节的稳定性。因为反馈电阻的数值实际上改变放大器的交流环路的动态特性,所以能够影响带宽和稳定性两个方面。加之具有非常高的压摆率和基于反馈电阻的可调节带宽,你可以获得与器件的小信号带宽非常接近的大信号带宽。在甚至更好的情况下,该带宽在很宽的增益范围内大部分都维持不变。而因为具有固有的线性度,你也可以在高频大信号时获得较低的失真。 如何发现最佳的反馈电阻R F 由于放大器的交流特性部分地取决于反馈电阻,这就让我们能够针对每一个特定的应用“量身定制”放大器。降低反馈电阻的数值将提升环路增益。为了保持稳定性和最大的带宽,在低增益时,反馈电阻要设置为较高的数值;随着增益的上升,环路增益自然降低。如果需要高的增益,可以利用较小的反馈电阻来部分地恢复环路增益。 图1:具有Z(s)和反馈电阻的电路示意图

电压串联负反馈放大电路仿真分析资料报告-模电课设

成绩评定表

课程设计任务书

目录 1. 课程设计的目的与作用 (1) 1.1课程设计的目的 (1) 1.1课程设计的作用 (1) 2设计任务及所用Multisim软件环境介绍 (2) 2.1设计任务 (2) 2.2 Multisim软件环境介绍 (2) 3 电路模型的建立 (4) 4 理论分析及计算 (6) 5 仿真结果分析 (7) 5.1无极间反馈 (7) 5.2加入极间反馈 (10) 6 设计总结和体会 (14) 7 参考文献 (14)

1. 课程设计的目的与作用 1.1课程设计的目的 学习电压串联负反馈电路,掌握电压串联负反馈电路的工作原理。通过对它的学习,对负反馈对放大电路性能的影响有进一步的理解和掌握,学会对其进行静态分析、动态分析等相关运算,利用Multisim软件对电压串联负反馈电路仿真实现。 根据实例电路图和已经给定的原件参数,使用Multisim软件模拟出电压串联负反馈电路课后练习题,并对其进行静态分析,动态分析,显示波形图,计算数据等操作,记录结果和数据;与此同时,更好的应用于以后的学习与工作中,切实对自身能力的提高有所帮助。 1.1课程设计的作用 模拟电子技术课程设计是在“模拟电子技术”课程之后,集中安排的重要实践性教学环节。学生运用所学的知识,动脑又动手,在教师指导下,结合某一专题独立地开展电子电路的设计与实验,培养学生分析、解决实际电路问题的能力。该课程的任务是使学生掌握数字电子技术方面的基本概念、基本原理和基本分析方法,重点培养学生分析问题和解决问题的能力,初步具备电子技术工程人员的素质,并为学习后继课程打好基础。 课程设计师某门课程的总结性教学环节,会死培养学生综合运用本门课程及有关选修课的基本知识去解决某一实际问题的训练,加深课程知识的理解。在真个教计划中,它起着培养学生独立工作能力的重要作用。设计和实验成功的电路可以直接在产品中使用。

负反馈放大电路的设计方案与制作

信息工程系课程设计报告 课程_____________题目_____________课时_____________专业_____________班级_____________姓名_____________学号_____________指导教师_____________ 年月日

目录 一、摘要 (4) 二、设计任务及要求 (4) 三、负反馈放大电路设计的一般原则 (1)反馈方式的选择 (4) (2)放大管得选择 (5) (3)级数的选择 (6) (4)电路的确定 (6) 四、设计过程 (1)确定方案 (7) (2)电路参数的计算 (9) (3)计算技术指标 (13) 五、调试要点 (15)

负反馈放大电路的设计与制作 摘要 本文是负反馈放大电路的设计,而设计需要根据技术指标及 要求来确定放大电路的结构、级数和电路元件参数及型号等,此 次要求电路的输入电阻高输出电阻小,稳定性要好,频带宽度适 中,尽量小的失真等等...。因而我们会根据这些要求,一一计 算出技术指标和元件的参数,确定反馈类型,选取三种预选方案,通过比较选择符合要求,我们最终选择了方案一,经过布线、焊 接、调试等工作后负反馈放大电路设计制作成功。 关键词:负反馈放大电路 电路设计 电路制作 一、设计任务及要求 用分离元器件设计一个交流放大电路,用于指示仪表放大弱信 号,具体指标如下: (1) 工作频率:kHz Hz f 30~30=。 (2) 信号源:mV U i 10=(有效值),内阻Ω=50s R 。 (3) 输出要求:V U 10≥(有效值),输出电阻小于Ω10,输出电 流mA I o 1≤(有效值)。 (4) 输入要求:输入电阻大于ΩK 20。

模拟电子-多级负反馈放大器的研究

多级负反馈放大器的研究 一.实验目的 (1)掌握用仿真软件研究多级负反馈放大电路。 (2)学习集成运算放大器的应用,掌握多级集成运算放大器的工作特点。 (3)研究负反馈对放大器性能的影响,掌握负反馈放大器性能指标的测试方法。 1)测试开环和闭环的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、反馈网络的电压反馈系数和通频带; 2)比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带在开环和闭环时的差别; 3)观察负反馈对非线性失真的改善。 二.实验原理 1.基本概念 在电子电路中,将输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路,用来影响其他输入量的措施称为反馈。 若反馈的结果使净输入量减小,则称之为负反馈;反之,称之为正反馈。 实验电路如下图所示,该放大电路有两级运放构成的反向比例器组成,在末级的输出端引入了反馈网络Cf,Rf2,和Rf1,构成了交流电压串联负反馈电路。 2.放大器的基本参数 1)开环参数 将反馈支路的A点与P点断开,与B点相连,便可得到开环时的放大电路。由此可测出开环时放大电路的电压放大倍数Av、输入电阻Ro、反馈网路的电压反馈系数Fv和通频带BW,即

2)闭环参数:通过开环时放大电路的电压放大倍数Av、输入电阻Ri、输入电阻Ro、反馈网络的电压反馈系数Fv和上下限频率,可以计算求得多级负反馈放大电路的闭环电压放大倍数Avf、输入电阻Rif、输出电阻Rof和通频带BWf的理论值,即 负反馈放大电路的闭环特性的实际测量值为:

上述所得结果与开环测试时由式(2.5-3)所计算的理论值近似相等,否则应找出原因后重新测量。 在进行上述测试时,应保证各点信号波形与输入信号为同频率且不知真的正弦波,否则应找出原因,排除故障后再进行测量 三.实验内容 (1)实验电路图如下所示: (2)调节J1,使开关A端与B端相连,测试电路的开环基本特性。 1)将信号发生器输出调为1kHz、20mv(峰峰值)正弦波,然后接入放大器的输入端,得到网络(未接入负载时)的波特图,如下图所示。

反馈放大电路设计实验报告模版

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: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

详解负反馈放大器电路

难点电路详解之负反馈放大器电路 1 负反馈放大器 在放大器中采用负反馈电路,其目的是为了改善放大器的工作性能,提高放大器的输出信号质量。在引入负反馈电路之后,放大器的增益要比没有负反馈时的增益小,但是可以改善放大器的许多性能,主要有四项:减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。 1.1 正反馈和负反馈概念 放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端,但是反馈过程则不同,它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号,再加到放大器的输入端,与原放大器输入信号进行混合,这一过程称为反馈。 ①反馈方框图 如图1所示是反馈方框图。从图中可以看出,输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大,放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中,另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF,与输入信号Ui合并,作为净输入信号VI加到放大器中。 图1 反馈方框图 ②反馈种类 反馈电路有两种:正反馈电路和负反馈电路。这两种反馈的结果(指对输出信号的影响)完全相反。 ③正反馈概念 正反馈可以举一个例子来说明,吃某种食品,由于它很可可,所以在吃了之后更想吃,这是正反过程。 如图2所示正反馈方框图,当反馈信号UF与输入信号Ui是同相位时,?这两个信号混合后是相加的关系,所以净输入放大器的信号UI?比输入信号Ui更大,而放大器的放大倍数没有变化,这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大,这种反馈称为正反馈。

图2 正反馈方框图 在加入正反馈之后的放大器,输出信号愈反馈愈大(当然不会无限制地增大,这一点在后面的振荡器电路中介绍),这是正反馈的特点。正反馈电路在放大器电路中通常不用,它只是用于振荡器中。 ④负反馈概念 负反馈也可以举一例说明,一盆开水,当手指不小心接触到热水时,手指很快缩回,而不是继续向里面伸,手指的回缩过程就是负反馈过程。 如图3所示是负反馈方框图,当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时,它们混合的结果是相减,结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小,?使放大器的输出信号Uo减小,引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。 图3 负反馈方框图 ⑤反馈量 负反馈的结果使净输入放大器的信号变小,放大器的输出信号减小,这等效成放大器的增益在加入负反馈电路之后减小了。当负反馈电路造成的净输入信号愈小,即负反馈量愈大,负反馈放大器的增益愈小,反之负反馈量愈小,负反馈放大器的增益愈大。 正反馈也有同样的正反馈量问题。 1.2 全面了解负反馈电路种类 ①负反馈种类

模电实验报告 七 负反馈放大电路

模电实验报告 实验七 负反馈放大电路 姓名: 学号: 班级: 院系: 指导老师: 2016年

目录 实验目的: (2) 实验器件与仪器: (2) 实验原理: (2) 实验内容: (4) 实验总结: (5) 实验:负反馈放大电路 实验目的: 1.进一步了解负反馈放大器性能的影响。 2.进一步掌握放大器性能指标的测量方法。 实验器件与仪器: 1. 实验原理: 放大器中采用负反馈,在降低放大倍数的同时,可以使放大器的某些性能大大改善。所谓负反馈,就是以某种方式从输出端取出信号,再以一定方式加到输入回路中。若所加入的信号极性与原输入信号极

性相反,则是负反馈。 根据取出信号极性与加入到输入回路的方式不同,反馈可分为四类:串联电压反馈、串联电流反馈、并联电压反馈与并联电流反馈。如图3-1所示。 从网络方框图来看,反馈的这四种分类使得基本放大网络与反馈网络的联接在输入、输出端互不相同。 从实际电路来看,反馈信号若直接加到输入端,是并联反馈,否则是串联反馈,反馈信号若直接取自输出电压,是电压反馈,否则是电流反馈。 1.负反馈时输入、输出阻抗的影响 负反馈对输入、输出阻抗的影响比较复杂,不同的反馈形式,对阻抗的影响也不一样,一般而言,凡是并联负反馈,其输入阻抗降低;凡是串联负反馈,其输入阻抗升高;设主网络的输入电阻为R i ,则串联负反馈的输入电阻为 R if =(1+FA V )R i 设主网络的输入电阻为R o ,电压负反馈放大器的输出电阻为 R of = F A R V O +1 可见,电压串联负反馈放大器的输入电阻增大(1+A V F )倍,而输出电阻则下降到1/(1+A V F )倍。 2.负反馈放大倍数和稳定度 负反馈使放大器的净输入信号有所减小,因而使放大器增益下降,但却改善了放大性能,提高了它的稳定性。 反馈放大倍数为 A vf = F A A V V +1(A v 为开环放大倍数) 反馈放大倍数稳定度与无反馈放大器放大倍数稳定度有如下关系: Vf Vf A A ?= V V A A ?? F A V +11 式中?A V f/A V f 称负反馈放大器放大倍数的稳定度。V V A A /?称无反

负反馈放大电路实验报告

实验二 由分立元件构成的负反馈放大电路 一、实验目的 1.了解N 沟道结型场效应管的特性和工作原理; 2.熟悉两级放大电路的设计和调试方法; 3.理解负反馈对放大电路性能的影响。 二、实验任务 设计和实现一个由N 沟道结型场效应管和NPN 型晶体管组成的两级负反馈放大电路。结型场效应管的型号是2N5486,晶体管的型号是9011。 三、实验内容 1. 基本要求:利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。 (1)静态和动态参数要求 1)放大电路的静态电流I DQ 和I CQ 均约为2mA ;结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V ,晶体管的管压降U CEQ = 2~3V ; 2)开环时,两级放大电路的输入电阻要大于90kΩ,以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值 ≥ 120; 3)闭环电压放大倍数为10s o sf -≈=U U A u 。 (2)参考电路 1)电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示,R 模拟信号源的内阻;R f 为反馈电阻,取值为100 kΩ。 图1 电压并联负反馈放大电路方框图 2)两级放大电路的参考电路如图2所示。图中R g3选择910kΩ,R g1、R g2应大于100kΩ;C 1~C 3容量为10μF ,C e 容量为47μF 。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应,应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f ,见图2,理由详见“五 附录-2”。 图2 两级放大电路 实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。 3.3k ?

(3)实验方法与步骤 1)两级放大电路的调试 a. 电路图:(具体参数已标明) ? b. 静态工作点的调试 实验方法: 用数字万用表进行测量相应的静态工作点,基本的直流电路原理。 第一级电路:调整电阻参数, 4.2s R k ≈Ω,使得静态工作点满足:I DQ 约为2mA ,U GDQ < - 4V 。记录并计算电路参数及静态工作点的相关数据(I DQ ,U GSQ ,U A ,U S 、U GDQ )。 实验中,静态工作点调整,实际4s R k =Ω 第二级电路:通过调节R b2,240b R k ≈Ω,使得静态工作点满足:I CQ 约为2mA ,U CEQ = 2~3V 。记录电路参数及静态工作点的相关数据(I CQ ,U CEQ )。 实验中,静态工作点调整,实际241b R k =Ω c. 动态参数的调试 输入正弦信号U s ,幅度为10mV ,频率为10kHz ,测量并记录电路的电压放大倍数 s o11U U A u =、s o U U A u =、输入电阻R i 和输出电阻R o 。 o1U s U o U 1u A

负反馈放大器原理分析

负反馈放大器原理分析及设计 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。 今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。 1、框图、基本反馈方程式 负反馈电路类型很多,但根据反馈网络从基本放大电路输出取样方式(电压或电流)的不同可分为电压反馈和电流反馈:而根据反馈信号引回到输入端求和方式的不同,又分为串联反馈和关联反馈。综上所述,负反馈放大器分为四种类型,如图5.2-8所示,表5.2-8 示出它们的基本反馈方程式。 图5.2-8 四种类型负反馈放大方框图 A 电压并联负反馈 B电流串联负反馈 C 电压串联负反馈 D 电流关联负反馈

负反馈放大器的闭环增益A1,并环增益A和反馈系数B的基本关系式称基本关系式称基本反馈方程。 反馈深度是反映反馈强弱的重要物理量,其值越大负反馈越强。当反馈很深,即|AB|》1时,称为深度负反馈,则闭环增益 2、负反馈对放大器性能的影响 负反馈放大电路,以降低增益为代价,可改善许多性能。表5.2-9给出负反馈对输入电阻、输出电阻的影响;表5.2-10给出负反馈对放大器其他几项主要性能的影响;表5.2-10给出负反馈对放大器其他几项主要性能的影响。

负反馈放大器电路详解

负反馈放大器电路详解 负反馈放大器 在放大器中采用负反馈电路,其目的是为了改善放大器的工作性能,提高放大器的输出信号质量。在引入负反馈电路之后,放大器的增益要比没有负反馈时的增益小,但是可以改善放大器的许多性能,主要有四项:减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。 正反馈和负反馈概念 放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端,但是反馈过程则不同,它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号,再加到放大器的输入端,与原放大器输入信号进行混合,这一过程称为反馈。 1.反馈方框图 如图4-1所示是反馈方框图。从图中可以看出,输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大,放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中,另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF,与输入信号Ui合并,作为净输入信号VI加到放大器中。 图1 反馈方框图

2.反馈种类 反馈电路有两种:正反馈电路和负反馈电路。这两种反馈的结果(指对输出信号的影响)完全相反。 3.正反馈概念 正反馈可以举一个例子来说明,吃某种食品,由于它很可可,所以在吃了之后更想吃,这是正反过程。 如图4-2所示正反馈方框图,当反馈信号UF与输入信号Ui是同相位时,?这两个信号混合后是相加的关系,所以净输入放大器的信号UI?比输入信号Ui更大,而放大器的放大倍数没有变化,这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大,这种反馈称为正反馈。 图2 正反馈方框图

在加入正反馈之后的放大器,输出信号愈反馈愈大(当然不会无限制地增大,这一点在后面的振荡器电路中介绍),这是正反馈的特点。正反馈电路在放大器电路中通常不用,它只是用于振荡器中。 4.负反馈概念 负反馈也可以举一例说明,一盆开水,当手指不小心接触到热水时,手指很快缩回,而不是继续向里面伸,手指的回缩过程就是负反馈过程。 如图4-3所示是负反馈方框图,当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时,它们混合的结果是相减,结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小,?使放大器的输出信号Uo减小,引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。 图3 负反馈方框图 5.反馈量 负反馈的结果使净输入放大器的信号变小,放大器的输出信号减小,这等效成放大器的增益在加入负反馈电路之后减小了。当负反馈电路造成的净输入信号愈小,即

运算放大器技术合集:运放工作原理、基础及经典电路分析

运算放大器技术合集:运放工作原理、基础及经典电路分析 一、入门篇:运算放大器的工作原理、基础 *运算放大器的工作原理 运算放大器具有两个输入端和一个输出端,如图1-1所示,其中标有“+”号的输入端为“同相输入端”而不能叫做正端),另一只标有“一”号的输入端为“反相输入端”同样也不能叫做负端,如果先后分别从这两个输入端输入同样的信号,则在输出端会得到电压相同但极性相反的输出信号:输出端输出的信号与同相输人端的信号同相,而与反相输入端的信号反相。 运算放大器所接的电源可以是单电源的,也可以是双电源的,如图1-2所示。运算放大器有一些非常有意思的特性,灵活应用这些特性可以获得很多独特的用途,总的来说,这些特性可以综合为两条: 1、运算放大器的放大倍数为无穷大。 2、运算放大器的输入电阻为无穷大,输出电阻为零。 现在我们来简单地看看由于上面的两个特性可以得到一些什么样的结论。 首先,运算放大器的放大倍数为无穷大,所以只要它的输入端的输入电压不为零,输出端就会有与正的或负的电源一样高的输出电压本来应该是无穷高的输出电压,但受到电源电压的限制。准确地说,如果同相输入端输入的电压比反相输入端输入的电压高,哪怕只高极小的一点,运算放大器的输出端就会输出一个与正电源电压相同的电压;反之,如果反相输入端输入的电压比同相输人端输入的电压高,运算放大器的输出端就会输出一个与负电源电压相同的电压(如果运算放大器用的是单电源,则输出电压为零)。 其次,由于放大倍数为无穷大,所以不能将运算放大器直接用来做放大器用,必须要将输出的信号反馈到反相输入端(称为负反馈)来降低它的放大倍数。如图1-3中左图所示,R1的

三极管负反馈电路分析

难点电路详解之——负反馈放大器电路(一) 2008-04-14 17:56:17 来源:古木电子社区 (摘自电子工程师识图速成手册) (1)正反馈和负反馈概念 (2)全面了解负反馈电路的种类 (3)负反馈电路的分析方法 (4)电压并联负反馈放大器 (5)电流串联负反馈放大器 (6)电压串联负反馈放大器 (7)电流并联负反馈放大器 (8)变形负反馈电路的特点和分析方法 (9)LC并联谐振电路参与的负反馈电路 (10)LC串联谐振电路参与的负反馈电路 (11)RC负反馈式电路 (12)可控制负反馈量的负反馈电路 (13)负反馈放大器分析小结 4.1 负反馈放大器 在放大器中采用负反馈电路,其目的是为了改善放大器的工作性能,提高放大器的输出信号质量。在引入负反馈电路之后,放大器的增益要比没有负反馈时的增益小,但是可以改善放大器的许多性能,主要有四项:减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。 4.1.1 正反馈和负反馈概念 放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端,但是反馈过程则不同,它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号,再加到放大器的输入端,与原放大器输入信号进行混合,这一过程称为反馈。 1.反馈方框图 如图4-1所示是反馈方框图。从图中可以看出,输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大,放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中,另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF,与输入信号Ui合并,作为净输入信号VI加到放大器中。 图4-1 反馈方框图

2.反馈种类 反馈电路有两种:正反馈电路和负反馈电路。这两种反馈的结果(指对输出信号的影响)完全相反。 3.正反馈概念 正反馈可以举一个例子来说明,吃某种食品,由于它很可可,所以在吃了之后更想吃,这是正反过程。 如图4-2所示正反馈方框图,当反馈信号UF与输入信号Ui是同相位时,?这两个信号混合后是相加的关系,所以净输入放大器的信号UI?比输入信号Ui更大,而放大器的放大倍数没有变化,这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大,这种反馈称为正反馈。 图4-2 正反馈方框图 在加入正反馈之后的放大器,输出信号愈反馈愈大(当然不会无限制地增大,这一点在后面的振荡器电路中介绍),这是正反馈的特点。正反馈电路在放大器电路中通常不用,它只是用于振荡器中。 4.负反馈概念 负反馈也可以举一例说明,一盆开水,当手指不小心接触到热水时,手指很快缩回,而不是继续向里面伸,手指的回缩过程就是负反馈过程。 如图4-3所示是负反馈方框图,当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时,它们混合的结果是相减,结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小,?使放大器的输出信号Uo减小,引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。 图4-3 负反馈方框图 5.反馈量 负反馈的结果使净输入放大器的信号变小,放大器的输出信号减小,这等效成放大器的

运算放大器四种负反馈

运算放大器四种负反馈 一、分类 按输出端采样方式分为:电压负反馈、电流负反馈。 按输入端接入电路方式分为:串联反馈、并联反馈。 即组合为四种方式:并联电压负反馈(图1)、 串联电压负反馈(图2)、 并联电流负反馈(图3)、 串联电流负反馈(图4)。 二、区分 电压/电流反馈区分方法:输出端的反馈取样点与输出点在同一点时,则为电压反馈,反之 为电流反馈。 并联/串联反馈区分方法:反馈信号引回信号输入同一端,则为并联反馈;反之为串联反馈。 三、示图 图1 并联电压负反馈 图2 串联电压负反馈 图3并联电流负反馈 图4串联电流负反馈

四、图解 图1并联电压负反馈是反相比例运算电路。反馈电流取自输出电压(即负载电压),并与之成正比,故为电压反馈。反馈信号与输入信号在输人端以电流的形式作比较,两者并联,故为并联反馈。因此,反相比例运算电路是引入并联电压负反馈的电路。由前面讨论可知,电压负反馈的作用是稳定输出电压,并联反馈电路则降低输入电阻。反馈系数F由定义式得出:其中XF为反馈电流,所以反馈系数 。可见,反馈系数具有电导(电阻的倒数)的量纲,称为互导反馈系数。 图2串联电压负反馈是同相比例运算电路。反馈电压取自输出电压,并与之成正比,故为电压反馈。反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式作比较.两者串联,故为串联反馈。 因此,同相比例运算电路是引入串联电压负反馈的电路。反馈系数F由定义式 得 电压负反馈的作用是稳定输出电压,串联反馈电路则有很高的输入电阻。 图3并联电流负反馈是反相输入恒流源电路。反馈电流取自输出电流,并与之成正比,故为电流反馈。反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式作比较,两者并联,故为并联反馈,因此,反相输入恒流源电路是引入并联电流负反馈的电路。 图4串联电流负反馈是同比例运算电路。反馈电压取自输出电流(即负载电流)并与之成正比,故为电流反馈。反馈信号与输入信号在输入端以电压形式作比较,两者串联,故为串联反馈。因此,同相输入恒流源电路是引入串联电流负反馈的电路。反馈系数F具有电阻的量纲,称为互阻反馈系数。 五、各方式特征说明 电压反馈,输出电阻小,输出电压稳定,低噪声,DC特性良好,反馈回路不受限制。 电流反馈,输出电阻大,输出电流稳定,具有更快的压摆率,失真小,反馈回路受限制。 串联反馈,输入电阻大,适合采样弱点压信号。 并联反馈,输入电阻小,输出电压纹波小。

负反馈放大电路的设计和仿真

负反馈放大电路的设计和仿真 一、实验目的 1、掌握阻容耦合放大电路的静态工作点的调试方法。 2、掌握多级放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。 3、掌握负反馈对电路的影响 二、实验要求 1、设计一阻容耦合两级电压放大电路,要求信号源频率10kHz(幅度1mv) ,负载电阻1kΩ,电压增益大于100。 2、给电路引入电压串联负反馈,并分别测试负反馈接入前后电路放大倍数、输入、输出电阻和频率特性。改变输入信号幅度,观察负反馈对电路非线性失真的影响。 三、实验原理图 原理图中的滑动变组曲均为100k 图2.01 反馈接入前

图2.02 反馈接入后 四、实验过程 1、反馈接入前 (1)放大倍数: 77.703 109.893 707.078 v mV A uV == (2)输入电阻: 707.078 7.484 94.475 i uV R k nA ==Ω (3)输出电阻: 707.080 4.934 143.311 o uV R k nA ==Ω (4)频率特性:f L=326.5512Hz,f H=525.3266kHz 图2.03 频率特性曲线(5)三极管参数的测量 ①1 β与1be r的测量

111864.20800214.94.02151c b I u I u β= == 111 4.1295 6.8547602.4295be be b V m r k I n ?===Ω? 图2.04 前级输入特性曲线 ②2β与2be r 的测量 222890.64300215.54.13287c b I u I u β= == 222 4.8465 6.7131721.9498be be b V m r k I n ?===Ω? 图2.05 后级输入特性曲线

负反馈放大电路设计

负反馈放大电路设计 摘要: 电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练,特别是技能的培养,对于培养工程人员的素质和能力具有十分重要的作用。 电子技术课程设计是一个重要的实践环节,它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。负反馈在电子线路中有着非常广泛的应用,采用负反馈是以降低放大倍数为代价的,目的是为了改善放大电路的工作性能,如稳定放大倍数、改变输入和输出电阻、减少非线性失真、扩展通频带等,所以在实用放大器中几乎都引入负反馈。负反馈放大电路是由基本放大电路和负反馈网络组成。由电阻、电容、二极管、三极管等分立元件构成共基极、共发射极、公集电极等基本放大电路。将输出信号的一部分或全部引回到输入端并使输入信号减小的某种电路称为负反馈网络。经过布线、焊接、调试等工作后负反馈放大电路成形。 一、设计任务与要求 用分离元器件设计一个交流放大电路,用于只是仪表中放大弱信号,

具体指标如下: (1)工作频率: (2)信号源:Ui≥10mV(有效值),内阻Rs=50Ω。 (3)输出要求:U0≥1V(有效值),输出电阻小于10Ω,输出电流I0≤1mA(有效值)。 (4)输入要求:输入电阻大于20KΩ。 (5)工作稳定性:当电路元器件改变时,若ΔAu/Au=10%,则ΔAuf<1%。 二.设计图文论证 一、设计框图 图中X表示电压或电流信号;箭头表示信号传输的方向;符号¤表示输入求和, +、–表示输入信号与反馈信号是相减关系(负反馈),即放大电路的净输入信号为 (1) 基本放大电路的增益(开环增益)为 (2)

反馈系数为 (3) 负反馈放大电路的增益(闭环增益)为 (4) 二、反馈的方式选择 根据负载的要求及信号情况来选择反馈方式.在负载变化的情况下.要求放大电路定压输出时,就需要电压负反馈:在负载变化的情况下,要求放大电路恒流输出时,就要采用电流负反馈。至于输入端采用串联还是并联方式,主要根据对放大电路输出电阻而定。当要求放大电路具有高的输入电阻是,宜采用串联反馈:当要求放大电路具有底的输入电阻是,宜采用并联反馈。如仅仅为了提高输入电阻,降低输出电阻时,宜采用射极输出器。 三、放大管的选择 如果放大电路的极数多,而输入信号很弱(微伏级),必须考虑输入几件放大管的噪音所产生的影响,为此前置放大级应选用底噪声的管子。当要求放大电路的频带很宽时,应选用截止频率较高的管子。从集电级损耗的角度出发,由 于前几级放大的输入较小,可选用p cm 小的管子,其静态工作点要选得底一些(I E 小),这样可减小噪声;但对输出级而言,因其输出电压和输出电流都较大,故p cm 大的管子 四、级数的选择 放大电路级数可根据无反馈时的放大倍数而定,而此放大倍数又要根据所要求的闭环放大倍数和反馈深度而定,因此设计时首先要根据技术指标确定出它 的闭环放大倍数A f 及反馈深度1+AF,然后确定所需的A f 。 确定了A的数值,放大电路的级数大致可用下列原则来确定:几十至几百倍左右采用一级或两级,几百至千倍采用两级或三级,几千倍以上采用三级或四级(射极输出极不计,因其A约等于零一般情况下很少采用四级以上,因为这将给施加反馈后的补偿工作带来很大的困难,但反馈只加在两级之间也是可以的。一般情

放大电路中的负反馈解读

第四章放大电路中的负反馈习题 4.1 判断图4-24所示各电路中有无反馈?是直流反馈还是交流反馈?哪些构成了级间反馈?哪些构成了本级反馈? 4.1解答: (a)R e1:本级直流反馈 R e2:本级交直流反馈 R f,C f:级间交流反馈(因为直流 信号被C f隔直) (b)Re:本级直流反馈 R b:本级直流反馈(因为交流信号被C2 短路到地) (c)R R e2 :本级交直流反馈 R e3:本级直流反馈(因为交流被C3短路) R f:级间交直流反馈 (d)R1,R2,R3为级间交直流反馈 R3:本级交直流反馈

4-1解答续: (e)R2,R4:本级交直流反馈 R L,R6:为级间交直流反馈 (f)R e :本级直流反馈(∵交流信号被C e短路)R1, R2 :本级直流反馈(∵交流信号被C短路到地) (g)R1, R2 :级间交直流反馈 (h)(i) R e2 :本级直流反馈 R e1, R e3 :级间交流反馈 (ii)R f1, R b :级间交直流反馈 R f2, R e1 :级间交直流反馈

4.2指出图4-24所示各电路中反馈的类型和极性,并在图中标出瞬时极性以及反馈电压或反馈电流。 (a)解答:R f,C f引入电压并联交流负反馈 瞬间极性如图示:∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 (b)解答,R b引入电压并联直流负反馈,瞬时极性如图示 ∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 (C)解答:R f, R e1 :引入电压串联交流正反馈(∵直流被C2隔直),瞬时极性如图示:U be=U i+U f, U f与U i极性相同,故为正反馈 (d)解答:R1,R2引入电压串联交直流正反馈,瞬时极性如图示: U ' i=U i+U f, U f与U i极性相同,故为正反馈 (e)解答:R L,R6 引入电流串联交直流负反馈,(即ΔU i=(U+-U i)↓)(即同相端与反相端电位差下降,∴为负反馈) (f)解答:R1,R e 引电容并联直流负反馈(交流被C短路到地)瞬时极性为图示(因I b↓=I i-I f ↑)I f上升,I b下降 (g)解答:R1,R2引入电压并联交直流负反馈 瞬时极性如图示:∵I b↓=I i-I f↑ (h)(i)解答:R b , R f1引入电压并联交直流负反馈 瞬时极性为图示∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 (ii)解答:R f2, R e1引入电流串联交直流负反馈 瞬时极性为图示∵U be↓=U i-U f2↑= U i-U e1↑(U e1上升,U be下降) ∴为负反馈

负反馈放大电路的设计与仿真proteus

负反馈放大电路的设计与仿真 一、实验元件 2N2222A三极管(2个)、1mV 10KHz 正弦电压源、12V直流电压源、10uF电容(5个)、5.1KΩ1%负反馈电阻、3.0KΩ5%集电极电阻(2个)、1.50KΩ1%电阻、1.40KΩ1%电阻、1.00KΩ1%负载电阻、100Ω1%电阻、20.0KΩ1%基极电阻(2个)、10.0KΩ1%基极电阻(2个)、开关、万用表、示波器等。 二、实验原理 由于电容对直流量的电抗为无穷大,因而阻容耦合放大电路各级之间的直流通路各不相通,各级的静态工作点相互独立,本次实验采用了实验一的数据,所以可不必重新调节静态工作点。在实验电路中引入电压串联负反馈,将引回的反馈量与输入量相减,从而调整电路的净输入量与输出量,改变电压放大倍数、输入电阻与输出电阻。 参数选择:为了使反馈达到深度负反馈,实验中选取了5.1KΩ的负反馈电阻,同时为了不会在引入负反馈后出现交流短路的现象,将Re1分为两个部分Re11(100)和Re12(1.4KΩ)。根据实验要求,设计的两级阻容耦合放大电路如图1: 图1 两级阻容耦合放大电路原理图 三、电路频率特性测试 1、未引入电压串联负反馈前的电路频率特性

将电路中的开关J1打开,则此时电路为未引入电压串联负反馈的情况,对电路进行频率仿真,得到如图2的电路频率特性图。 图2 未引入负反馈的频率特性曲线和通频带指针读数 根据上限频率和下限频率的定义——当放大倍数下降到中频的0.707倍对应的频率时,即将读数指针移到幅度为中频的0.707倍处,如图2,读出指针的示数,即下限频率 f L=761.6815 Hz, 上限频率f H=348.2346 KHz, 因此通频带为(348.2346×—761.6815) Hz。 调节信号源的幅度,当信号源幅度为1mV时,输出波形不失真,如图3: 图3 信号源幅度为1mV时的不失真输出波形 继续调节信号源的幅度,当信号源幅度为2mV时,输出波形出现了较为明显的失真,如图4:

放大电路中的负反馈

放大电路中的负反馈 放大电路是主要的电子电路类型,为了确保放大电路能够正常工作,提供稳定的增益、良好的线性,以及其他的一些特殊目的,一般实用的放大电路都加上了负反馈的网络。 在各种系统的控制分析中,电路中的负反馈研究应该是最为深入和细致的了,详细的内容请参阅“电子技术”或“电路分析”专业教科书,本文仅仅是想通过对放大电路中反馈的简单介绍,阐述系统中反馈控制的基本原理。 1、为什么要在电路中设置反馈 半导体技术发展到今天,为电子电路的设计提供了极大的施展空间。现在要设计或制作一个高性能的放大器,在如何提高放大倍数方面已经不是问题,最普通的集成电路运算放大器(LM324,其内部包含了4个相同的独立放大器,价格在1元左右,如下图),其开环电压放大倍数也可以做到几十万倍(80dB~140dB)之高,对于一般的要求来说,这几乎就是无限大的放大倍数了。 然而,在多数的应用中,都要求电路的放大倍数是一个固定不变的有限值。所谓固定不变是指:当工作环境的温度变化;电路输入、输出连接状态发生改变;器件因常时间工作性能老化;因故障更换了主要半导体器件之后,等等的内在的和外部的干扰因素下,放大器的放大倍数都维持在设定值不会变化。这个稳定增益(放大倍数)的要求,其实才是现代电子电路设计的难点,而在电路中使用负反馈技术,是解决这个难题的主要方法。 此外,电路中的负反馈还能解决以下问题: 提高输入阻抗,降低输出阻抗(提高负载能力),优化频率响应,稳定静态工作点,减少线性失真等等,本文不做叙述。 2、电路中最主要的两种负反馈应用示例 ①反相交流放大器 电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电,由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。 放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定:Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值,Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri 与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容。 ②同相交流放大器 电路见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定:Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。以上两种基本的反馈放大器,共同点是都具有反馈,而且从输出端取出的反馈信号经过反馈网络后,都加到了运算放大器的负输入端,反馈信号的作用是抵消了输入信号,因此称为负反馈;另一个共同点是,经过分析计算发现,两种放大电路由于反馈网络的加入,使得放大器的放大倍数(增益)的大小,只由反馈网络的电阻参数值决定(Av=-Rf/Ri;Av=1+Rf/R4),只要这几个电阻的阻值是稳定的放大倍数就不会变化,而要确保电阻的阻值始终稳定在规定的范围内,是比较容易做到的。 3、电路中反馈的基本模型概括 4、电路中反馈的类型及其作用: 直流反馈:反馈只对直流分量起作用,反馈元件只能传递直流信号;目的:稳定静态工作点。

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