負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)二負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)李乾無(wú)712007011252一,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1,通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)并初步掌握負(fù)反饋電路的設(shè)計(jì)及調(diào)試方法;2,深入理解負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響;3,鞏固放大電路主要指標(biāo)的測(cè)試方法;二,實(shí)驗(yàn)任務(wù)及要求:1,本次實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的負(fù)反饋放大電路要求級(jí)間用直接耦合,反饋也要有直流反饋(即有交流反饋的同時(shí)也要有直流反饋。2,要求當(dāng)RL=2K時(shí),Avf=40(±10%反饋深度不低于10Ri15k,Ro100f L10Hz,f H1MHz,當(dāng)負(fù)載RL= 2.2k時(shí),Vo1.0V。有效值3,設(shè)計(jì)要求:電路對(duì)晶體管的值變化不敏感,實(shí)驗(yàn)中不得挑選晶體管的值。4,電阻的相對(duì)誤差為10%,電

2、容的誤差為20%,在給定的誤差范圍電路必須能穩(wěn)定工作。因此,實(shí)驗(yàn)報(bào)告中必須有CAD的容差分析。三,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)處理:1,設(shè)計(jì)思路:要求輸入電阻高,所以輸入端應(yīng)采用串聯(lián)比較方式(串聯(lián)負(fù)反饋;要求輸出電阻低,所以輸出端應(yīng)采用電壓取樣(電壓負(fù)反饋;根據(jù)閉環(huán)增益40,初步選擇負(fù)反饋深度大一些,大約20左右(有待調(diào)節(jié);根據(jù)公式得到開(kāi)環(huán)增益800;選定電路為三級(jí),前兩級(jí)用來(lái)放大,第三級(jí)做電壓跟隨器;為使增益達(dá)到要求,先設(shè)計(jì)較大增益,所以盡量使前兩級(jí)負(fù)載電阻較大,發(fā)射級(jí)負(fù)載電阻較小,而第三極才用典型的射級(jí)跟隨電路即可;對(duì)于第一級(jí),因?yàn)樯浼?jí)串入反饋電阻R f,所以增益較小,可以暫不考慮第一級(jí)增益,只提高第二

3、級(jí)增益;因?yàn)橐呀?jīng)限定負(fù)載電阻為2.2歐姆,所以難以提高第二級(jí)負(fù)載電阻,第二級(jí)可以通過(guò)調(diào)節(jié)工作點(diǎn)來(lái)提高增益;去掉第二級(jí)發(fā)射級(jí)電阻,選取較大的集電極負(fù)載,進(jìn)行嘗試,設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附頁(yè)。2,CDA仿真電路: 35m0Vdc得到頻譜曲線(xiàn)圖: 可得到:輸入為35mV時(shí),中頻輸出為1.42,增益為40.6,符合要求。反饋深度不低于10Ri15k,Ro100fL10Hz,fH1MHz,當(dāng)負(fù)載RL=2.2k時(shí),Vo1.0V。有效值3,實(shí)驗(yàn)調(diào)整:實(shí)驗(yàn)中對(duì)個(gè)別電阻進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)試步驟:(1若增益不夠則微調(diào)R5(一定范圍內(nèi)減小,可提高增益,R4(隨R4增加,增益增大電阻;(2如果高頻或低頻寬度不夠,可以先調(diào)節(jié)電容C2,C1

4、,盡量使其較大,增大中頻寬度。(3因?yàn)榈谝患?jí)不用來(lái)做放大,所以其工作點(diǎn)改變對(duì)電路影響不大,可以通過(guò)調(diào)節(jié)R1,R2來(lái)改變輸入電阻。(4因?yàn)檩敵鯮L已經(jīng)限定為2,2K,所以,R7對(duì)電路影響不大,可以通過(guò)改變R7的值來(lái)改變輸出電阻。結(jié)果如下: 35m 0Vdc對(duì)修改后的電路做CAD 仿真,可得頻譜曲線(xiàn): 增益,以及中頻寬度都比原來(lái)大。3,參數(shù)測(cè)量:輸入:35mV 輸出:1.39V 中頻增益:39.7(符合要求低頻fL =7.55Hz 10Hz ,高頻fH =1507kHz 1MHz ,(符合要求輸入端串入15K 電阻后,測(cè)量開(kāi)關(guān)S 閉合與斷開(kāi)時(shí)輸出電阻為Vo1=1.39V ,Vo2=0.95V 。R

5、i=34k。 輸出端，分別測(cè)量有無(wú)負(fù)載時(shí)的輸出電壓，得到：VOL=1.39V，VO=1.43V， V RO = O 1 RL ，求得輸出為65。 VOL 4，結(jié)果分析： 調(diào)整結(jié)果的仿真與實(shí)際情況相比，實(shí)際增益比仿真小，而且最大不失真電壓也減 小。 分析：電阻的誤差或者是三極管性能不太一樣。可以改變部分電阻的值，調(diào)整工 作點(diǎn)，使之盡量達(dá)到仿真效果。 5，問(wèn)題與總結(jié)： 設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題：剛開(kāi)始結(jié)構(gòu)，各部分參數(shù)難以確定。解決方法：一步一步推 導(dǎo)， 先明確電路結(jié)構(gòu)和各部分的功能， 然后依據(jù)功能和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行參數(shù)的選擇 。 最終對(duì)影響結(jié)果較明顯的電阻、電容進(jìn)行調(diào)整。忽略對(duì)結(jié)果影響較小的部分。 安裝調(diào)試的

6、問(wèn)題：出現(xiàn)結(jié)果與仿真相差較大，主要是增益上不去，以及高頻失真 問(wèn)題。解決方法：逐步縮小范圍，可以不考慮電壓跟隨器，簡(jiǎn)化電路。然后將電 容調(diào)到合適位置，排除電容因素。可以在實(shí)驗(yàn)仿真時(shí)，標(biāo)注出各個(gè)電阻的變化對(duì) 結(jié)果的影響，從而縮小調(diào)節(jié)電阻的范圍。 6，收獲體會(huì)： 這次實(shí)驗(yàn)用了較長(zhǎng)時(shí)間才完成，雖然仿真結(jié)果很好，但實(shí)際卻相差很大。而且操 作中接線(xiàn)出錯(cuò)也造成了很大影響。收獲較多：仿真實(shí)驗(yàn)一定要做充分，對(duì)電路特 點(diǎn)了然于胸，這樣調(diào)節(jié)時(shí)可以更高效；對(duì)負(fù)反饋放大電路的原理熟悉，明白出問(wèn) 題的所在；接線(xiàn)認(rèn)真，避免不必要的麻煩。 四，思考題： 1、 選取一般原則是：符合該級(jí)電路功能特點(diǎn)。如果是用來(lái)放大，則需要設(shè)置提高增 益的工作點(diǎn)。 2、 要求輸入電阻高，所以輸入端應(yīng)采用串聯(lián)比較方式（串聯(lián)負(fù)反饋） ； 要求輸出電阻低，所以輸出端應(yīng)采用電壓取樣（電壓負(fù)反饋） ； 根據(jù)閉環(huán)增益 40，初步選擇負(fù)反饋深度大一些，大約 20 左右（有待調(diào)節(jié)） ； 根據(jù)公式得到開(kāi)環(huán)增益 800；反饋系數(shù)約為 1/20。 為使輸出電阻符合要求，選定電路為三級(jí)，前兩級(jí)用來(lái)放大，第三級(jí)做電壓跟隨 器； 3、 選擇簡(jiǎn)單電容補(bǔ)償比較