中職教育二年級上學(xué)期裝備制造大類《負(fù)反饋放大電路》教學(xué)設(shè)計

負(fù)反饋放大電路教學(xué)設(shè)計部門：智能工程系課題名稱項目二安裝調(diào)試助聽器任務(wù)二仿真檢測負(fù)反饋放大電路所屬課程模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教材版本《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》劉曉書王毅主編北京理工大學(xué)出版社教學(xué)對象機電類專業(yè)二年級學(xué)生學(xué)時6學(xué)時一、教學(xué)主要內(nèi)容反饋的基本概念反饋的分類反饋類型判斷負(fù)反饋對放大器性能的影響5、仿真檢測負(fù)反饋放大電路二、教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)1.養(yǎng)成安全的行為規(guī)范，注重人身安全和設(shè)備安全；2.注重職業(yè)責(zé)任心、職業(yè)情感、紀(jì)律意識的養(yǎng)成，逐步養(yǎng)成學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)；3.培養(yǎng)學(xué)生相互協(xié)作的團隊意識，解決操作過程遇到的隨機問題。知識目標(biāo)能描述反饋的基本概念、辨別反饋類型。2.能辨別負(fù)反饋放大電路的四種常見反饋類型。3.能描述負(fù)反饋對放大電路性能的影響。技能目標(biāo)1.應(yīng)用Multisim14仿真軟件搭建電路及分析檢測負(fù)反饋放大電路。三、教學(xué)重難點（一）教學(xué)重點：反饋的基本概念、分類及反饋類型的判斷（二）教學(xué)難點：仿真檢測負(fù)反饋放大電路四、教法與學(xué)法本著以“行動為導(dǎo)向，工學(xué)一體”的設(shè)計理念，采用“教學(xué)做一體”的教學(xué)形式。課堂采用行動導(dǎo)向六步法的項目教學(xué)法和仿真實驗法，學(xué)法才用了自主探究法、分組實驗法和任務(wù)驅(qū)動法。教法：行動導(dǎo)向法、仿真實驗法學(xué)法：自主探究法、分組實驗法、任務(wù)驅(qū)動法五、教學(xué)資源及手段本課程資料較完備，動畫，作業(yè)，測試等模塊均已實際運用；同時通過學(xué)習(xí)通進(jìn)行課堂教學(xué)的應(yīng)用，及新教學(xué)資源的生成；引導(dǎo)學(xué)生使用Multisim14仿真軟件，進(jìn)行電路仿真。大力推薦學(xué)生主動利用發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)資源，獲取更多的優(yōu)質(zhì)信息，如技工教育網(wǎng)，微信公縱平臺等。設(shè)備工具：電腦、手機，Multisim14仿真軟件學(xué)習(xí)平臺：在一體化教室進(jìn)行，老師使用多媒體講解，學(xué)生分組使用電腦進(jìn)行仿真操作和實際操作六、課程思政在日常生產(chǎn)生活中，我們在電子產(chǎn)品的電源電路板上總是會見到負(fù)反饋放大電路的應(yīng)用，例如示電視機、音響、老師常用的擴音器等。七、教學(xué)內(nèi)容一、反饋的基本概念將放大電路輸出信號（Xo，電壓或電流）的一部分或者全部通過一定形式的電路送回到輸入回路并與輸入信號（Xi，電壓或電流）相疊加的過程稱為反饋。反饋放大器方框圖反饋放大器可用方框圖簡潔說明：1、反饋放大電路是在基本放大電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。2、從輸出回路中反送到輸入回路的那部分信號稱為反饋信號Xf。3、反饋信號Xf和輸入信號Xi相疊加就是凈輸入信號Xd。4、如果反饋信號使凈輸入信號增強，這種反饋就稱為正反饋。即：Xd=Xi+Xf5、如果反饋信號使凈輸入信號減弱，這種反饋就稱為負(fù)反饋。即：Xd=Xi-Xf6、傳輸反饋信號的反饋電路，稱為反饋網(wǎng)絡(luò)，一般由電阻、電容元件構(gòu)成。反饋信號Xf和輸出信號Xo之比稱為反饋系數(shù)F，即反饋放大電路的基本關(guān)系式1、沒有引入反饋的放大器稱為基本放大電路，也叫開環(huán)放大電路，其放大倍數(shù)用字母A表示。基本放大器放大倍數(shù)A是輸出信號Xo與凈輸入信號Xd之比，即：2、引入反饋的放大器稱為反饋放大器，也叫閉環(huán)放大器，其放大倍數(shù)用字母Af表示。反饋放大器放大倍數(shù)Af是輸出信號Xo與輸入信號Xi之比，即：1+AF叫做反饋深度。根據(jù)數(shù)學(xué)知識，當(dāng)(1+AF)>>1時候可以推導(dǎo)出反饋的分類及辨別正反饋和負(fù)反饋反饋信號使凈輸入信號增強，這種反饋就稱為正反饋。反饋信號使凈輸入信號減弱，這種反饋就稱為負(fù)反饋。正反饋會造成放大電路的工作不穩(wěn)定，負(fù)反饋能改善放大電路的一些性能指標(biāo)，本課程主要討論負(fù)反饋。2、電壓和電流反饋反饋信號取自輸出電壓，這種反饋稱為電壓反饋，其反饋信號正比于輸出電壓。如圖a所示。反饋信號取自輸出電流，這種反饋稱為電流反饋，其反饋信號正比于輸出電流。如圖b所示。3、串聯(lián)和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋：反饋信號在放大器輸入端是以電壓的形式出現(xiàn)，那么輸入端必定與輸入電路串聯(lián)。如圖a所示。并聯(lián)反饋：反饋信號在放大器輸入端是以電流的形式出現(xiàn)，那么輸入端必定與輸入電路并聯(lián)。如圖b所示。反饋類型判斷瞬時極性法通常采用瞬時極性判斷法來判斷正負(fù)反饋。步驟如下：第一步：假設(shè)輸入端信號的瞬時極性為“+”,（用符號“+”表示電位升高，用"-”表示電位降低）;第二步：其次熟練掌握三極管三種基本聯(lián)接方式（組態(tài)）的判定及相應(yīng)組態(tài)輸出信號電壓的相位關(guān)系。電容、電阻等反饋元件不會改變瞬時極性的關(guān)系,來逐級推算出各點的瞬時極性；第三步：判斷出反饋到輸入端信號的瞬時極性。若瞬時極性為“+”，則為正反饋，否則為負(fù)反饋。2、電壓和電流反饋判斷方法根據(jù)反饋信號與輸出信號之間的關(guān)系來判斷，若反饋信號與輸出電壓成正比就是電壓反饋，與輸出電流成正比就是電流反饋。經(jīng)常采用負(fù)載RL短路法判斷，如果把負(fù)載RL短路使輸出電壓為0（uO=0，iO≠0），若此時反饋信號消失則為電壓反饋，若反饋信號不消失則為電流反饋。判斷電壓反饋和電流反饋規(guī)律：反饋取自輸出端或輸出分壓端為電壓反饋，否則為電流反饋。3、串聯(lián)和并聯(lián)反饋判斷方法根據(jù)反饋信號與輸入信號在基本放大器輸入端的連接方式來判斷。若反饋信號與輸入信號是串聯(lián)接在基本放大器輸入端，則為串聯(lián)反饋。若反饋信號與輸入信號是并聯(lián)接在基本放大器輸入端，則為并聯(lián)反饋。判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的規(guī)律：反饋信號與輸入信號在不同節(jié)點為串聯(lián)反饋，在同一個節(jié)點為并聯(lián)反饋。對共發(fā)射極放大電路,若反饋電路接到發(fā)射極是串聯(lián)反饋，接到基極是并聯(lián)反饋。4、下面應(yīng)用上面所學(xué)習(xí)的知識一起來判斷圖中的反饋類型。步驟1：首先看看電路是否有反饋。找出Rf為反饋元件。步驟2：其次判斷放大電路的正負(fù)反饋。利用瞬時極性法來判斷。此圖為共發(fā)射極放大電路。假設(shè)VT1基極為+，VT1集電極為-，因此VT2基極為-，所以VT2集電極為+，電容C2不改變瞬時極性，Rf的瞬時極性就為+，則為正反饋。步驟3：根據(jù)電壓反饋和電流反饋判斷規(guī)律，反饋取自輸出端，則為電壓反饋。步驟4：根據(jù)串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋判斷規(guī)律，反饋信號與輸入信號在同一節(jié)點，則為并聯(lián)反饋。此圖為電壓并聯(lián)正反饋。四、負(fù)反饋對放大器性能的影響1.降低放大倍數(shù)放大器引入負(fù)反饋后，雖然放大倍數(shù)由原來的A變?yōu)锳/（1+AF），放大倍數(shù)有所下降，但是其它方面的性能卻可以得到良好的改善。2.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性放大器的放大倍數(shù)取決于晶體管及電路元件的參數(shù)，當(dāng)元件老化或更換、電源不穩(wěn)、負(fù)載變化及環(huán)境溫度變化的時候，都會引起放大倍數(shù)的變化。因此，通常要在放大器中加入負(fù)反饋來提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。3.展寬通頻帶由于電路電抗元件的存在，以及晶體管本身結(jié)電容的存在，會造成放大器放大倍數(shù)隨頻率變化，即中頻放大倍數(shù)較大，而高頻和低頻放大倍數(shù)較小，放大器的通頻帶就比較窄。引入負(fù)反饋后，利用負(fù)反饋的自動調(diào)節(jié)作用將通頻帶展寬。減小非線性失真非線性失真是由放大元件的非線性引起的。應(yīng)當(dāng)說明，負(fù)反饋僅是減小輸出電壓波形的非線性失真，但是對輸入信號本身的失真不起作用。負(fù)反饋只是減小非線性失真，但不能完全消除。5.改變輸入電阻和輸出電阻負(fù)反饋對放大器的輸入、輸出電阻有影響。負(fù)反饋對輸入電阻的影響,主要取決于反饋信號在輸入端的連接方法，而與輸出端取出反饋信號的方式基本無關(guān)。負(fù)反饋對輸出電阻的影響，主要取決于反饋信號在輸出端的取出方法，而與輸入端的反饋電路連接方式基本無關(guān)。五、仿真檢測負(fù)反饋放大電路（一）通過仿真檢測共發(fā)射極放大電路的電壓放大倍數(shù)，加深對負(fù)反饋的理解。1、使用Multisim14仿真軟件搭建如圖2.45所示的仿真實驗電路。輸入電壓信號設(shè)置為1mV，1KHZ，兩只萬用表都設(shè)置為交流電壓檔，分別檢測放大器輸入、輸出電壓的有效值。運行仿真電路，分別觀察萬用表的讀數(shù)，完成表2.15中的實驗任務(wù)。圖2.45檢測負(fù)反饋對放大器電壓放大倍數(shù)影響仿真實驗電路2、更改輸入電壓信號為2mV，1KHZ，運行仿真電路，分別觀察兩只萬用表的讀數(shù)，完成表2.15中的實驗任務(wù)。表2.15檢測阻容耦合兩級放大器的電壓放大倍數(shù)檢測項目實驗參數(shù)UO（V)無負(fù)反饋Uo(V)有負(fù)反饋Au（無負(fù)反饋）Af（有負(fù)反饋）負(fù)反饋對電壓放大倍數(shù)的影響Ui=1mVUi=2mV通過仿真檢測共發(fā)射極放大電路的輸入電壓和輸出電壓波形的非線性失真，加深對負(fù)反饋的理解。1.使用Multisim14仿真軟件搭建如圖2.46（a）所示的仿真實驗電路。輸入電壓信號設(shè)置1mV，1KHZ，開關(guān)S的切換鍵設(shè)置為【空格鍵】，讓開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，用示波器的A通道檢測放大器輸入電壓的波形，用示波器的B通道檢測放大器輸出電壓的波形，示波器控制面板設(shè)置參考如圖2.46（b）所示。運行仿真電路，雙擊示波器圖標(biāo)打開控制面板觀察A、B通道顯示的電壓波形，完成表2.16中的實驗任務(wù)。（a）仿真實驗電路（b）示波器面板設(shè)置參考圖2.46負(fù)反饋對放大器非線性失真影響仿真實驗電路2.切換開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，其余不變，重新運行仿真電路，雙擊示波器圖標(biāo)打開控制面板觀察A、B通道的電壓波形，完成表2.16中的實驗任務(wù)。3.更改輸入電壓信號設(shè)置為2mV，1KHZ，切換開關(guān)S處于斷開狀態(tài)，運行仿真電路，雙擊示波器圖標(biāo)打開控制面板觀察A、B通道顯示的電壓波形，完成表2.16中的實驗任務(wù)。4.切換開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，其余不變，重新運行仿真電路，雙擊示