北方民族大学 电工电子实验中心 实训6:电压串联负反馈对放大器性能的影响 模拟电子 技术实验 一、实验目的 模拟电子 技术实验 1 了解引入负反馈后对放大器主要性能的 影响。 掌握深度负反馈条件下,各项性能的测 试方法。 2 二、实验原理 模拟电子 技术实验 理想运算放大器特性 在大多数情况下,将运放视为理想运放,就是 将运放的各项技术指标理想化,满足下列条件的运 算放大器称为理想运放。 开环电压增益 A ud ? ? 输入阻抗 ri ? ? ro ? 0 输出阻抗 带 宽 f BW? ? 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性: 由于 A ud ? ?,而 U o 为有限值,因此, U ? ? U ? ? 0 。即 U ? ? U ? ,称为“虚短”。 (2)由于 r ,故流进运放两个输入端的电 i ?? 流可视为零,即 I IB ? 0,称为“虚断”。这说明运 放对其前级吸取电流极小。 Uo ? Aud ?U? ? U? ? (1)输出电压 U o与输入电压之间满足关系式 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原 模拟电子 技术实验 则,可简化运放电路的计算。 在实际的负反馈电路里,有四种常见的组态: 电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。引入 负反馈后,放大电路的许多性能得到改善,如:提 高了输出的稳定性;改善了输入、输出电阻(增大 或减小);展宽频带;降低非线性失真。 电压串联负反馈放大电路是基本运算电路。本 实验仅对电压串联负反馈放大电路的放大倍数、输 入电阻、输出电阻及上限频率进行测试。 模拟电子 技术实验 电压串联负反馈,即同相比例运算电路,其主要 特点是: 1、 V? ? V? ? Vi ,集成运放的共模电压等于输入 电压,对集成运放的CMRR 要求比较高。 2、由于是串联负反馈,输入电阻比开环时增加 1+AF倍。由于是电压负反馈,输出电阻小,带负载 能力强。 模拟电子 技术实验 三、实验内容 1、电路的电压放大倍数 A Vf ' R ? 10k ? R ? 100k ? R ? 10k? 令 1 , , F 模拟电子 技术实验 Vi ? 0.5v 的正弦信号,测量V 输入:f ? 500Hz , 值, o 计算 A Vf ? Vo / V i ' R ? 0 思考:该电路中,当 F , R ? ? 时,AVf是 多少?请实际测一测,这种电路叫什么电路?特点是 什么? 仪 器 毫伏表 示波器 V i (v ) Vo (v) AVf(计算值) AVf(理论值) 模拟电子 技术实验 2、电路的输入电阻 Rif 在 R1 前面串接 Rs ,令 Rs ? 1M? ,测量 Vi Rif Vs ,计算 Vi Rif ? ? Rs Vs ? Vi 仪 器 毫伏表 示波器 模拟电子 技术实验 、 VS(v) Vi(v) Rif(计算值) Rif(理论值) 3、电路的输出电阻 Rof 令 RL ? 510 ? 输入: f ? 500Hz, Vi ? 0.5V 的正弦信号,测量 并记录:当 RL ? ? 时的Vo 值;当 RL ? 510? 时的 VoL 值,计算 Rof 。 Rof 仪 器 毫伏表 示波器 模拟电子 技术实验 Vo ? VoL ? ? RL VoL Vi (v) Vo(v) VoL (v) Rof(计算值) Rof(理论值) *4、测量电路的上限频率 f Hf 输入: Vi ? 0.5V 的正弦信号,保持Vi 不变,改变 信号频率,测量 f H(当 Vo 或 AVf下降到0.707倍中频 f 放大倍数时所对应的频率值)。 5、观察A点电位 令 Vi 为:0.1v、0.2v、0.5v、0.6v 时,测量A点 电位。 模拟电子 技术实验 Vi (v) VA (有RF) 0.1v 0.2v 0.5v 0.6v 6、设计一个负反馈放大器,要求 并实际测量是否达到设计要求。 模拟电子 技术实验 A Vf ? 10, 输入阻抗 Rif ﹥1M ? 。画出电路图,计算电路参数, 四、实验报告要求 模拟电子 技术实验 1、计算 AVf的理论值。 2、什么是“虚短”现象?什么是“虚断” 现象?什么是“虚地点”?请用实验数据说明。 五、思考题 模拟电子 技术实验 1、电压串联负反馈的特点是什么?在什么情况 下被采用? 2、若在测电路的输入电阻之后,忘记拆掉串 在 R1 前面的 R ( ),就接着测量电路 f Hf,这 s 1 M? 时测得的 f Hf 值应该是偏高还是偏低?试说明信号源 内阻的大小,对于电压串联负反馈的反馈效果影响如 何?对于电压并联负反馈的反馈效果影响如何? LM324引脚功能 模拟电子 技术实验 六、实验器材 序号 1 2 3 4 名称 模拟电子电路实验系统 直流稳压电源 双踪示波器 数字(或指针式)万用表 数量 1 1 1 1 备注 SIPIVT-AⅡ HY3003D-3A VP5220D M9803 5 6 模拟电子 技术实验 信号发生器 晶体管毫伏表 1 1 EE1641B1 TC2172