無07 李杭 2010011147
一.實驗目的
（1）通過實驗，學習並初步掌握負反饋放大電路的設計及電路安裝、除錯方法。
（2）學習用cad 工具pspice（或ewb）設計較複雜電路的方法。
（3）深入理解負反饋對放大電路效能的影響。
（4）鞏固放大電路主要效能指標的測度方法。
二.實驗任務
按實驗室給定的電晶體型號、引數以及電阻、電容系列值，設計乙個負反饋電壓放大電
路。其輸入、輸出採用電容耦合。設負載電阻2.2 rl = kω ，訊號源內阻50 r s = ω。
主要效能要求如下：
三.實驗原理
（1）負反饋的型別
根據輸入端基本放大電路和反饋網路的連線方式有併聯和串聯2 種，輸出端取樣方式
有電壓取樣和電流取樣2 種，所以負反饋放大電路有4 種型別，即：電壓串聯負反饋、電
壓併聯負反饋、電流串聯負反饋、電流併聯負反饋。
（2）負反饋對放大電路效能的影響
①負反饋降低增益
②負反饋提高增益穩定性
③負反饋影響輸入輸出電阻
④負反饋展寬帶帶
⑤負反饋改善非線性失真
（3）消除自激的方法
①加入補償電容。
缺點：對放大電路的頻率響應的影響很大。只是要想實現放大電路的穩定，必然要犧牲一部分頻帶的指標。
②在射極跟隨器的基極串入電阻抵消負阻效應。對放大電路的頻率特性有影響。
判斷是否是由於負阻效應引起的振盪可以把示波器的探頭的衰減器從1檔變為10檔，如果振盪減弱即是由於負阻引起的。
③電路要有良好的接地，盡量加粗接地線，消除干擾訊號通過地線引起的影響。這個方法只對設計印刷電路板有指導作用。
④插入電源去耦電路，抵消反饋的影響。這種方法是最有效的，且是對放大電路的效能指標影響最小的。
⑤消除外界干擾。
如果前面的措施都解決不了的時候，就要考慮振盪的根源不是出自於自身，而是由外界傳入的。如果鄰居的電路也處於自激振盪狀態，基本可以斷定是這種原因。解決的辦法是：
1）縮短連線，
2）鄰居先關掉電源。如果鄰居一關掉電源振盪激刻消失，那麼干擾源就是來自於其人。
（3）電路方案的選擇和電路設計
第一，選擇反饋型別。本題要求輸入電阻高，輸出電阻低，應採用電壓串聯負反饋。
第二，初步選擇反饋係數、開環增益，盡量滿足深度負反饋。
第三，確定基本放大電路的級數和電路結構，選取工作點，初步設計放大電路的元器件引數。
第四，用cad 工具**分析。
四.實驗內容
（1）根據自己所設計的電路安裝負反饋放大電路。
（2）需要時調整電路的工作點，修改元器件引數，消除可能出現的自激振盪現象等，最後
使電路指標滿足設計要求。
（3）測量負反饋放大電路的效能指標。
五.注意事項
（1）電路要安裝整齊，布局要合理，盡量避免連線交叉。
（2）注意電解電容的極性，避免極性接反損壞器件。
（3）若電路出現自激振盪或幹攏，則應先消除它們，然後再進行調整與測試。
六.電路設計
七.pspice**
1.直流工作點分析：
2.中頻增益：
由圖可知，中頻增益約為41，符合要求。
3.開環增益：
由圖可知，開環增益約為
所以反饋深度為符合要求。
4.下限截止頻率：
可知下限截止頻率約為2.31hz<10hz，符合要求。
5.上限截止頻率：
由圖可知，上限截止頻率約為1.8mhz>1mhz。
6.輸入電阻：
由圖可知,輸入電阻約為,符合條件
7.輸出電阻：
由圖可知，輸出電阻約為，符合條件
8.動態範圍：
由圖可知，動態範圍
八.實驗資料與分析
（一）資料計算
1.閉環增益：
2.輸入電阻： （輸入端串入的電阻）
測量得其兩端電壓，計算得：
3.輸出電阻：（輸出端串入的電阻）
測量得其兩端電壓，計算得:
4.幅頻特性：
(已知)
幅頻曲線為：
由，下限頻率為，上限頻率為，符合要求。
5.動態範圍：
實驗實際測得，與**近似。
（二）資料分析
實驗得到的資料與**結果存在一定差異，中頻增益、截止頻率符合的比較好，而輸入輸出電阻則相差大一些。上限截止頻率比**結果高了即百khz，這可能是由於管子本身的電容、示波器的探頭以及讀數等問題共同造成的。對於輸出電阻，因為器材限制，我是把的電阻串入電路來計算輸出電阻，而因為輸出電阻本身只有幾歐姆，所以測量存在較大誤差。
此外在測量過程中，發現產生了自激現象，後來在電路中串入乙個接地電容，解決了這個問題。
九.思考題
1.在設計多級放大電路時，選取各級靜態工作電流的一般原則是什麼？
答：（1）考慮對增益的影響。靜態工作電流影響電晶體的動態引數如，進而影響增益的大小。
（2）考慮對動態範圍的影響。靜態電流的選取保證各三極體都工作於放大狀態，並在疊加上交流小訊號後不會進入截止區或飽和區；
2.按本實驗的指標要求設計電路時，在選擇負反饋放大電路的反饋型別、反饋深度、反饋深度、開環增益及基本放大電路的級數等問題上如何考慮？
答：（1）因為本實驗要求輸入電阻大，輸出電阻小，所以應採用電壓串聯負反饋；
（2）反饋深度d>10，反饋係數約為閉環增益的倒數，應小於0.025；開環增益應大於400；
（3）級數應為3級，前兩級為共發射機放大電路，以實現大增益，第**為射極跟隨器，以實現輸出電阻小的要求。
3.在所設計的電路中，為消除自己振盪所加入的相位補償電路家在什麼位置最合適？為什麼？在實驗中確定其容量的大小的方法是什麼？
答：為消除自激振盪所加入的相位補償電容接在反饋深度最大的地方最合適。這是因為電路反饋越深，相位裕度越小，電路越容易產生自激振盪。
所以，在反饋深度最大的地方接入相位補償電容，能使得這個地方的相位裕度提高，電路的相位裕度也隨之提高，從而避免自激振盪。為了保證f=1時也能滿足相位裕度的要求，應捨得接入補償電容後產生的極點頻率變為，再由此確定電容的大小。
4.為了消除電源內阻和分布電容等寄生引數可能引起的寄生振盪，通常採用什麼方法？
（1）為消除電源內阻引起的寄生振盪，可以：
（i）降低直流電源的內阻，即使用內阻較低的直流穩壓電源供電。
（ii）利用rc或者lc組成去耦電路，在供電迴路中實行逐級退耦，以減小在電源內阻上產生的反饋，這種方法在實際電路中應用最為廣泛。
（2）為消除分布電容引起的寄生振盪，可以：
（i）選用小的電晶體，跨導和特徵頻率不宜過高，否則在高頻時容易產生寄生振盪。
（ii）在電晶體的基極串聯乙個阻值很小的電阻（幾歐到幾十歐），消耗部分能量，可以抑制寄生振盪。
5. 有人在實驗中用示波器探頭的×1 擋測試輸出電壓波形，發現電路產生了高頻自激振盪，他在探頭的探針處串入乙隻幾千歐的電阻，通過該電阻再接電路的測試點，示波器螢幕上顯示波形正常（即沒有高頻振盪波形），試分析這是什麼原因。
答：探頭是有輸入電阻和電容的，在高頻下，探頭產生乙個高頻極點，使附加相移變大，可能引起自激振盪。串入高電阻後，相當於使探頭的輸入電阻增大，也相當於對探頭進行了補償，將該極點提前，使電路在較深的負反饋下仍能滿足穩定性條件，避免自激振盪的出現。
十.實驗總結
1.本次試驗中出現了自激現象，經過老師指導，才把自激基本消除。產生自激的原因是多種多樣的，而自己的接線不夠規整等也是其中的乙個原因，今後的實驗中一定要更規整的接線。
2.從之前單純的由已知電路圖求解，到這次根據要求自己設計電路，我充分認識到了理論指導的重要性，只有掌握好理論知識，才不會在實際設計中不知所措。
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