实验负反馈放大电路是电子工程领域中的一个基础实践,它主要涉及了负反馈技术在放大器设计中的应用。负反馈是一种能够显著改善放大电路性能的技术,通过连接一部分输出信号回输入端,使得放大器的增益得到控制和稳定。本实验旨在通过实际操作,让学生深入理解负反馈对放大器性能的影响,包括电压放大倍数、通频带、波形失真等方面的改进。
一、实验目的
实验的主要目标是:
1. 理解和观察负反馈如何影响放大器的电压放大倍数的稳定性和动态性能。
2. 测量在开环(无反馈)和闭环(有反馈)状态下电路的电压放大倍数,对比两者差异。
3. 评估放大电路的通频带,并分析负反馈对波形失真的改善效果。
二、实验设备
实验所需的设备包括:
1. 直流稳压电源,用于提供稳定的电源电压。
2. 信号发生器,用于产生不同频率和幅度的输入信号。
3. 示波器,用于观察和分析电压波形。
4. 交流数字毫伏表,用于精确测量交流电压。
5. 直流数字电压/电流表,用于测量直流电压和电流。
三、实验原理
负反馈在放大电路中的作用主要体现在以下方面:
1. 提高放大倍数的稳定性:负反馈可以降低放大电路对参数变化的敏感性,使得放大倍数更加稳定。
2. 改善波形失真:通过减小非线性失真,负反馈可以显著改善输出波形的质量。
3. 加宽通频带:负反馈可以增加放大器的带宽,使其能处理更宽频率范围的信号。
4. 改变输入输出电阻:根据负反馈类型的不同(串联、并联、电流或电压负反馈),会相应地改变输入和输出电阻,从而影响信号源和负载的匹配。
四、实验电路
实验中将构建一个具有负反馈的放大电路,通过调整反馈电阻Rf的值,改变闭环增益,同时观察并测量电路的各项性能指标。
五、实验内容及步骤
1. 连接电源并设定Vcc为12V,调整偏置电流ICQ至2mA,以确保在最大不失真状态下工作。
2. 测量电压放大倍数:在输入端施加15mV、1KHz的信号,比较开环(Rf=0)和闭环(Rf=100)时的输出电压,计算开环增益(AV)和闭环增益(Af)。
3. 测试输出电阻Ro:使用15mV、1KHz的正弦信号,通过测量输出端接入不同负载电阻RL时的电压差,来计算输出电阻Ro。
4. 观察负反馈对失真波形的改善:首先在开环状态下调整Rw使得输出波形出现轻微失真,然后接入Rf,比较开环与闭环输出波形的变化。
通过这个实验,学生不仅能够理论联系实际,加深对负反馈放大电路的理解,还能掌握基本的电子测量技术和电路分析方法,对于提升电子技术的实践能力具有重要作用。