电流负反馈的课程设计报告.docx

1、电流负反馈的课程设计报告模电课程设计报告1.设计题目电流负反馈放大器2.设计技术参数要求当负载由1000欧姆减少到100欧姆时，要求输出电流的波动幅 度小于10%。3.设备、仪器及器件清单仪器类：1信号源：函数信号发生器一台2.电源：直流稳压电源一台3.示波器一台4.万用表、面包板各一块元器件类：1.9013三极管 4个2.电阻：1K Q ,10K,2K Q , 20K Q , 200K Q ,15K 等3.电容：10卩F4导线若干测试条件：频率为1KHZ幅度为10mV的正弦波电路图仿真图5.原理介绍电流负反馈放大器的输入是电压信号， 在输入端基本放大器与反 馈网络应电流负反馈放大器的输入是电

2、压信号， 在输入端基本放大器 与反馈网络应串联，以增大输入电阻，电流负反馈放大器的输出是电 流信号，在输出端基本放大器与反馈网络应串联，以提高输出电阻。该电路由分立元件搭建，由分压偏置电路和电流负反馈电路组成， 其 中电流负反馈也是射级跟随器。电流串联负反馈放大倍数 Av=200300,输入电阻Ri较小，输出电阻 Ro较大，用射级跟随器改变输出阻抗使输出阻抗减小。负反馈可以扩展反馈放大器的通频带， 所以可以用减小通频带带 宽来提高增益，通过增大输出阻抗提高增益串联，以增大输入电阻， 电流负反馈放大器的输出是电流信号，在输出端基本放大器与反馈网 络应串联，以提高输出电阻。该电路由分立元件搭建，由

3、分压偏置电路和电流负反馈电路组成，其中电流负反馈也是射级跟随器。电流串联负反馈放大倍数 Av=200300,输入电阻Ri较小，输出电阻Ro较大，用射级跟随器改变输出阻抗使输出阻抗减小。6.相关理论介绍1.分压偏置电路（实现稳定静态工作点Q点的电路）（1） 利用基极偏置电阻Rb1和Rb2的分压来稳定基极电位 Vbq。（2） 利用发射极电阻Rc来获取反映电流Ieq变化的电压信号，并将 此电压反馈到输入端，自动调节Ibq的大小，实现Q点的稳定。Ubq=VccRb2/Rb1+Rb2Ieq二Veq/Re二Vbq-Vbeq/Re二Ubq/Rel1,Ubq越大，Q点稳定性能越好，但I1不能太大。2.射极跟随

4、器1其特点为输入阻抗高，输出阻抗低，电压放大系数略低于1，负载 能力强。它从基极输入信号，从射极输出信号。它具有高输入阻抗、低输出阻抗、输入信号与输出信号相位相同的特点 。2用作接低阻值负载的放大电路的输出级。由于其低输出阻抗，所以当负载电流变动较大时，其输出电压受其影响较小3.共射极电路为什么要接入Rb2及Re?因为三极管是一种对温度非常敏感的半导体器件， 温度变化将导致集电极电流的明显改变。温度升高，集电极电流增大；温度降低， 集电极电流减小。这将造成静态工作点的移动，有可能使输出信号产 生失真。在实际电路中，要求流过 R1和R2串联支路的电流远大于 基极电流B。这样温度变化引起的IB的变

5、化，对基极电位就没有多 大的影响了，就可以用 R1和R2的分压来确定基极电位。采用分压 偏置以后，基极电位提高，为了保证发射结压降正常，就要串入发射 极电阻R4。4.多级放大电路：多级放大电路耦合方式：1直接耦合放大电路存在温漂问题，但其低频特性好，能够放大变 化缓慢的信号，便于集成。2阻容耦合利用“隔直通交”的特性，但其低频特性较差，不利于 集成化，故仅在非用分立元件电路不可的情况下才采用。多级放大电路的动态参数：多级放大电路的电压放大倍数等于组成他的各级电路电压放大倍 数之积。其输入电阻是第一级的输入电阻，输出电阻是末极的输出电阻 在求解某一级的电压放大倍数时，应将后级输入电阻作为负载。3

6、多级放大电路输出波形失真时，应首先判断是从哪一级开始失真， 后再判断失真的性质。在前级所有电路均无失真的情况下，末极的最 大不失真输出电压是整个电路的最大不失真输出电压。图中引入的为电流串联交直流负反馈因为负载需要稳定的电流信号，所以应引入电流负反馈。对串联反馈Ube = Ui - Uf，显然，Ui越稳定，Uf对Ube的影 响就越强，控制作用就越灵敏。当信号源内阻Rs = 0时，信号源为恒 压源，Us就为恒定值，则Uf的增加量就全部转化为Ube的减小量， 此时，反馈效果最强。因此，串联反馈时， Rs越小越好，或者说串联反馈适用于信号源内阻Rs小的场合。交流负反馈反馈交流量 Re2与Rf组成反馈

7、网络开环放大倍数：A=Uo/Ui 反馈系数F=Uf/Uo;闭环放大倍数Af=Uo/Ui;Auf= Uo/Ui=A/(1+AF) 1/Fu=1+Rf/Re2;负反馈对放大性能的影响稳定放大倍数：当|AF|1时，称为深度负反馈，此时闭环放大倍数Af=A/(1+AF) 1/F。引入深度负反馈时，Af1/F，放大倍数只由反馈系数的倒数 决定，与放大电路的放大倍数无关。改变输入电阻和输出电阻：串联负反馈增大输入电阻；并联负反馈减小输入电阻。电压负反馈减小输出电阻；电流负反馈增大输出电阻。7.测试数据分析1)第2极静态工作点Q比较稳定Vcc=lbqRb+Vbeq+leqReleq=(1+ B )lbq=4

8、.08mAIbq=Vcc-Vbe/Rb+(1+ B )Relcq= B Ibq=4.07mAVceq二Vcc-lcqRe=6.67VAv仁Vo/Vi二-B Rl/rbe+(1+ B )Re=252)第3极静态Q点Ibq=0.46mAIeq=4.08mAAv2=11Av=Av1 x Av2 = 275由于第1.3极是射极跟随器没放大作用，其放大倍数约为1所以我们在放大倍数上可以忽略不计，只计算第2极和第3极的放大倍数。当负载Rl变化时，该电路负载电流的波动范围很小几乎没有， 在允许的范围内该实验设计符合题目要求。8.调试中遇到的问题及解决方法介绍1.在实验中第一级放大不知道应该用多大的电阻?通过

9、电路的特性以及课本内容，对 Rb电阻进行调试，以及根据 课上的内容当输入电阻大，输出电阻小，电压放大倍数接近于 1,所以最后进行计算得出其电压增益总是略小于 1，则对实验中的放大影响不大所以我选用了课本上的实验做第一级。2. 关于第二级放大电路不知道应该放多大电阻使之放大到 10倍以 上？关于第二级分压偏置电路由于电路是由基极偏置电阻 Rb1和Rb2的分压来稳定基极电位 Vbq的要使电路放大10倍以上，则A=-( B Rl/r+(1+ B )Re), 又 有 RI=Rc|RI 所 以 又 有 Vbq=(Rb2/(Rb1+Rb2)*Vccleq二Vbq/Re 所以 Rb1 ,Rb2 的调节关 系

10、着电流leq所以当Rb1 Rb2的比为10: 1时刚好放大25倍。当三 级连起时就是275倍。3.放大电路连接不能出波型？当我们检查电路以后发现电路没问题， 又看了示波器等都没问题 后就发现是电路板的连接没弄好，在电路的二级与三级之间没电流通 过，所以加了一根导线就好了。4电路出波后，输出波出现了削底？当时我们的电路用的幅度是 14mV所以当我们要调节输入的频率使之不失真，当我们减小频率后见波的失真减小最后调到 7mV时就不再失真。5当负载由一千欧减小到一百欧时，很难保证输出电流变化幅度在 10%以内。后经过多次调试，包括更换不同阻值的电阻终于得到了较为合理的数据6最后我们发现有干扰信号，我们

11、从第一极开始检测其静态工作 点，发现干扰信号来自第三极，最后通过我们共同努力排出了干扰信 号，得到了理想中的波形图。9.各元件的作用19013三极管：放大倍数200左右。它是整个放大电路的核心器件，通过它的小电流控制大电流的作用实现放大信号的目的。2耦合电容C1-C4 : 10卩F,断开直流信号之间的传输，而保留了交流信号之间的传输，其作用是“隔直流，送交流” ，把需要放大的交流信号电压vi通过耦合电容加到三极管的基极上。 一般选用电解电容，电容量通常在几口 F到几十卩F。3电容Cel、Ce2: 10卩F旁路电容，旁路是把输入信号中的干 扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，

12、防止干扰信号返回电源。所谓“旁路”，就是给高频噪声一条 低阻的释放途径。4直流电源：Vcc =+15V (1).正极接三极管的基极，负极接发射极， 从而保证发射结处于正向导通状态， 为基极提供一个正向基极 电流I b。(2).正极通过Rc接三极管的集电极，负极接发射极， 并保证发射结处于反向偏置，以确保三极管工作在放大状态。5集电极负载电阻：Rc1=15kQ, Rc2=10kQ, (1).将集电极电 流变化转化为集-射极之间电压变化，以实现电压放大;(2) .Rc 起到直流负载的作用，获得合适的工作电压 Vce;6基极偏置电阻Rb : 10-200kQ不等。保证三级管基极回路有一 个合适大小的

13、偏置电流。7反馈电阻Rf:30K Q。放大电路引入电流负反馈后，能够使输出 电流稳定。十.实验体会这次的模拟电子电路课程设计，使我们的知识不仅仅局限于课 本上和理论上，还让我们更清晰明白的认识到理论和实践的差别与 紧密联系。课程设计充分调动了我们的学习积极性，发挥了我们的 主观能动性，更加激发了我们学习的热情。我们利用教科书和各种 资料来设计我们的电路，使我们的电路成果在最好的完成要求的基 础上，尽可能达到最简洁，最稳定的效果。虽然这个实验做得不太理想，但是本课程还给我们带来了很多好处，它使我更直观的了解到射随器的优点和共射级放大电路的电 路性能和影响其放大倍数的因素。另外，电路设计本身就是一项具 有创新精神的一种活动，在为期四周的课程设计中，我们把理论应 用于实践，使它们更好的结合在了一起，电阻的选择也不再是盲目 的，而是根据电路特点和参数要求，通过粗略的计算来找到合适的 电阻阻值，从而使电路的工作点稳定符合要求。同时，也让我们认 识到在此次设计电路中所存在的问题，而通过不断的努力去解决这 些问题.在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获。模电实验设计报告院系:电子与自动化学院班级：自动化1002班姓名：薛婷婷学号：201016046日期：2011年10月实验内容：设计电流负反馈放大器