深度负反馈放大电路优化方案

1.深度负反馈的概念

由式：

可知，当反馈深度（1＋AF）≫10时，闭环放大倍数即降到开环放大倍数的十分之一以下。一般认为，这时是处于深度负反馈，习惯上将（1＋AF）≫1的放大器叫作深度负反馈放大器。

2.深度负反馈放大器电压放大倍数的近似估算

由于深度负反馈电路的（1＋AF）≫1，所以上式可简化为：

该式表明，深度负反馈放大器的闭环放大倍数主要由反馈系数F决定。而与基本放大倍数A无关。因此，即使因外界条件（如温度）导致晶体管内参数发生变化，但只要反馈系数稳定（由于反馈元件通常是由一些电阻、电容组成，所以这个条件容易满足），放大器的放大倍数就能够基本保持不变。正是基于这个优点，在各种电子设备中，大都采用深度负反馈措施。后面将讲到的运算放大器工作于线性区时，就是采用了深度负反馈措施，才使得电路能够产生仅由反馈系数决定的稳定放大倍数。

应当说明，这里的A和Af是广义的放大倍数，仅仅在电压串联负反馈时才是电压放大倍数，因此在计算其他类型负反馈电路的电压放大倍数时，还要进行转换。

例2-6

图2-45为标注元件参数的电压串联负反馈放大器电路。

图2-45　电压串联深度负反馈放大器

这是一个电压串联负反馈电路，反馈系数为：

满足深度负反馈条件，闭环放大系数为：

电压串联负反馈闭环放大倍数即为闭环电压放大倍数：

思考题：深度负反馈时，放大倍数只与反馈系数F有关，这个结论对吗？

1.工作任务与分析

通过收音机放大电路的安装，巩固和加深理解放大电路的理论教学内容，提高元器件识别、焊接、安装和调试能力，并初步了解产品生产的工艺过程，参与编制工艺文件。

2.工作原理分析

如图2-46所示，本收音机电路由输入回路、混频级、中放、检波与AGC、低放级和功放级等部分组成。

图2-46　收音机电路图

3.安装制作与检测

1）装配与调试

在焊接前应该用万用表将所有元器件检查一遍，并做好引线的处理工作，注意磁性天线线圈的线较细，刮去漆皮时不要弄断导线，在安装时各种有极性的元器件不要插错。振荡线圈和中频变压器要找准位置，注意色标，振荡线圈的外壳与中频变压器的外壳也要焊在电路板上，扬声器、耳机插座及电池均用导线与电路板连接，焊接时一定要仔细，焊好后应对照检查一遍，确认无误即可通电调试。

2）收音机调试流程

图2-47所示为六管超外差收音机的电路板图。将万用表拨至100mA直流电流挡，两表笔跨接于电源开关（开关为断开位置）的两端（若指针反偏，将表笔对调一下），测量整机静态总电流，可能有如下几种结果。

图2-47　六管超外差收音机的电路板图

（1）电流为0，这是由于电源的引线已断，或者电源的引线及开关虚焊所致。

（2）电流在30 mA左右，这是由于C7、振荡线圈TR2与地不相通的一组线圈（即TR2次级）、TR3、TR4内部线圈与外壳、输入变压器B5初级、VTl、VT2、VT4的集电极对地发生短路，印刷板上有桥接存在等。

（3）电流在15～20 mA，可将电阻R7更换大一些，如原为560Ω现换成1 kΩ。

（4）电流很大，表针满偏。这是由于输出变压器初级对地短路，或者VT5或VT6集电极对地短路（可能VT5或VT6的ce结击穿或搭锡所致）。

（5）总电流基本正常（本机正常电流为10 mA±2 mA），此时可进行下一步检查。

3）判断故障位置

判断故障在低放之前还是低放之中（包括功放）的方法：

（1）接通电源开关将音量电位器开至最大，喇叭中没有任何响声，可以判定低放部分肯定有故障。

（2）判断低放之前的电路工作是否正常，方法如下：将音量关小，万用表拨至直流0.5 V挡，两表笔并接在音量电位器非中心端的另两端上，一边从低端到高端拨动调谐盘，一边观看电表指针。若指针摆动，即可断定低放前电路工作是正常的。若无摆动，则说明低放之前电路中有故障，应先解决低放问题，再解决低放前电路中问题。

表2-5为正常时各级晶体管静态工作电压和电流，供参考。

表2-5　静态工作点参考

续表

4）调频率范围

在调整中要配好刻度盘，调中波振荡线圈（黑色）的磁芯，调节振荡回路中微调电容（即双联上的微调电容）并将声音调大，由于高、低端的频率在调整中会互相影响，所以低端调电感磁芯、高端调电容的工作要反复调几次才能最后调准。

5）统调

利用调整频率范围时收听到的低端电台，调整磁性天线线圈在磁棒上的位置，使声音最响，达到低端统调。利用调整频率范围时收听到的高端电台，调节输入回路中的微调电容（双连上天线连的微调电容），使声音最响，以达到高端统调，和调整频率范围一样，需要高、低端反复调整。

6）演示与总结评估

（1）按内容要求整理实验数据。

（2）画出实训内容中的电路图、接线图。

1.半导体三极管按材料分为锗管和硅管，每种又有NPN和PNP两种结构形式。半导体三极管具有电流放大作用，根据输出特性曲线，三极管具有截止、放大、饱和三种工作状态。(www.xing528.com)

2.半导体三极管放大电路具有共射极、共基极和共集电极三种放大组态。放大电路要有合适的直流通路，提供合适的静态工作点，同时要有让交流信号顺利通过的交流通路。在分析放大电路时，首先进行静态分析，确定其静态工作点。然后用小信号等效模型进行动态分析，计算放大倍数、输入电阻、输出电阻等参数。

3.场效应管利用栅源电压改变导电沟道宽窄来实现对漏极电流控制，属电压控制型器件。场效应管分为结型场效应管（JFET）和金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）两种类型，MOSFET又分为增强型和耗尽型，同时每种又有N沟道和P沟道两类。

4.场效应管放大电路的分析类似半导体三极管放大电路，首先计算静态工作点，然后利用小信号等效模型进行交流分析。

5.反馈是指将输出信号的一部分或者全部通过反馈回路引回输入端的过程。反馈的类型可分为：正反馈和负反馈；直流反馈和交流反馈；电压反馈和电流反馈；串联反馈和并联反馈。

6.负反馈放大电路分为电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈四种类型。交流负反馈使得放大倍数下降，它可提高放大器增益的稳定性、扩展通频带、减小非线性失真以及改变输入电阻和输出电阻等。

一、填空题

1.三极管的三个工作区域是_______，_______，_______。

2.在NPN三极管组成的基本共射放大电路中，如果电路的其他参数不变，三极管的β增加，则IBQ_______，ICQ_______，UCEQ_______。

3.某放大电路中的三极管，在工作状态中测得它的管脚电位Ua＝1.2 V，Ub＝0.5 V，Uc＝3.6 V，试问该三极管是_______管（材料），_______型的三极管，该管的集电极是a、b、c中的_______。

4.三极管放大电路的三种基本组态是_______、_______、_______。

5.晶体管工作在饱和区时，发射结_______，集电结_______；工作在放大区时，集电结_______，发射结_______。

6.已知某两级放大电路中第一级、第二级的对数增益分别为60 dB和20 dB，则该放大电路总的对数增益为_______dB，总的电压放大倍数为_______。

7.负反馈放大电路的四种基本类型是__________、_______、_______、_______。

8.场效应管从结构上分成_______和_______两大类型，它属于_______控制型器件。

9.电压串联负反馈能稳定电路的_______，同时使输入电阻_______。

10.电流并联负反馈能稳定电路的_______，同时使输入电阻_______。

11.负反馈对放大电路性能的改善体现在提高_______、减小_______、抑制_______、扩展_______、改变输入电阻和输出电阻。

二、选择题

1.画三极管放大电路的小信号等效电路时，直流电压源UCC应当（　）。

A.短路　B.开路　C.保持不变　D.变为电流源

2.测量放大电路中某三极管各电极电位分别为6 V、2.7 V、2 V（如图2-48所示），则此三极管为（　）。

图2-48　选择题2

A.PNP型锗三极管　B.NPN型锗三极管

C.PNP型硅三极管　D.NPN型硅三极管

3.当放大电路的电压增益为-20 dB时，说明它的电压放大倍数为（　）。

A.20倍　B.-20倍　C.-10倍　D.0.1倍

4.场效应管放大电路的输入电阻，主要由（　）决定。

A.管子类型　B.gm　C.偏置电路　D.uGS

5.场效应管属于（　）。

A.单极性电压控制型器件　B.双极性电压控制型器件

C.单极性电流控制型器件　D.双极性电压控制型器件

6.要使负载变化时，输出电压变化较小，且放大器吸收电压信号源的功率也较少，可以采用（　）负反馈。

A.电压串联　B.电压并联　C.电流串联　D.电流并联

7.串联负反馈放大电路环内的输入电阻是无反馈时输入电阻的（　）。

A.（1＋AF）倍　B.倍　C.倍　D.倍

三、计算题

1.电路如图2-49所示，已知β＝50，＝200Ω，UBEQ＝0.7 V，UCC＝12 V，Rb＝570 kΩ，RC＝4 kΩ，RL＝4 kΩ。

（1）估算电路的静态工作点：IBQ、ICQ、UCEQ；

（2）计算交流参数Au、ri、ro值；

（3）请简要说明环境温度变化对该电路静态工作点的影响。

2.三极管放大电路如图2-50所示。

图2-49　计算题1

图2-50　计算题2

已知：＝300Ω，β＝49，UBEQ＝0.7 V，RC＝6.4 kΩ，RL＝6.4 kΩ，RE＝2.3 kΩ

（1）画出其微变等效电路。

（2）计算电压放大倍数Au。

（3）计算输出电阻ro。

3.已知一个电压串联负反馈放大电路的电压放大倍数Auf＝20，其基本放大电路的电压放大倍数Au的相对变化率为10%，Auf的相对变化率小于0.1%，试问F和Au各为多少？

4.电路如图2-51所示。要求：

（1）指出级间反馈支路，判断其反馈类型；

（2）按深度负反馈估算其闭环放大倍数。

图2-51　计算题4