负反馈放大器的输入输出电阻测量及通频带影响

一、实验目的

① 学会分析负反馈对放大器放大倍数的影响。

② 掌握负反馈放大器输入电阻和输出电阻的测量方法。

③ 了解负反馈对放大器通频带的影响。

二、实验原理

实验电路如图1.5.1所示。

图1.5.1 带有电压串联负反馈的实验电路

负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用。虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改善输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。因此，几乎所有实用放大器都带有负反馈。

图1.5.1所示实验电路可用图1.5.2所示方框图表示。

图1.5.2 电压串联负反馈方框图

从图1.5.2中可知，其开环电压放大倍数为

反馈系数为

由理论推导可知，其闭环电压放大倍数为

闭环输入电阻为

Rif=(1+Au Fu )Ri

闭环输出电阻为

式中 Ri—— 开环输入电阻；

Ro—— 开环输出电阻；

Auo—— 开环时RL开路的电压放大倍数。

闭环频带宽为

Bf=(1+AuFu)B

式中 B—— 开环频带宽。

从以上各式可知，尽管闭环电压放大倍数降低了，但放大器的性能得到明显改善，且均与反馈深度（1+AuFu）有关。将反馈放大器划分为基本放大器和反馈网络两部分，然后求出基本放大器的开环电压放大倍数Au和反馈网络的反馈系数Fu，就可用上述公式计算反馈放大器各项参数。

求基本放大器的电路法则为：

（1）求输入电路参数

对电压反馈，令uo=0，即将输出端对地短路；对电流反馈，令io=0，即将输出回路开路。

（2）求输出电路参数

对并联反馈，令ui=0，即将输入端对地短路；对串联反馈，令ii=0，即将输入回路开路。

这样得到的基本放大器不存在反馈，却考虑了反馈网络在输入、输出回路的负载作用。

按此法则，得到图1.5.1所示实验电路的基本放大器交流通路，如图1.5.3所示。

图1.5.3 两级电压串联负反馈的基本放大器交流通路

图中

Rb′=Rb11//Rb12

Rb′′=Rb21//Rb22

由交流通路可求得开环电压放大倍数Au、开环输入电阻Ri、开环输出电阻Ro和开环频带宽度B。

反馈系数应为

由以上开环参数再按前面的公式可求得各项闭环参数。应注意的是，其中开环输入电阻Ri不包含基极偏置电阻 b R′。因此闭环输入电阻有两种形式：(www.xing528.com)

① 不包含偏置电阻时

Rif=Ri(1+AuFu)

② 包含偏置电阻时

Rif′=Rb′//[Ri (1+Au Fu )]=Rb′//Rif

三、实验设备与器件

+12 V直流电源；函数信号发生器；双踪示波器；频率计；交流毫伏表；直流电压表；晶体三极管3DG6×2（β=50～100）或9011×2，电阻、电容若干。

四、实验内容

1. 测试静态工作点

按图1.5.1连接实验电路，断开Rf，Cf支路，同时在T2的c极与地之间接阻值为Rf1+Rf2的电阻，以等效反馈支路在输出端的影响。再在T1的Rf2上并联与Rf1等阻值的电阻，以等效反馈支路在输入端的影响。然后输入ui（频率为1 kHz），用示波器观察uo波形，调节RP1和RP2，改变输入信号幅值，使uo达到最大不失真波形；再令ui=0，用万用表测量T1，T2的静态工作点并记于表1.5.1中。

表1.5.1 静态工作点测试值

2. 测量电压放大倍数和观察电压放大倍数的稳定性

（1）测开环放大倍数

在测静态工作点的基础上，在输入端加入1 kHz的输入信号ui，在接入与不接入RL两种情况下，调节ui幅值（＜10 mV，注意RP1和RP2不应再调节）使输出为不失真波形时，用交流毫伏表测ui，uo的值，并记录于表1.5.2中。

（2）测闭环放大倍数

加入反馈网络Rf1和Cf支路，且去掉测开环放大倍数时在输入、输出回路的等效电阻，在输入端输入 1 kHz 的信号 ui，在接入与不接入 RL两种情况下，调节输入信号 ui幅值（＜100 mV，注意RP1和RP2不应再调节），使输出为不失真波形时，用交流毫伏表测ui，uo的值，并记录于表1.5.2中。

表1.5.2 电压放大倍数测试值

3. 测输入电阻

输入us，分别测开环和闭环两种情况下的us和ui值，并记录于表1.5.3中。

表1.5.3 输入电阻测试值

表中Ri′（或Ri′f）为

4. 测试输出电阻

输入ui，且在开环与闭环两种情况下改变ui幅值，在输出波形不失真时，维持ui幅值不变，分别测试有RL时的u L和无RL时的uo，并记录于表1.5.4中。

表1.5.4 输出电阻测试值

5. 观察负反馈对放大器频率响应的影响

在放大器处于开环或闭环两种情况下，保持输入信号幅值不变，按表1.5.5改变输入信号频率，用示波器监视输出电压波形，要求不失真，用交流毫伏表测量各对应频率下的输出电压，并记录于表1.5.5中。

表1.5.5 频率响应测试

根据表1.5.5中测试值在单对数坐标纸上绘出开环和闭环频率响应曲线，分别找出其电压下降到中频区电压值的70%处的下限和上限频率值f OL、f OH及ff L、ff H各为多少。

五、预习要求

① 复习负反馈改善放大器性能的原理。

② 了解开环和闭环放大器的各种性能参数的测试方法和要求。

六、思考题

① 试分析实验中测得的各项开环与闭环参数是否符合反馈深度（1+AuFu）的关系。

② 本实验电路是否可改接成电压并联、电流串联、电流并联等负反馈电路？如何变动元件改接之？

七、实验报告要求

整理所有实验数据。