长江大学：《模拟电子技术实验》课程教学课件（PPT讲稿）4.多级放大电路与负反馈放大器

4.多级放大电路与负反馈放大器实验目的掌握多级放大电路电压放大倍数与各级放大倍数的关系1.1.学习在放大电路中采用负反馈的方法1.2.1.3、掌握负反馈放大电路的测试方法，理解负反馈对放大电路动态特性的影响2、实验仪器与器材2.1、实验仪器1台稳压电源函数信号发生器1台数字万用表1块数字示波器1台、2.2.实验器材：三极管：90132支、电位器：1M1支电阻：100Q*3、1K*1、2K*6、3K*1、10K*1、20K*1、33K*1、1M*1支电解电容：10uF*6、100uF*2支。2025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 1 2.1、实验仪器 稳压电源 1台、 函数信号发生器 1台、 数字示波器 1台、 数字万用表1块。 2.2、实验器材：三极管： 9013 2支 、电位器： 1M 1支、 电阻：100Ω *3、1K*1 、 2K*6 、 3K*1 、 10K*1 、 20K*1 、 33K*1 、 1M*1支、 电解电容：10uF*6 、 100uF*2支。 4、多级放大电路与负反馈放大器 1.1、掌握多级放大电路电压放大倍数与各级放大倍数的关系。 1.2、学习在放大电路中采用负反馈的方法。 1.3、掌握负反馈放大电路的测试方法，理解负反馈对放大电路 动态特性的影响。 1、实验目的 2、实验仪器与器材

预习要求与思考题33.1.复习有关多级放大器与负反馈放大器的工作原理3.2、设实验中调整Rw1使lcQ1=1.0mA，估算放大电路的静态工作点数据（β~200，rbb~300Q，UBE0.7V）填入表-1。3.3、计算两级无反馈放大电路的开环电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻R。，填入表-2中。3.4、计算两级负反馈放大电路的闭环电压放大倍数AuF、输入电阻RiF、输出电阻RoF，填入表2中。实验原理与实验电路多级放大器（电路如图-1）4.1、阻容耦合的多级放大器的级间静态工作点是相互独立的无反馈多级放大器的开环电压放大倍数：Au=Au1*Au2*..Au=-{B1(Rc1//Ri2)/rbe1+B1Re1])*(-βB2)*Ro/rbe2+B2*R2]其中Ri2=RB2//RB22//rbe2、Au=-β*RL/rbe、Tbe-rb+β*26/lcQ输入电阻：Ri=Ri1=RB1//RB12//rbe1+B1*RE1输出电阻：Ro=Rc2//RL。长江大学龙从玉22025/11/15

2025/11/15 长江大学 龙从玉 2 3.1、复习有关多级放大器与负反馈放大器的工作原理。 3.2、设实验中调整RW1使ICQ1=1.0mA，估算放大电路的静态 工作点数据（β≈200，rbb ’ ≈300Ω，UBE≈0.7V）填入表-1。 3.3、计算两级无反馈放大电路的开环电压放大倍数Au、输入 电阻Ri、输出电阻Ro，填入表-2中。 3.4、计算两级负反馈放大电路的闭环电压放大倍数AuF、输入 电阻RiF、输出电阻RoF，填入表2中。 3、预习要求与思考题 4、实验原理与实验电路 4.1、多级放大器（电路如图-1） 阻容耦合的多级放大器的级间静态工作点是相互独立的。 无反馈多级放大器的开环电压放大倍数：Au=Au1*Au2*. Au=-{β1(RC1//Ri2)/[rbe1+β1Re1]}*(-β2)*Ro/[rbe2+β2 *RE2] 其中Ri2= RB2//RB22//rbe2、Au=-β*RL/rbe 、 rbe≈rb+β*26/ICQ 输入电阻：Ri=Ri1=RB1// RB12 //[rbe1+β1 *RE1] 输出电阻：Ro=RC2//RL

实验原理与实验电路4.2闭环负反馈放大器的性能变化1）负反馈放大器电压放大倍数会下降！：AuF=Au1+Au*F反馈系数Fu：Fu=uF/uo=RE1/(RE1+RF)~RE1/RF深度负反馈：|1+Au*F|>>1，则闭环放大倍数：AuF=1/F2）负反馈放大器的放大倍数的稳定性会提高↑：（1+A*F倍3）负反馈放大器的通频带会扩展放大器闭环上限频率上升↑：fHF=（1+Au*F)/fhH下限频率下降：fi=f1+Au*F。4）负反馈放大器的闭环输入阻抗与输出阻抗的变化：串联负反馈输入阻抗会增加↑：RiF=R（1+Au*F）电压负反馈输出阻抗会减少I：RoF=R1+Au*F并联负反馈输入阻抗会减少I：RiF=Ri/1+Au*F电流负反馈输出阻抗会增加个：RoF=R。（1+Au*F)。5）负反馈电路中反馈环内的非线性失真会减少！。32025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 3 4、实验原理与实验电路 4.2、闭环负反馈放大器的性能变化： 1）负反馈放大器电压放大倍数会下降↓ ：AuF=Au/(1+Au *F) 反馈系数Fu：Fu=uF/uo=RE1/(RE1+RF) ≈ RE1/RF 深度负反馈：│1+Au *F│>>1，则闭环放大倍数：AuF≈1/F。 2）负反馈放大器的放大倍数的稳定性会提高↑：(1+Au *F)倍。 3）负反馈放大器的通频带会扩展 放大器闭环上限频率上升↑ ：fHF=(1+Au *F)/fhH 下限频率下降↓ ：flF=fL/(1+Au *F)。 4）负反馈放大器的闭环输入阻抗与输出阻抗的变化： 串联负反馈输入阻抗会增加↑：RiF=Ri(1+Au *F) 电压负反馈输出阻抗会减少↓：RoF=Ro/(1+Au *F) 并联负反馈输入阻抗会减少↓：RiF=Ri /(1+Au *F) 电流负反馈输出阻抗会增加↑： RoF=Ro (1+Au *F)。 5）负反馈电路中反馈环内的非线性失真会减少↓

Ri=rbe+BRE1图-1两级负反馈放大电路图Te=rb+*26/lcoOVcc+12VR-R*uv(us-u)RO=Rc2//RLRc1Rc2RB2RB12k2k10k1MusRo=RL*[(uo/uo)-1](5k)1.测静态电压C3Rw1UoFloRsC210uC口1M8.0VUo33K10uoC1Uo1Fb19.9VBQ210uAu=uoluiui9013Au--B*Ru/rbeQ1EC9013?uiEO4.1VRE2RB222.1VRE12.测开环动态参数1003k100反馈电阻RF经R1接地RL2kCE23.接负反馈测闭环参数RE22CE1RE12100u100u2kR12kAuF=UoF/ui100AuF=Au/1+Au*EnRoE=R/(1+Au*EuRF20kGNDRiE=R（1+Au*E)★.深度反馈AuE=1/EFu=RE1/(RE1+R=)=1/20142025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 4 RB1 1M RB2 10k (5k) RC2 2k RC1 2k RB22 3k RE12 2k RE1 100 CE2 100u C1 10u C2 10u C3 10u RF2k RL R 2k E22 2k VCC+12V Q1 9013 Q2 ui 9013 CE1 100u Rs 33K Rw1 1M GND C B B C E ui uo1 uo RE2 100 uo ’ uo1F uoF us 2. 测开环动态参数 反馈电阻RF经R1接地 R1 100 Au= uo/ui RO=RL*[(uo ’ /uo)-1] Ri=Rs *ui/(us-ui) Fu= RE1/(RE1+RF)=1/201 AuF=uoF/ui AuF=Au/(1+Au *Fu) 图-1 两级负反馈放大电路图 3.接负反馈测闭环参数 RoF=Ro/(1+Au *Fu) RiF=Ri (1+Au *Fu) Ri=rbe+β*RE1 rbe≈rb+β*26/ICQ Au=-β*RL/rbe Ro=RC2//RL E 2.1V 4.1V 1.测静态电压 9.9V 8.0V RF20k ★.深度反馈AuF=1/Fu

5实验内容与实验步骤5.1、调整并测量两级放大器的直流工作点福1）按两级放大电路图-1连接，检查无误后接通+12V直流电源2）在输入端信号接地的情况下，调节RBwl，使lc1~1.0mA即三极管Q1发射极电压UEQ1=2.1V。测出Q1与Q2各管脚的直流电压，填入表-1中。表-1两级放大电路直流工作点测量表计算值测量值Ic/mAUCE/VIco/mAUBQ/VUEQVUcaVUcEQ/V1.0第一级第二级2.05.2、两级放大器开环动态参数的测试1）负载状态下放大器的开环交流参数的测量：取RF=20K(Rw2）经R1接地，接通接负载电阻RL=2K从信号源输入f=1KHz、ui=20mV正弦信号，用示波器分别测量us、放大器输入电压ui、车输出电压uo1和uo。记录在表-2中。52025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 5 5.1、调整并测量两级放大器的直流工作点： 1）按两级放大电路图-1连接，检查无误后接通+12V直流电源。 2）在输入端信号接地的情况下，调节RBw1，使IC1≈1.0mA即三极 管Q1发射极电压UEQ1=2.1V。测出Q1与Q2各管脚的直流电压， 填入表-1中。 5、实验内容与实验步骤 表-1 两级放大电路直流工作点测量表 计算值 测量值 ICQ/mA UCEQ/V ICQ/mA UBQ/V UEQ/V UCQ/V UCEQ/V 第一级 1.0 第二级 2.0 5.2 、两级放大器开环动态参数的测试 ： 1）负载状态下放大器的开环交流参数的测量：取RF=20K(RW2) 经R1接地，接通接负载电阻RL=2K。 从信号源输入f=1KHz、ui=20mV正弦信号，用示波器分别测 量us、放大器输入电压ui、输出电压uo1和uo。记录在表-2中

实验内容与实验步骤52）断开负载RL，在输出不失真的情况下，测量空载时的u。记录在表-2中。表-2放大器交流参数测量表电压/Vusuiuo'Uo1uo开环闭环3）依据表-2相关测量电压及电路电阻，计算放大器动态参数放大器的电压放大倍数：Au=uo/ui。计算Au1Au2和Au=Au1*Au2。放大器的输入电阻Ri：Ri=Rs*ui/us-ui)放大器的输出电阻R。：Ro=RL*[(u。/u)-1]填入表-3中。5.3、负反馈放大器（闭环）动态参数的测量1）负反馈放大器（闭环）交流参数的测量：取RF=20K（Rw2）的一端接三极管发射极QE，适当加大输入信号电压，再次测量负反馈放大器的（闭环）相关交流电压，记录在表-2中。62025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 6 2）断开负载RL，在输出不失真的情况下，测量空载时的uo ’ ， 记录在表-2中。 表-2 放大器交流参数测量表 电压/V us ui uo1 uo uo’ 开环 闭环 3）依据表-2相关测量电压及电路电阻，计算放大器动态参数。 放大器的电压放大倍数：Au=uo/ui 。计算Au1，Au2和Au=Au1*Au2。 放大器的输入电阻Ri： Ri= Rs* ui/(us-ui) 放大器的输出电阻Ro ： RO=RL *[(uo’ /uo)-1] 填入表-3中。 5、实验内容与实验步骤 5.3、负反馈放大器（闭环）动态参数的测量： 1）负反馈放大器（闭环）交流参数的测量：取RF=20K(RW2) 的一端接三极管发射极QE，适当加大输入信号电压，再次测量 负反馈放大器的（闭环）相关交流电压，记录在表-2中

5、实验内容与实验步骤2）负反馈放大器（闭环）动态参数的计算：依据表-2中的闭环交流电压，计算负反馈放大器闭环动态参数。记录在表-3中计算放大器（闭环）的反馈系数：Fu=uF/uo=RE1/RE1+Re）电路的反馈深度：11+Au*Fu。记录在表-3中。表-3放大器动态参数计算表计算值实验值动态参数R/KRo/KAuRo/KR/KAu1Au2Au1Au2Au开环闭环对比分析1+AuFuA/AFA/AFRo/RoFRiF/RiR./RoF1+AuFuRiF/Ri反馈深度5.4深度负反馈的测量：将RFRW2换成1K，2KQ，分别测量闭环电压，计算闭环电压放大倍数，与估算结果比较将电路中RE21短路，再测量闭环放大倍数，与估算值比较。72025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 7 表- 3 放大器动态参数计算表 计算值 实验值 动态参数 Au1 Au2 Au Ri/K Ro/K Au1 Au2 Au Ri/K Ro/K 开环 闭环 对比分析 1+AuFu A/AF RiF/Ri Ro /RoF 1+AuFu A/AF RiF/Ri Ro/RoF 反馈深度 2）负反馈放大器（闭环）动态参数的计算：依据表-2中的闭环 交流电压，计算负反馈放大器闭环动态参数。记录在表-3中。 计算放大器（闭环）的反馈系数： Fu= uF/uo=RE1/(RE1+RF) 电路的反馈深度：│1+Au*Fu│。记录在表-3中。 5、实验内容与实验步骤 5.4、 深度负反馈的测量： 将RFRW2换成1 K，2 KΩ，分别测 量闭环电压，计算闭环电压放大倍数，与估算结果比较。 将电路中RE21短路，再测量闭环放大倍数，与估算值比较

5实验内容与实验步骤表-3深度负反馈对比测量表输入ui输出uoAuF估算值Aur实验值RF=1KRF=2KRF=2 KRE21=05.5、观察负反馈对非线性失真的改善：保持RL=2K不变。先在开环状态下输入1Khz的信号，逐步增大输入电压ui，在刚出现失真时，记下输出u电压与波形然后在闭环状态下加大输入电压ui，使输出电压uoF=u。，观察uoF波形变化并作出结论。用双踪示波器观测两级放大器开环与闭环状态下输入电压ui和输出电压u波形的相位关系82025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 8 表-3 深度负反馈对比测量表 AuF估算值 输入ui 输出uo AuF实验值 RF=1 K RF=2 K RF=2 K RE21=0 5、实验内容与实验步骤 5.5、观察负反馈对非线性失真的改善：保持RL=2K不变。 先在开环状态下输入1Khz的信号，逐步增大输入电压ui，在 刚出现失真时，记下输出uo电压与波形； 然后在闭环状态下加大输入电压ui，使输出电压uoF=uo，观 察uoF波形变化并作出结论。 * 用双踪示波器观测两级放大器开环与闭环状态下输入电压ui 和输出电压uo波形的相位关系

★选作实验内容：★两级放大器通频带的测量：1）两级放大器开环通频带的测量：在保持信号u电压大小不变的前提下，分别上调（下调）信号u的频率，使输出电压值uoH降至中频段输出电压u的0.707倍所对应的频率，就是上限频率fH（下限频率fL）。uipp=200mv表-2两级放大器开环闭环通频带测量表uoUom=2）两级放大器UoL-UoH反馈开环闭环闭环通频带的测量：接入负反馈ffL=fh=fL=fh=f=1khz电阻，测量放大通频带BB=fH-fL=B=fH-fL=器闭环通频带uorUofL=0.7uom幅频曲线fLfHfLfHF92025/11/15长江大学龙从玉

2025/11/15 长江大学 龙从玉 9 ★两级放大器通频带的测量： 1）两级放大器开环通频带的测量：在保持信号ui电压大小不变 的前提下，分别上调（下调） 信号ui的频率，使输出电压值uoH 降至中频段输出电压uo的0.707倍所对应的频率，就是上限频率 fH（下限频率fL）。 ★ 选作实验内容： 表-2 两级放大器开环闭环通频带测量表 uipp=200mV uo uom=_ uoL=uoH=_ 反馈 开环 闭环 f f=1khz fL= fH = fL= fH = 通频带B B=fH -fL= B=fH -fL= 幅频曲线 fL fH f fL fH uom uofL=0.7uom f 2）两级放大器 闭环通频带的测 量：接入负反馈 电阻，测量放大 器闭环通频带

图-2市两级负反馈放大电路面包板接线示意图RF长江大学龙从玉102025/11/15

2025/11/15 长江大学 龙从玉 10 图-2 两级负反馈放大电路面包板接线示意图 RF