实验五RC耦合多级放大电路 (1)

实验四 RC耦合多级放大电路

预习部分

一、实验目的

1、学习和掌握多级放大电路电压放大倍数和幅频特性的测量方法。

2、加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。

二、实验原理 单级放大电路的放大倍数一般只有几十倍，然而在实际电路中常常需要更高的放大倍数，这就需要将若干单级放大电路串联起来，将前级的输出端加到后级的输入端，组成多级放大器，使信号经过多次放大，达到所需的值，如图2-4-1所示。多级放大器的连接称为耦合，其耦合方式有三种，即阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。

图2-4-1 多级放大器的组成

图2-4-2 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器

本实验选用RC耦合两级放大电路来研究多级放大器的有关性能指标，如图2-4-2所示。 1、电压放大倍数Av 在多级放大电路中，由于各级之间是串联起来的，后一级的输入电阻就是前一级的负载。所以多级放大器的总电压放大倍数等于各级放大倍数的乘积，即AV=AV1 AV2 AVN。注意各级放大倍数应考虑前后级的相互影响。 两级RC耦合放大器中：

第一级 AV1 β

rbe1

R'L1R'

第二级 AV2 βL2 (1 β)RE1rbe2

式中 ： R'L1 RC1//ri2 ； ri2 RB22//RB21//rbe2 ； R'L2 RC2//RL 。

2、输入、输出电阻 多级放大电路的输入电阻（两级放大器也一样）就是第一级（输入级）的输入电阻，即 ri = ri1 =RB11 //RB12 // [rbe1+（1+ ）RE1] 多级放大电路的输出电阻就是末级（输出级）的输出电阻，即ro= ron ；两级RC耦合放大电路的输出电阻为ro= ro2= RC2 。 3、频率响应特性 在实际应用中，通常要求放大器能够放大一定频率范围内的信号。放大器对不同频率的信号往往放大倍数不尽相同，这样被放大的信号幅度变化和原来的输入信号就会不完全相同，即所谓出现失真。例如，在低频或高频时，放大器对其放大的信号达不到预期的要求，因而造成放大器在低频或高频时放大性能变差。我们把放大器的放大倍数（幅值，相位）和工作信号频率有关联的特性称为频率特性，相应的曲线为频率特性曲线。

图2-4-3为放大器的幅频特性曲线的一般形式。AVM为中频电压放大倍数，当电压放大倍数随频率变化下降到中频时的

0.707倍，即在0.707 AVM时对应的

频率分别称为下限频率fL和上限频

0.707 率fH ，通频带fBW =fH - fL fH 。显

然多级放大器的通频带带宽比单级

放大器的带宽窄。

为了改善放大器的动态指标，

f

如稳定放大倍数，改变输入、输出

电阻、减小非线性失真和展宽通频

带等，常在放大器中引入负反馈，虽然它的引入使放大器的放大倍数降低。负反馈放大器有四种组态，

即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。图2-4-2为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路（将开关K合上）， 在电路中通过Rf把输出电压UO引回到输入端，加在晶体管V1的发射极上，在发射极电阻RE1上形成反馈电压Uf 。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。

闭环电压放大倍数Avf 1)

Avf

Av

1 AvFv

其中：Av＝Uo／Ui ── 开环电压放大倍数， 1＋AvFv ── 反馈深度。

2) 反馈系数

Fv

RF1

Rf RF1

三、预习要求

⒈ 复习教材中有关多级放大电路与负反馈放大器的内容。

⒉ 按实验电路2-4-2估算并选取合适静态工作点（β1＝β2＝100）。

⒊ 估算基本放大器的AV，Ri和Ro；估算负反馈放大器的Avf、Rif和Rof，并验算它们之间的关系。 四、思考题

⒈ 如按深负反馈估算，则闭环电压放大倍数Avf＝？ 和测量值是否一致？为什么？ ⒉ 如输入信号存在失真，能否用负反馈来改善？

实验部分

一、实验设备与器件

二、实验内容

1、RC耦合多级放大电路的静态测量与调整

连接实验电路，组成两级RC耦合放大电路，无级间反馈。送正弦信号Us=5~10mV，f=1KHz，调整RB12、RB22中电位器，用示波器观察UO波形,不失真后，再使Ui＝0，用直流电压表分别测量各静态工作点，记入表2-4-1。

⒉ RC耦合多级放大器的动态测试

1) 测量中频电压放大倍数Av，输入电阻Ri和输出电阻Ro。

① 以f＝1KHZ，Us约5~10mV正弦信号输入放大器， 用示波器监视输出波形UO，在UO不失真的情况下，用交流毫伏表测量US、Ui、UL，记入表2-4-2。

②保持US不变，断开负载电阻

RL，测量空载时的输出电压UO，记入表2-4-2。

2) 放大器幅频特性的测量

接上RL，保持US不变，然后增加和减小输入信号的频率，逐点测出相应的输出电压UO，找出上、下限频率fH和fL，记入表2-4-3。（放大器的频率特性就是测量不同频率信号下的电压放大倍数Av，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，中频段可以少测几点。形不能失真。）

3、测试负反馈放大器的性能指标

将实验电路中开关K合上，引入负反馈电路。重复2的实验步骤。

4、 观察负反馈对非线性失真的改善 1) 实验电路中将开关K断开，在输入端加入f＝1KHZ 的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。 2) 再将实验电路中开关K合上，接成负反馈放大器形式，增大输入信号幅度，使输出电压幅度的大小与1)相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。

三、实验报告

1、按实验线路2-4-2完成相应的理论计算并结合实验结果进行分析、比较。 2、根据实测数据绘出两种情况下的幅频特性曲线。

3、将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值列表进行比较。 4、根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。