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在任意波形激励作用下动态电路的响应与卷积积分

在任意波形激励作用下动态电路的响应与卷积积分
在任意波形激励作用下动态电路的响应与卷积积分

在任意波形激励作用下动态电路的响应与卷积积分

摘要

本文通过对几种电路的的具体时域的分析,导出了用卷积积分进行动态电路的时域分析的方法,从而避免了繁琐的解微分方程带来的麻烦,使对这样的一类电路的分析更简便易用。

关键字:波形激励动态电路响应卷积积分

Based on the specific time of several circuit analysis, the dynamic circuit with convolution integrating the time-domain analysis method, so as to avoid the trival solution of differential equation, make trouble for this type of circuit analysis is more easy to use.

Keywords: The Dynamic Circuit Response waveform convolution integral

引言:本论文讨论了卷积积分,提出了卷积积分的概念,说明了卷积积分的算法,并且列出了卷积积分的性质及其证明,给出了与阶跃函数或冲击函数的卷积计算并证明。在分析一阶动态电路的过程中,分别讨论了RC与RL电路的零输入响应、零状态响应、全响应、阶跃响应和冲激响应;随后对二阶动态电路的讨论与分析,着重讨论了它的激励响应的初始条件以

及RCL 的串联电路的激励响应 。我们给定变量的初始条件和一、二阶电路的响应,可以通过线性微分方程的两部分解、互补函数和特定解求出我们的待求量,但是我们更可以通过卷积积分这种比较简便的方法去求解电路问题中的各种待求量,这样会简化相当复杂的计算过程。此论文通过举例应用卷积积分解决电路问题,进而讨论了卷积积分这种数学工具来解决动态电路中的激励响应的若干问题的方法,总结了用卷积积分解决动态电路的一般步骤。 I 、卷积积分

1、 卷积积分的运算方法 (1)卷积积分定理:

任一L TIS 对任意激励信号f(t)的零状态响应应该等于该激励信号与电路系统冲击响应的卷积积分。即:

(2)卷积积分的物理意义及原理

对于LEI 系统,冲激响应h(t)是系统在单位冲激信号的激励下产生的零状态响应。由于信号可以用

的组合表示,即:

τ

τδτd t e t e ?

--=

)()()(,将e(t)作用到冲激响应为h(t)的L TI 的系统,

则系统的响应为(1)式,这就是卷积。其物理意义是描述系统的零状态响应r(t)。

?∞

∞--==])()([)]([)(ττδττd t e H e H t r

)

()()()()()()(0

t h t f d h t f d t h f t y t

t t

t zs *=-=

-=

?

?

ττττττ

τ

ττττδτd t h e d t H e ?

?

-∞

--=

-=

)()()]([)(

卷积的原理就是将信号分解为之和,借助系统的冲激响应h(t),求解系统对任意激励信号的零状态响应。 (3)卷积运算方法探讨 ①分段卷积积分法

用此法进行卷积分,数学概念清楚,函数运算简单,适合任何两个信号的卷积运算,注意分清上下限。例:

0)()(.32

1

=*

?

--=?=

*≤≤2

2

1

6221)()(,63t t

t dr t f t f t

?

-=?=

*≤≤t

t

d t f t f t 621)()(,762

1

τ,

t>10,0)()(2

1

=*t f t f

②闸门函数法

这种方法用一函数可将结果全部表示出来,根据各个被积函数

)()(0

1

t u t t u ---ττ所确定的门限,很容易将门的上下限分别确定为积分

的上限)(1t t -,下限)(0t ,积分后各函数的定义域的下限只需由积分的上限减去下限

后即可。它除了适用于分段函数的卷积外,还适

用于连续函数波形。

2、 卷积积分的性质及其证明:

作为一种数学运算,卷积运算遵守代数运算的某些规律。

(1). 交换律:

证明: 由卷积积分的定义有:

将式中积分变量置换为,于是

这表明卷积结果与两函数的次序无关。

(2). 分配律

证明:由卷积积分的定义有:

实际上这个结果也是线性系统叠加特性的体现。若和为激励,为系统的冲激响应,则系统对的零状态响应等于系统对和分别作用下的零状态响应之和。反过来,若为激励,为系统的冲激响应,则该系统对激励的零状态

响应可看作是两个并联子系统与在激励作用下的零状态响应的叠加f2(t)。

(3). 结合律:

证明:由卷积定义有

先交换上式的积分次序,再将置换为,则

其中

即:

3、 与冲击函数或阶跃函数的卷积

(1)与冲击函数的卷积: )()(*)(t f t t f =

δ 抽样性

证明: τ

τδτδd t f t t f )()()(*)(-=?∞

∞-

τδτd t f ?∞

--)()(

=)(t f 或写为)

()(*)(t f d t f =-?∞

-ττδτ

推论:)()(*)(00t t f t t t f -=

(2)与阶跃函数的卷积: λ

λd f t f t U t U t f t

?

-=

=)()(*()(*)( 证明:λ

λd f t U dt

d t U t f t

?

-=)(*)()(*)(

?

?∞

-∞

-=

=t

t

d f d f t λ

λλ

λδ)()(*)(

4、利用卷积积分求电路系统零状态响应的方法: 方法步骤:

(1)求出系统的冲击响应h (t )

(2)代公式进行卷积积分,或利用卷积性质,求得yzs (t )

Ⅱ、任意波形激励下一阶动态电路的响应 基本概念:

零输入响应:如果动态电路中无外接激励源,仅由动态元件初始储能产生的响应称为动态电路的零输入响应。

零状态响应:电路在零初始状态(动态元件初始储能为零)下对外施激励的响应称为零状态响应。

全响应:既有非零初始状态,又有激励共同作用的一阶电路的响应,称为一阶电路的全响应。

1、 RC 电路:

一阶RC 电路的零状态响应的特点:

①电容上的电压(状态)从初始值开始逐渐增加,最后达到新的稳态值;

②电流在欢呼瞬间发生突变,其值为R u s 即换路后的初始值,电路以此值开始给电容充电,随着极板上电荷增多电容电压的增大,

R u u i C s )(-=减小,最后为零,电容电压为s u ;

③一阶RC 电路的零状态响应实质是电路储存电场能的过程。电源

在充电过程中提供的能量,一部分转化成电场能储存在电容中,一部分被电路中的电阻消耗。且有R L

W W =电源提供的能量只有一半储存

在电容中。充电效率50%,与电阻电容数值无关。

求:换路后的)(t i 解:(1)

)

0(0>=+t u dt du RC

C C

(2)RC

S 1-=

RC

t ct C Ae

t u t u -==)()(

(3)0)0()0(U u u C C ==-+ 0

U A =

)0()(0+-≥=t e U t u RC

t C

)

0()()(0+-≥=

=

t e

R

U R

t u t i RC

t C

例、如图所示RC 并联电路中,R=5Ω,C=0.5F ,电流源的电流

A t e i t

s )(2ε-=,且电容无初始储能,求)(t u C 。

解:根据一阶RC 并联电路的冲击响应计算方法,很容易求得

)))((25

.011)(5

25

.0511V t e

e

e

C t h t t

t

RC

ε-

?-

-==

=

应用式ξ

ξξd h t e t r t

)()()(0

?

-=可求得:

)

)(()(3

204422)()()(5

20

5

3

)

5

3(5

20

)

(0

V t e e

d e

e

d e

d e

e

d h t i t u t

t t

t

t

t t

t t

s C εξ

ξξ

ξξξξ

ξξξ---+-----=

==?=-=

?

??

?

2、 RL 电路:

一阶RL 电路的零状态响应的特点:

①电感上的电流(状态)从初始值开始逐渐增加,最后达到新的稳态值;

②电压在环路瞬间发生突变,其值s u 即环路后的初始值,电路以此值开始在线圈中储存磁场能;

③一阶RL 电路的零状态响应实质是电路储存磁场能的过程。电源提供的能量,一部分转化成磁场能储存在电感中,一部分被电路中的电阻消耗。且有R L

W W =电源提供的能量只有一半储存在电感中。储

存效率50%,与电阻电感数值无关。 例1:已知图示电路,(1)输入为 A t U e t )(2-

电流,求响应

)(t i L 。

(2)输入为 )

2(2)

2(---t U e

t A 电流,求响应)(t i L

'

6R =Ω

2H

L =i L (t )

()

f t

解:1、(1)求得电路的冲击响应:

因为电路KCL :

(2)卷积求yzs (t )

2、

例2、如图电路中,已知R=2Ω,L=1H ,V

t e

t u t

s

)(10)(6ε-=,求电感电

流)(t i L 。设0)0(=-L i 。

解:用卷积共识求电感电流L i 。由式L

Rt e

L

i -=1已知此电路的冲激

响应(这里指L i )为 )(1)()(t e

L t h t

L R ε-=

利用卷积积分,由式τττd t h e t r t

q )()()(0-=?可得:

)

(3)()()()()(3t U e

t U e

L R t h t t i dt

t di R

L t

t

L R L L --==∴=+δ)

()(3)1(3]21[6632)()()(320

20

20

3)

(0

t U e

e

e

e e e d e

e

d e

e

d h t f t i t

t

t t t t t

t

t

t t

L ------------=--=-==?=

-=

?

?

?ττ

τ

τττ

τττ)

2()(3)(')

2(3)

2(--=----t U e

e

t i t t L

A

t e

e

d e

e

d e e d e

L

e

d t h u i t

t

t

t

t t

t L R t

t

s L )()(5.21010110)()(620

42)(206)

)((060

εττ

τ

τ

τττ

ττττ

-----------====

-=?

??

?

上述卷积积分中都借助于电路的冲击响应。还可以利用电路的阶跃响应来求得电路对于任意激励下的零状态响应。这时应该把激励分解为许多阶跃信号之和,分别求其响应然后叠加,用这种方法所得积分公式称为杜阿美尔积分,其原理与卷积类似,这里不作介绍。 利用卷积可求得电路的零状态响应,如需要求得电路的全响应时,只需要再计入电路的零输入响应即可。 Ⅲ、任意波形激励下二阶动态电路的响应 1、 初始条件:

分析动态电路时,必须知道微分方程的初始条件。初始条件则是指电路变量(电压或电流)及其一阶至n -1阶导数在t =+0时刻的值。一般情况下,电容电压)0(+C U 和电容电流

)0(+L i 称为独立的初始条件,其余都被称为非独立的初始条

件。

2、 RLC 串联电路:

解:1. 求)(t i L 、)(t u L

因为0)0(=-C u ,0)0(=-L

i

所以V )()0(t u L δ=

L

dt u L

i i L L L 1)0(1

)0()0(00=

+

=?+-

-+

0)0()0(==-+C C u u

2.0>t 时,电路见下图

0)0(=+C u

L

i L 1)0(=

+

][=++C C C u dt

du C

dt d L

dt

du RC

即)

0(0

2

2

>=++t u dt

du RC

dt

u d LC

C C C

1,220

2

12ωαα-±

-=-

±

-

=LC

L

R L

R S

L

R 2=

α,LC

10

=

ω

设21S S ≠,解出)(])

(1)([

)(221211

t e

S S LC e

S S LC S t u t

S t

S C t ε--

-=

)(])

()

([

)()(21212

211

t e

S S L S e

S S L S dt

du C

t i t i t

S t

S C C L ε--

-===

3.讨论 ① 0

w >α

,即C

L R 2

> 过阻尼情形

21<≠S S ,非振荡

② 0w <α,即C

L R 2

<,欠阻尼情形,令2

20α

ωω-=

d

)

(sin )(2

2

t d e

t u d dt

d

C εωωω-=

)()cos()(0t t e

L t i d dt

d

L εθωωω+=

- 阻尼振荡(衰减振荡)

衰减快慢由衰减因子L

R 2=

α决定。

阻尼振荡角频率2

2

2

0)

2(

1L

R LC

d -=

-=

α

ωω

③ 0

ωα

=,即C

L R

2

=,临界阻尼情形,非振荡

)(1)(t te

LC

t u t

C εα-=

)()1()(t te L

e L t i t

t L εααα---=

④ 0

,即R =0,无阻尼情形,LC

d

10=

=ωω,0

cos

1

==-ωωθ

d

)(sin )(00t t t u C εωω=

)

(cos 1)(0t t L

t i L εω=

等幅振荡,无阻尼振荡

零状态的二阶电路在冲击函数激励下的响应称为二阶电路的冲击响应。注意电路在冲击激励下初始值发生了跃变。现以图所示RLC 串联电路为例说明求解方法。

图中激励为冲击电压,因此 t=0时电路受冲击电压激励获得一定的能量。根据 KVL 和元件的 VCR 得 t=0时刻以电容电压为变量的电路微分方程为:

把上式在 t=0-到0+区间积分并考虑冲击函数的性质,得:

为保证上式成立,u C 不能跃变,因此,等式左边第二和第三项积分为零,式子变为:

即:

最后有:

上式说明冲击电压使电感电流跃变,电感中储存了磁场能量,而冲击响应就是该磁场能量引起的变化过程。t >0+后,冲击电压消失,电路为零输入响应问题。

t >0+后的电路方程为:

带入初始条件得:

解得:

若 ,

则:

IV 结论:

1、卷积积分求电路响应:

)(*)()()()(t h t f e

k t y t y t y t

i

zs zp i ∑+=

+=λ

(1)卷积

τ

ττd t h f t h t f t

)()()(*)(0-=

?

-

(2)常用性质:

①τ

τττd h dt

t dh dt t dh d f t h t f t t ??--=??????=00)(*)()(*)()(*)(

②)()(*)(00t t f t t t f -=-δ

2、电路微分方程的建立和求解: (1)建立电路微分方程的方法:

①列KCL 、AKVL 或节点方程、A 回路方程 ②列支路VCR

③将②代入①应用微分算符,求得电路微分方程 (2)电路初始条件的求法

(3)求解电路微分方程的两种方法及其区别

3、卷积积分在电路、信号与系统理论中占有重要的地位,随着理论研究的深入及计算机技术的迅速发展。卷积方法得到更广泛的应用。

应用卷积积分求解LTI 电路完全响应的方法步骤如下: (1)求出LTI 电路的冲击响应)(t h ; (2)应用卷积定理求出LTI 电路的零状态响应

)(*)(t h t f y zs =;

(3)求出电路的零输入响应)(t y zp

(4)叠加:)

()()(t y t y t y zs zp +=。

参考文献:

【1】罗光永·《信号与系统分析》·国防出版社 【2】姚建铨·《电路理论基础》·科学出版社 【3】钟建伟·《电路基础》·中国电力出版社

【4】江缉光·《电路原理》·清华大学出版社

【5】李敬社·《电路分析基础》·西安工业大学出版社【6】孙立山·《电路》·科学出版社

方波_三角波发生电路实验报告

河西学院物理与机电工程 学院 综合设计实验 方波-三角波产生电路 实验报告 学院:物理与机电工程学院 专业:电子信息科学与技术

:侯涛 日期:2016年4月26日 方波-三角波发生电路 要求:设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波的波形发生器。 指标:输出频率分别为:102HZ、103HZ和104Hz;方波的输出电压峰峰值VPP≥20V 一、方案的提出 方案一: 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器从而把正弦波转换成方波。 3、把方波信号通过一个积分器。转换成三角波。 方案二: 1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。 方案三: 1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。

2、用折线法把三角波转换成正弦波。 二、方案的比较与确定 方案一: 文氏桥的振荡原理:正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。当R1=R2、C1=C2。即f=f0时,F=1/3、Au=3。然而,起振条件为Au略大于3。实际操作时,如果要满足振荡条件R4/R3=2时,起振很慢。如果R4/R3大于2时,正弦波信号顶部失真。调试困难。RC串、并联选频电路的幅频特性不对称,且选择性较差。因此放弃方案一。 方案二: 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统,就构成三角波发生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波和方波发生器。通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化围很小的情况下使用。然而,指标要求输出频率分别为102HZ、103HZ和104Hz 。因此不满足使用低通滤波的条件。放弃方案二。 方案三: 方波、三角波发生器原理如同方案二。比较三角波和正弦波的波形可以发现,在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中,与三角波的差别越来越大即零附近的差别最小,峰值附近差别最大。因此,根据正弦波与三角波的差别,将三角波分成若干段,按不同的比例衰减,就可以得到近似与正弦波的折线化波形。而且折线法不受频率围的限制。 综合以上三种方案的优缺点,最终选择方案三来完成本次课程设计。 三、工作原理: 1、方波、三角波发生电路原理

负反馈对电路的影响

负反馈对放大电路的影响 所谓负反馈放大电路的反馈组态,首先要清楚一个前提,那就是一定说得是交流反馈下的情况,在直流反馈中不会涉及组态的概念。而且大家还要注意一定要是负反馈放大电路才提这个组态的概念,正反馈电路中也没有这种提法。 对于(交流)负反馈放大电路来说,我们经常是分成四种反馈组态来进行分析: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。很多学生学习完这部分内容后并不能建立起一个清楚的思路,到底为什么要分出这四种组态?在设计电路时如何确定选择哪种反馈? 现将负反馈放大电路反馈组态的问题简单总结一下,希望对大家能有所帮助: 1.电压反馈的重要特点是可以维持输出电压基本趋于恒定,也就是说有一个基本稳定的输出电压。 2.电流反馈的重要特点是可以维持输出电流基本趋于恒定,即有一个基本稳定的输出电流。 3.串联反馈是在输入端一侧外来输入信号和反馈信号以电压形式求和,即要想是电路能很好的起到反馈调节作用,输入信号要是恒压源(或者近似恒压源性质的信号)。 4.并联反馈是在输入端一侧外来信号和反馈信号以电流形式求和,即要想使电路能很好的起到反馈调节作用,输入信号要是恒流源(或者近似恒流源性质的信号)。 故:具体在设计电路时选择哪一种反馈形式要看具体情况而定:如果你设计的电路是需要恒定的电压信号输出,就选电压反馈;若是需要恒定的电流信号输出,就选电流反馈;输入端要提供的是恒压性质的信号,就选串联反馈;若输入端要提供的是恒流性质的信号,就选电流反馈。 总结:负反馈对放大电路性能的影响 1)负反馈使放大电路增益减小,但更稳定,减小非线性失真,抑制反馈环内噪声,扩展频带 2)串联负反馈使输入电阻增大 3)并联负反馈使输入电阻减小 4)电压负反馈使输出电阻减小 5)电流负反馈使输出电阻增大 6)电压反馈的重要特点是可以维持输出电压基本趋于恒定 7)电流反馈的重要特点是可以维持输出电流基本趋于恒定 例如:电压串联负反馈的作用: 由于电压负反馈使输出电压更稳定,所以必定输出阻抗变小;由于是串联负反馈,输入阻抗增大。

负反馈放大电路实验报告记录

负反馈放大电路实验报告记录

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:

实验二由分立元件构成的负反馈放大电路 一、实验目的 1.了解N沟道结型场效应管的特性和工作原理; 2.熟悉两级放大电路的设计和调试方法; 3.理解负反馈对放大电路性能的影响。 二、实验任务 设计和实现一个由N沟道结型场效应管和NPN型晶体管组成的两级负反馈放大电路。结型场效应管的型号是2N5486,晶体管的型号是9011。 三、实验内容 1. 基本要求:利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。 (1)静态和动态参数要求 1)放大电路的静态电流I DQ和I CQ均约为2mA;结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V,晶体管的管压降U CEQ = 2~3V; 2)开环时,两级放大电路的输入电阻要大于90kΩ,以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值≥ 120; 3)闭环电压放大倍数为10 s o sf - ≈=U U A u 。 (2)参考电路 1)电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示,R模拟信号源的内阻;R f为反馈电阻,取值为100 kΩ。 图1 电压并联负反馈放大电路方框图 2)两级放大电路的参考电路如图2所示。图中R g3选择910kΩ,R g1、R g2应大于100kΩ;C1~C3容量为10μF,C e容量为47μF。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应,应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f,见图2,理由详见“五附录-2”。 图2 两级放大电路 实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。 3.3k?

信号发生器设计---实验报告

信号发生器设计 一、设计任务 设计一信号发生器,能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。 二、设计要求 基本性能指标:(1)频率范围100Hz~1kHz;(2)输出电压:方波U p-p≤24V,三角波U =6V,正弦波U p-p>1V。 p-p 扩展性能指标:频率范围分段设置10Hz~100Hz, 100Hz~1kHz,1kHz~10kHz;波形特性方波t r<30u s(1kHz,最大输出时)用仪器测量上升时间,三角波r△<2%,正弦波r <5%。(计算参数) ~ 三、设计方案 信号发生器设计方案有多种,图1是先产生方波、三角波,再将三角波转换为正弦波的组成框图。 图1 信号发生器组成框图 主要原理是:由迟滞比较器和积分器构成方波——三角波产生电路,三角波在经过差分放大器变换为正弦波。方波——三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。 图2所示,是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统,则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波,三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波、方波发生器。其工作原理如图3所示。

图2 方波和三角波产生电路 图3 比较器传输特性和波形 利用差分放大器的特点和传输特性,可以将频率较低的三角波变换为正弦波。(差模传输特性)其基本工作原理如图5所示。为了使输出波形更接近正弦波,设计时需注 应接近晶体意:差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好;三角波的幅值V m 管的截止电压值。 图4 三角波→正弦波变换电路

图5 三角波→正弦波变换关系 在图4中,RP 1调节三角波的幅度,RP 2调整电路的对称性,并联电阻R E2用来减小差分放大器的线性区。C 1、C 2、C 3为隔直电容,C 4为滤波电容,以滤除谐波分量,改善输出波形。取Ic2上面的电流(看输出) 波形发生器的性能指标: ①输出波形种类:基本波形为正弦波、方波和三角波。 ②频率范围:输出信号的频率范围一般分为若干波段,根据需要,可设置n 个波段范围。(n>3) ③输出电压:一般指输出波形的峰-峰值U p-p 。 ④波形特性:表征正弦波和三角波特性的参数是非线性失真系数r ~和r △;表征方波特性的参数是上升时间t r 。 四、电路仿真与分析 实验仿真电路图如图

负反馈电路

反馈电路,是控制论的基本概念,它是指将系统输出返回给输入并以某种方式更改输入从而影响系统功能的过程。反馈可分为负反馈和正反馈。前者使输出与输入起相反的作用,减少了系统输出与系统目标之间的误差,并且系统趋于稳定。后者使输出起到与输入相似的作用,使系统偏差连续增加,使系统振荡,并可以放大控制功能。负面反馈的研究是控制论的核心问题。此外,还有当前的负反馈理论。 系统的部分或全部输出信号以某种方式和路径作为输入信号的一部分发送回系统的输入端。此过程称为反馈。根据反馈信号的极性,反馈可分为正反馈和负反馈。 如果反馈信号的极性与输入信号的极性相同或变化方向同相,则由于这两个信号的混合,放大器的净输入信号将大于输出信号。该反馈称为正反馈。正反馈主要用于信号发生电路。相反,如果反馈信号的极性与输入信号的极性相反或变化方向相反(反相),则叠加结果将削弱净输入信号。这种反馈称为负反馈放大电路,自动控制系统通常采用负反馈技术来稳定系统的工作状态。 负反馈采样一般采用电流采样或电压采样。由于负反馈具有其独特的优势,因此已被广泛应用于实际放大器中,并改变了放大器的性能。负反馈使放大器的闭环增益趋于稳定,并消除了开环增益的影响。阻抗匹配是电子电路中的重要问题。负反馈也会影响放大器的输入和输

出阻抗。电压混合会增加输入阻抗,而电流混合会降低输入阻抗。电流采样会增加输出阻抗,而电压采样会降低输出阻抗。负反馈的使用还可以大大减少放大器在稳定状态下产生的失真,并且可以削弱放大器内部的各种干扰电平。负反馈也会使放大器的频带变宽,从而使放大器的幅频特性相对平坦。因此,负反馈可以极大地改善放大器的放大质量和许多性能指标,并且反馈越深,改善越大。但是,负反馈过深可能会导致放大器无法正常工作并引起自激,因此稳定的负反馈放大器通常不会超过三级。 说明: 1.振荡器的一部分输出以减小幅度的方式返回到输入。 2.受控部分发送的反馈信息会抑制或削弱受控部分的活动。 3.负反馈是指反馈信息与控制信息相反的反馈 4.如果反馈的作用是减弱反射中心对效应器的影响,则称为负反馈,反馈信息为负。在闭环系统中,控制部分的活动会在受控部分的反馈信号(S5)的影响下发生变化。如果S5为负,则为负反馈。其功能是当输出变量受到干扰时,系统可以及时响应并调整偏差信息(Sc),以使输出稳定在参考点(Si)。

串联电压负反馈电子电路实验报告

实验报告 实验名称:电压串联负反馈放大电路 实验目的: 1.了解反馈放大器的分类和判别方法 2.加深理解负反馈对放大器性能的改善作用 3.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法 实验仪器: 1. 直流稳压电源 2. 函数信号发生器 3. 数字示波器 4. 串联电压负反馈放大电路板 实验原理: 1.反馈放大电路的概念与分类: 将放大器电路的输出的电信号(电压或电流)的一部分或全部,通过一定的方式(烦馈网络)引回到放大器输入电路中,并与输入信号一起参与控制的电路称为反馈放大电路。(如下图1-10) 从反馈的极性划分,反馈分为正反馈和负反馈。 负反馈削弱了净输入信号,降低了放大电路的增益,但负反馈的引入改善了放大器的性能。比如负反馈提高了放大器电路的工作稳定性,减小了非线性失真,抑制了内部

的噪声和干扰,展宽通频带。 正反馈增强了净输入信号,在信号产生电路中有着广泛的使用。 按照反馈网络对输出信号的采样划分,分为电压反馈和电流反馈。 按照反馈信号和输入信号在输入回路中的连接方式,分为串联反馈和并联反馈。 本实验使用并联电压放大电路。 2. 负反馈网络的性能参数和对开环电路的影响 如上图1-10,设X 为输入信号,表示电压或电流,i X 表示输入信号,f X 表示反馈信号,则净输入信号X ∑ =i X -f X 。 开环放大器的放大倍数(开环增益为): 00X A X ∑= 反馈网络的反馈系数为 0f X F X = 所以反馈放大器的放大倍数即闭环增益为:0of i X A X ==00 1A FA + 可见,加入负反馈放大器的增益减小了01FA +倍。令反馈深度D=01FA +,把FA 称为环路增益。当01FA +>>1时,称为深度反馈。得到: 0111f A FA F =≈+,可见在深度反馈中,放大系数取决于反馈网络决定的反馈系数,几乎与开环放大电路无关。而反馈网络通常由性能稳定的无源原件R ,C 组成,所以负反馈放大器较开环放大器较为稳定。 参数D 可直观显示反馈电路对放大电路的影响: 稳定性的影响: 开环放大电路稳定性为00 A A δ?=,闭环放大电路为00f f f A A D δδ?==,稳定性提高了D 倍。 负反馈电路可以展宽放大电路的通频带: 设开环放大电路的上限截止频率和下限截止频率分别为H f 和L f 。而在加入反馈电路后,上限截止频率扩大为原来的D 倍,下限截止频率缩小了D 倍。 对输入输出电阻的影响:

信号发生器实验报告(波形发生器实验报告)

信号发生器 一、实验目的 1、掌握集成运算放大器的使用方法,加深对集成运算放大器工作原理的理解。 2、掌握用运算放大器构成波形发生器的设计方法。 3、掌握波形发生器电路调试和制作方法 。 二、设计任务 设计并制作一个波形发生电路,可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号。 三、具体要求 (1)可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号,波形人眼观察无失真。 (2)利用一个按钮,可以切换输出波形信号。。 (3)频率为1-2KHz 连续可调,波形幅度不作要求。 (4)可以自行设计并采用除集成运放外的其他设计方案 (5)正弦波发生器要求频率连续可调,方波输出要有限幅环节,积分电路要保证电路不出现积分饱和失真。 四、设计思路 基本功能:首先采用RC 桥式正弦波振荡器产生正弦波,然后通过整形电路(比较器)将正弦波变换成方波,通过幅值控制和功率放大电路后由积分电路将方波变成三角波,最后通过切换开关可以同时输出三种信号。 五、具体电路设计方案 Ⅰ、RC 桥式正弦波振荡器 图1 图2 电路的振荡频率为:RC f π21 0= 将电阻12k ,62k 及电容100n ,22n ,4.4n 分别代入得频率调节范围为:24.7Hz~127.6Hz ,116.7Hz~603.2Hz ,583.7Hz~3015Hz 。因为低档的最高频率高于高档的最低频率,所以符合实验中频率连续可调的要求。 如左图1所示,正弦波振荡器采用RC 桥式振荡器产生频率可调的正弦信号。J 1a 、J 1b 、J 2a 、J 2b 为频率粗调,通过J 1 J 2 切换三组电容,改变频率倍率。R P1采用双联线性电位器50k ,便于频率细调,可获得所需要的输出频率。R P2 采用200k 的电位器,调整R P2可改变电路A f 大小,使得电路满足自激振荡条件,另外也可改变正弦波失真度,同时使正弦波趋于稳定。下图2为起振波形。

反馈和负反馈放大电路典型例题

【例5-1】? 电路如图 (a)、(b)所示。 (1)判断图示电路的反馈极性及类型; (2)求出反馈电路的反馈系数。 图(a)??????????????????????? 图(b)? 【相关知识】 负反馈及负反馈放大电路。 【解题思路】 (1)根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。 (2)根据反馈网络求电路的反馈系数。

【解题过程】 (1)判断电路反馈极性及类型。 在图(a)中,电阻网络构成反馈网络,电阻两端的电压是反馈电压,输入电压与串联叠加后作用到放大电路的输入端(管的);当令=0时,=0,即正比与;当输入信号对地极性为?时,从输出端反馈回来的信号对地极性也为?,故本电路是电压串联负反馈电路。 在图(b)电路中,反馈网络的结构与图(a)相同,反馈信号与输入信号也时串联叠加,但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流(集电极电流),反馈极性与图(a)相同,故本电路是电流串联负反馈电路。 (2)为了分析问题方便,画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图(c)、(d)所示。 图(c)????????????????????? 图(d) 由于图(a)电路是电压负反馈,能稳定输出电压,即输出电压信号近似恒压源,内阻很小,计算反馈系数时,不起作用。由图(c)可知,反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。即 故? 图(a)电路的反馈系数 ? 由图(d)可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。 故图(b)电路的反馈系数

【例5-2】在括号内填入“√”或“×”,表明下列说法是否正确。 (1)若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路,则说明电路引入了反馈。 (2)若放大电路的放大倍数为“+”,则引入的反馈一定是正反馈,若放大电路的放大倍数为“?”,则引入的反馈一定是负反馈。 (3)直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈,阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。 (4)既然电压负反馈可以稳定输出电压,即负载上的电压,那么它也就稳定了负载电流。 (5)放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差,说明电路引入了串联负反馈;净输入电流等于输入电流与反馈电流之差,说明电路引入了并联负反馈。 (6)将负反馈放大电路的反馈断开,就得到电路方框图中的基本放大电路。 (7)反馈网络是由影响反馈系数的所有的元件组成的网络。 (8)阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多,引入负反馈后,越容易产生低频振荡。 【相关知识】 反馈的有关概念,包括什么是反馈、直流反馈和交流反馈、电压负反馈和电流负反馈、串联负反馈和并联负反馈、负反馈放大电路的方框图、放大电路的稳定性 【解题思路】 正确理解反馈的相关概念,根据这些概念判断各题的正误。 【解题过程】 (1)通常,称将输出量引回并影响净输入量的电流通路为反馈通路。反馈是指输出量通过一定的方式“回授”,影响净输入量。因而只要输出回路与输入回路之间有反馈通路,就说明电路引入了反馈,而反馈通路不一定将放大电路的输出端和输入端相连接。例如,在下图所示反馈放大电路中,R2构成反馈通路,但它并没有把输出端和输入端连接起来。故本题说法正确。

音频功率放大电路实验报告分析

实验报告 课程名称: 电路与模拟电子技术实验 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称: 音频功率放大电路 实验类型: 研究探索型实验 同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理(必填) 音频功率放大电路,也即音响系统放大器,用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备,它接受的信号源有多种形式,通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大,因此,音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器,希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足,。 为了充分地推动扬声器,通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率,而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示,按其构成,可分为前置放大级,音调控制级和功率放大级三部分。 装 订 线

前置放大电路: 前置放大级输入阻抗较高,输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大,为了减小噪声,前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为:23 1R R A vf + = 输入电阻:1R R if = 输出电阻:0of =R 功率放大级: 对于功率放大级,除了输出功率应满足技术指标外,还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配,否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电,缺点是输出要通过大电容与负载耦合,因此低频响应较差;OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合,频响特性较好,但需要用双电源供电。(实验室提供本功能模块) 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高,失真小,输出功率大,外围电路简单等特点,采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端;2脚为反相输入端;3脚为负电源;4脚为输出端; 5脚为正电源。 功放级电路中,电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载,其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性,避免自激和过电压。 图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9,直流反馈系数F ′=1。对于交流信号而言,

波形产生电路实验报告

波形产生电路实验报告 一、实验目得 1。通过实验掌握由集成运放构成得正弦波振荡电路得原理与设计方法; 2、通过实验掌握由集成运放构成得方波(矩形波)与三角波(锯齿波)振荡电路得原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦振荡电路 ?实验电路图如下图所示,电源电压为±12V。 (1)缓慢调节电位器R W,观察电路输出波形得变化,解释所观察到得现象、 (2)仔细调节电位器R W,使电路输出较好得正弦波形,测出振荡频率与幅度以及相对应得R W之值,分析电路得振荡条件。 (3)将两个二极管断开,观察输出波形有什么变化。 2、多谐振荡电路 (1)按图2 安装实验电路(电源电压为±12V)。观测V O1、V O2波形得幅度、周期(频率)以及V O1得上升时间与下降时间等参数。 (2)对电路略加修改,使之变成矩形波与锯齿波振荡电路,即V O1为矩形波,V O2为锯齿波、要求锯齿波得逆程(电压下降段)时间大约就是正程(电压上升段)时间得20% 左右、观测V O1、V O2得波形,记录它们得幅度、周期(频率)等参数、 3.设计电路测量滞回比较器得电压传输特性。 三、预习计算与仿真 1、预习计算 (1)正弦振荡电路

由正反馈得反馈系数为: 由此可得RC 串并联选频网络得幅频特性与相频特性分别为 易知当时,与同相,满足自激振荡得相位条件。 若此时,则可以满足,电 路起振,振荡频率为 000 111 994.7Hz 1.005ms 2216k 10nF f T RC f ππ= ====?Ω?,、 若要满足自激振荡,需要满足在起振前略大于1,而,令,即满足条件得R w应略大于10k Ω、 (2)多谐振荡电路 ?对电路得滞回部分,输出电压U O =±U Z =±6V ,U P =U O ×R 2R 2+R 1 +U O2× R 1R 2+R 1 ,当U P = U N =0V 时,可以得到U O2=±R 2R 1 ×U O =±3V 、 由U T = 1R 3C ×0.5T ×U O ?U T ,所以得到:T =4R 2R 4C R 1?=400us 、 2。 仿真分析 (1)正弦振荡电路 仿真电路图: 仿真得到得测量数据总结如下(具体见仿真报告): (1)R W 为0时,无波形产生 (2)调节R W 恰好起振时 (3)调节R W 使输出电压幅值最大

各种负反馈电路的作用

各种负反馈的作用 1. 电压负反馈 电压负反馈是指从放大器输出端取出输出信号电压的一部分(或全部)作为负反馈信号,也就说负反馈信号VF与输出电压VO成正比。 电压负反馈的特点是: 电压负反馈能够稳定放大器的输出信号电压。 由于电压负反馈元件是并联在放大器输出端与地之间的,所以能够降低放大器的输出电压 2. 电流负反馈 电流负反馈是指从放大器输出端取出输出信号电流的一部分作为负反馈信号,换句话说:反馈信号VF与输出电流IO成正比。 电流负反馈的特点是: 电流负反馈能够定放大器的输出信号电流。 由于电压负反馈元件是串联在放大器输出回路中的,所以提高了放大器的输出电阻。 3. 串联负反馈 电压和电流负反馈都是针对放大器输出端而言的,指负反馈信号从放大器输出端的取出方式。串联和并联负反馈则是针对放大器输入端而言的,指负反馈信号加到放大器输入端的方式。 串联负反馈网络取出的负反馈信号VF,同放大器的输入信号Vi以串联形式加到放大器的输入回路中的,这样的负反馈称为串联负反馈。 串联负反馈的特点是: 串联负反馈右以降低放大器的电压放大倍数,稳定放大器的电压增益。 由于串联负反馈元件是串联在放大器输入回路中的,所以这种负反馈可以提高放大器的输入电阻。 4. 并联负反馈 并联负反馈是指负反馈网络取出的负反馈信号VF,同放大大器的输入信号Vi以并联形式加到放大器的输入回路中,这样的负反馈称为并联负反馈。 并联负反馈的特点是: 并联负反馈降低放大器的电流放大倍数,稳定放大器的电流增益。 由于并联负反馈元件是与放大器输入电阻相并联的,所以这种负反馈降低了放大器的输入电阻。 5. 负反馈电路种类

负反馈电路实验报告

负反馈放大器 一.实验目的 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指标的影响。 二.实验原理 负反馈在电子电路中的作用:改善放大器的动态指标,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,但同时也会使放大器的放大倍数降低。 负反馈的几种状态:电压串联,电压并联,电流串联,电流并联。 本实验以电压串联为例,分析负反馈对放大器指标的影响。 1.下图为带有电压串联负反馈的两极阻容耦合放大器电路,在电路中通过Rr把输出电压Uo引回到输入端,家在晶体管T1的发射极上,在发射极电阻Rf1上形成反馈电压Uf。主要性能指标如下: (1)闭环电压放大倍数Ar=Av/1+AvFv ,Av为开环放大倍数。

图1为带有电压串联负反馈的两极阻容耦合放大器 (2)反馈系数Fv=RF1/Rf+RF1 (3)输入电阻R1f=(1+AvFv)Rf Rf 为基本放大器的输入电阻 (4)输出电阻Rof=Ro/(1+AvoFv) Ro 为基本放大器的输出电阻Avo为基本放大器Rl=∞时的电压放大倍数。2.本实验还需测量放大器的动态参数,即去掉图1的反馈作用,得到基本放大器电路如下图2 图2基本放大器 三.实验设备与器件 模拟实验箱,函数信号发生器,双踪示波器,交流伏安表,数字万用表。 四.实验内容 1.静态工作点的测量 条件:Ucc=12V,Ui=0V用直流电压表测第一级,第二级的静态工作点。

Us(V) UE(V) Uc(V) Ic(mA) 第一 级 2.81 2.14 7.33 2.00 第二 级 2.72 2.05 7.35 2.00 表3—1 2.测量基本放大器的各项性能指标 实验将图2改接,即把Rf断开后风别并在RF1和RL 上。 测量中频电压放大倍数Av,输入输出电阻Ri和Ro。(1)条件;f=1KH,Us=5mV的正弦信号,用示波器监视输出波形,在输出波形不失真的情况下用交流毫伏表测量Us,Ui,UL计入3—2表 基本放大器Us(mV) Ui(m V) UL(V ) Uo(V) Av Rf(K Ω) Ro(K Ω) 5.0 0.5 0.25 0.48 500 1.11 2.208 负反馈放大器Us(mV) Ui(m V) UL(V ) Uo(V) Avf Rif(K Ω) Rof(K Ω) 5.0 2.3 0.14 0.20 87 8.52 1.028 表3—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计入3—2表

波形发生电路实验报告

波形发生电路实验报告 班级 姓名 学号

一、实验目的 1. 掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法。 2. 学习电压比较器的组成及电压传输特性的测试方法。 3. 掌握由集成运放构成的矩形波和三角波振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦波发生电路 (1)实验参考电路见图1。 (2)缓慢调节电位器R W,观察电路输出波形的变化,完成以下测试: ①R W为0Ω 时的u O的波形; ②调整R W使电路刚好起振,记录u O的幅值、频率及R W的阻值; ③调整R W使输出为不失真的正弦波且幅值最大,记录u O幅值、频率及R W的阻值; ④将两个二极管断开,观察R W从小到大变化时输出波形的变化情况。 2. 方波- 三角波发生电路 (1)实验参考电路见图2。 (2)测试滞回比较电路的电压传输特性 将图2 电路的第一级改造为滞回比较电路,在输入端输入合适的测试信号,用示波器X-Y模式观测电压传输特性曲线并记录阈值电压和u O1的幅值。

(3)测量图2电路u O1、u O2波形的幅值、周期及u O1波形的上升和下降时间。 3.矩形波- 锯齿波发生电路 修改电路图2,使之成为矩形波- 锯齿波发生电路。要求锯齿波的逆程(电压下降)时间大约是正程时间的20%,记录u O1、u O2的幅值、周期。 三、实验要求 1. 实验课上搭建硬件电路,记录各项测试数据。 2. 完成正弦波电路的实验后在面包板上保留其电路,并使其输出电压U o在1-3V范围内连续可调。 四、预习计算 1.正弦波振荡电路 起振条件为|A|略大于3,刚起振时幅值较小,认为二极管还未导通,即R4+R W R2 +1略大于3,即R W略大于10kΩ时刚好起振,随着R W的增大,振幅会增大,当R W过大时波形会出现失真。 振荡频率由RC串并联选频网络决定,f0=1 2πR1C1 ≈106.1Hz 2.方波- 三角波发生电路 滞回比较器的阈值电压±U T=±R2 R1 U Z=±2.9V,测试滞回比较电路时将R2与运放A2的输出端断开,改接输入信号(三角波为宜)。 方波(u O1)的幅值为U Z=5.8V,三角波(u O2)的幅值为U T=2.9V。 U T=?1 4 (?U Z) T ?U T U T=R2 1 U Z 解得:T=4R2R4C R1 =0.4ms,即u O1和u O2的周期为0.4ms。 3.矩形波- 锯齿波发生电路 只需让电容充放电回路的时间常数不一样即可。电路原理图如下:

反馈放大电路设计实验报告模版

深圳大学实验报告课程名称:模拟电路 实验名称:负反馈放大电路设计 学院:信息工程学院 专业:信息工程班级: 组号:指导教师:田明 报告人:学号: 实验地点 N102 实验时间: 实验报告提交时间: 教务处制

一.实验名称: 负反馈放大电路设计 二.实验目的: 加深对负反馈放大电路原理的理解. 学习集成运算反馈放大电路、晶体管反馈放大电路的设计方法. 掌握集成运算反馈放大电路、多级晶体管反馈放大电路的安装调试及测试方法. 三.实验仪器: 双踪示波器一台/组 信号发生器一台/组 直流稳压电源一台/组 万用表一台/组 四.实验容: 设计一个多级晶体管负反馈放大电路或集成运算负反馈放大电路,性能要求如下: 闭环电压放大倍:30---120 输入信号频率围:1KHZ-------10KHZ. 电压输出幅度≥1.5V 输出电阻≤3KΩ 五.实验步骤: 1.选择负反馈放大电路的类型,一般有晶体管负反馈放大电路、集 成运算负反馈放大电路.

为满足上述放大倍数的要求,晶体管负反馈放大电路最少需要二级放大,其连接形式有直接耦合和阻容耦合,阻容耦合可以消除放大器各级静态工作点之间的影响,本设计采用两者相结合的方式;对于各级放大器,其组态有多种多样,有共发射极,共基极和共集电极。本设计可以采用共发射极-共基极-共集电极放大电路。对于负反馈形式,有电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。本设计采用电压并联负反馈形式。 2.设计电路,画出电路图. 下面是电源输入电路,通过并联两个电容的滤波电路形式,以效消除干扰,保证电路稳定工作,否则容易产生自激振荡。 整体原理图如下: 从上图可以看出来,整个电路由三级放大和一路负反馈回路构成,第一级电路是NPN管构成的共发射极电路,通过直接耦合的方式输出给

波形发生器设计实验报告

一、实验目的 (1)熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。 (2)掌握555型集成时基电路的基本应用。 (3)掌握由555集成型时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。 二、实验基本原理 555电路的工作原理 555集成电路开始是作定时器应用的,所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发,它除了作定时延时控制外,还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外,还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路,用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉,目前被广泛用于各种电子产品中,555集成电路内部有几十个元器件,有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等,电路比较复杂,是模拟电路和数字电路的混合体。 555芯片管脚介绍 555集成电路是8脚封装,双列直插型,如图2(A)所示,按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。其中6脚称阈值端(TH),是上比较器的输入;2脚称触发端(TR),是下比较器的输入;3脚是输出端(Vo),它有O和1两种状态,由输入端所加的电平决定;7脚是放电端(DIS),它是内部放电管的输出,有悬空和接地两种状态,也是由输入端的状态决定;4脚是复位端(MR),加上低电平时可使输出为低电平;5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值;8脚是电源端,1脚是地端。

用555定时器组成的多谐振荡器如图所示。接通电源后,电容C2被充电,当电容C2上端电压Vc 升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平,同时555内放电三极管T 导通,此时电容C2通过R1放电,Vc 下降。当Vc 下降到Vcc/3时,V0翻转为高电平。电容器C2放电所需的时间为 2ln 12??=C R t pL ( 1-1) 当放电结束时,T 截止,Vcc 将通过R1,R2,R3向电容器C2充电,Vc 由Vcc/3 上升到2Vcc/3所需的时间为 22)321(7.02ln )321(C R R R C R R R t pH ++=++= (1-2) 当Vc 上升到2Vcc/3时,电路又翻转为低电平。如此周而复始,于是,在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图4,其中的震荡频率为 : f=1/(tpL+tpH )=1.43/(2R1+R2+R3) C2 (1-3) 三、实验设计目标 波形发生器是建立在模拟电子技术基础上的一个设计性实验,它是借助综合测试板上的555芯片和一片通用四运放324芯片,以及各种电阻、电感、电容等基本元器件,从而设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路,其借助于计算机软件multisim 仿真以及电路板硬件调

各种负反馈电路的作用说课材料

各种负反馈电路的作 用

各种负反馈的作用 1. 电压负反馈 电压负反馈是指从放大器输出端取出输出信号电压的一部分(或全部)作为负反馈信号,也就说负反馈信号VF与输出电压VO成正比。 电压负反馈的特点是: 电压负反馈能够稳定放大器的输出信号电压。 由于电压负反馈元件是并联在放大器输出端与地之间的,所以能够降低放大器的输出电压 2. 电流负反馈 电流负反馈是指从放大器输出端取出输出信号电流的一部分作为负反馈信号,换句话说:反馈信号VF与输出电流IO成正比。 电流负反馈的特点是: 电流负反馈能够定放大器的输出信号电流。 由于电压负反馈元件是串联在放大器输出回路中的,所以提高了放大器的输出电阻。3. 串联负反馈

电压和电流负反馈都是针对放大器输出端而言的,指负反馈信号从放大器输出端的取出方式。串联和并联负反馈则是针对放大器输入端而言的,指负反馈信号加到放大器输入端的方式。 串联负反馈网络取出的负反馈信号VF,同放大器的输入信号Vi以串联形式加到放大器的输入回路中的,这样的负反馈称为串联负反馈。 串联负反馈的特点是: 串联负反馈右以降低放大器的电压放大倍数,稳定放大器的电压增益。 由于串联负反馈元件是串联在放大器输入回路中的,所以这种负反馈可以提高放大器的输入电阻。 4. 并联负反馈 并联负反馈是指负反馈网络取出的负反馈信号VF,同放大大器的输入信号Vi以并联形式加到放大器的输入回路中,这样的负反馈称为并联负反馈。 并联负反馈的特点是: 并联负反馈降低放大器的电流放大倍数,稳定放大器的电流增益。 由于并联负反馈元件是与放大器输入电阻相并联的,所以这种负反馈降低了放大器的输入电阻。 5. 负反馈电路种类

单管放大电路实验报告王剑晓

单管放大电路实验报告

电03 王剑晓 2010010929 单管放大电路报告 一、实验目的 (1)掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法; (2)掌握放大电路主要性能指标的测量方法; (3)了解直流工作点对放大电路动态特性的影响; (4)掌握发射极负反馈电阻对放大电路动态特性的影响; (5)掌握信号源内阻R S对放大电路频带(上下截止频率)的影响; 二、实验电路与实验原理

实验电路如课本P77所示。 图中可变电阻R W是为调节晶体管静态工作点而设置的。 (1)静态工作点的估算与调整; 将图中基极偏置电路V CC、R B1、R B2用戴维南定理等效成电压源,得到直流通路, 如下图1.2所示。其开路电压V BB和内阻R B分别为: V BB= R B2/( R B1+R B2)* V CC; R B= R B1// R B2; 所以由输入特性可得: V BB= R B I BQ+U BEQ+(R E1+ R E2)(1+Β) I BQ; 即:I BQ=(V BB- U BEQ)/[Β(R E1+ R E2)+ R B]; 因此,由晶体管特性可知: I CQ=ΒI BQ; 由输出回路知: V CC= R C I CQ + U CEQ+(R E1+ R E2) I EQ; 整理得: U CEQ= V CC-(R E1+ R E2+ R C) I CQ; 分析:当R w变化(以下以增大为例)时,R B1增大,R B增大,I BQ减小;I CQ减 小;U CEQ增大,但需要防止出现顶部失真;若R w减小变化相反,需要考虑底部 失真(截止失真); (2)放大电路的电压增益、输入电阻和输出电阻 做出电路的交流微变等效模型: 则:

DAC0832波形发生器课程设计实验报告

DAC0832波形发生器课程设计实验报告 目录 第1章系统设计方案 (2) 1.1 设计思路 (2) 1.2 方案比较与选择 (2) 第2章系统硬件设计..................................................................................2. 2.1 主控制器电路 (2) 2.2 数模转换电路 (3) 第3章系统软件设计................................................................................ .6 3.1 系统整体流程...................................................................................... .6 3.2 数模转换程序...................................................................................... .6 第4章系统调试 (8) 4.1 proteus的调试 (8) 第5章结论与总结 (11) 5.1 结论 (11) (系统总体设计与完成做一个总结,是客观的,主要包括:设计思路,设计过程,测试结果及完善改进的方向。) 5.2 总结 (11) (这是一个主观的总结,谈谈自己收获和不足等方面的内容。) 第1章系统设计方案 1.1 设计思路 (一)、课设需要各个波形的基本输出。如输出矩形波、锯齿波,正弦波。这些波形的实现的具体步骤:正弦波的实现是非常麻烦的。它的实现过程是通过定义一些数据,然后执行时直接输出定义的数据就可以了。然而为了实现100HZ的频率,终于发现,将总时间除了总步数,根据每步执行时间,算出延时时间,最终达到要求,然后建一个表通过查表来进行输出,这样主要工作任务就落到了建表的过程中。这样做的好处在于,查表所耗费的时钟周期相同,这样输出的点与点之间的距离就相等了,输出的波形行将更趋于完美,当然更让我们感到的高兴的是它输出波形的频率将近达到了100赫兹,能够满足我们设计的扩展要求了。

负反馈放大电路实验报告

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3)闭环电压放大倍数为10s o sf -≈=U U A u 。 (2)参考电路 1)电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示,R 模拟信号源的内阻;R f 为反馈电阻,取值为100 kΩ。 图1 电压并联负反馈放大电路方框图 2)两级放大电路的参考电路如图2所示。图中R g3选择910kΩ,R g1、R g2应大于100kΩ;C 1~C 3容量为10μF ,C e 容量为47μF 。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应,应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f ,见图2,理由详见“五 附录-2”。 图2 两级放大电路 实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。 3.3k ?

(3)实验方法与步骤 1)两级放大电路的调试 a. 电路图:(具体参数已标明) ? b. 静态工作点的调试 实验方法: 用数字万用表进行测量相应的静态工作点,基本的直流电路原理。 第一级电路:调整电阻参数, 4.2 s R k ≈Ω,使得静态工作点满足:I DQ约为2mA,U GDQ < - 4V。记录并计算电路参数及静态工作点的相关数据(I DQ,U GSQ,U A,U S、U GDQ)。 实验中,静态工作点调整,实际4 s R k =Ω

第二级电路:通过调节R b2,2 40b R k ≈Ω,使得静态工作点满足:I CQ 约为2mA ,U CEQ = 2~3V 。记录电路参数及静态工作点的相关数据(I CQ ,U CEQ )。 实验中,静态工作点调整,实际2 41b R k =Ω c. 动态参数的调试 输入正弦信号U s ,幅度为10mV ,频率为10kHz ,测量并记录电路的电压放大倍数 s o11U U A u = 、s o U U A u =、输入电阻R i 和输出电阻R o 。 电压放大倍数:(直接用示波器测量输入输出电压幅值) o1 U s U o U 1 u A 输入电阻: 测试电路:

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实验二 由分立元件构成的负反馈放大电路 一、实验目的 1.了解N 沟道结型场效应管的特性和工作原理; 2.熟悉两级放大电路的设计和调试方法; 3.理解负反馈对放大电路性能的影响。 二、实验任务 设计和实现一个由N 沟道结型场效应管和NPN 型晶体管组成的两级负反馈放大电路。结型场效应管的型号是2N5486,晶体管的型号是9011。 三、实验内容 1. 基本要求:利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。 (1)静态和动态参数要求 1)放大电路的静态电流I DQ 和I CQ 均约为2mA ;结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V ,晶体管的管压降U CEQ = 2~3V ; 2)开环时,两级放大电路的输入电阻要大于90kΩ,以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值 ≥ 120; 3)闭环电压放大倍数为10s o sf -≈=U U A u 。 (2)参考电路 1)电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示,R 模拟信号源的内阻;R f 为反馈电阻,取值为100 kΩ。 图1 电压并联负反馈放大电路方框图 2)两级放大电路的参考电路如图2所示。图中R g3选择910kΩ,R g1、R g2应大于100kΩ;C 1~C 3容量为10μF ,C e 容量为47μF 。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应,应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f ,见图2,理由详见“五 附录-2”。 图2 两级放大电路 实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。 3.3k ?

(3)实验方法与步骤 1)两级放大电路的调试 a. 电路图:(具体参数已标明) ? b. 静态工作点的调试 实验方法: 用数字万用表进行测量相应的静态工作点,基本的直流电路原理。 第一级电路:调整电阻参数, 4.2s R k ≈Ω,使得静态工作点满足:I DQ 约为2mA ,U GDQ < - 4V 。记录并计算电路参数及静态工作点的相关数据(I DQ ,U GSQ ,U A ,U S 、U GDQ )。 实验中,静态工作点调整,实际4s R k =Ω 第二级电路:通过调节R b2,240b R k ≈Ω,使得静态工作点满足:I CQ 约为2mA ,U CEQ = 2~3V 。记录电路参数及静态工作点的相关数据(I CQ ,U CEQ )。 实验中,静态工作点调整,实际241b R k =Ω c. 动态参数的调试 输入正弦信号U s ,幅度为10mV ,频率为10kHz ,测量并记录电路的电压放大倍数 s o11U U A u =、s o U U A u =、输入电阻R i 和输出电阻R o 。 o1U s U o U 1u A

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