文档介绍：负反馈放大电路的设计
反馈放大电路的设计一般是根据技术指标的要求来确定放大电路的结构、级数、电路元器件的参数及型号,然后通过实验调试来实现的。
设计任务及要求
用分立元器件设计一个交流放大电路,用于指示仪表中放大弱信号,具体指标如下:
工作频率:f=30Hz~30KHz。
信号源:=10mv(有效值),内阻=50
输出要求:1V(有效值),输出电阻小于10,输出电流1mA(有效值)。
输入要求:输入电阻大于20K。
工作稳定性:当电路元器件改变时,若,则。
负反馈放大电路设计的一般原则

采用什么反馈方式,主要根据负载的要求及信号源内阻的情况来考虑。在负载变化的情况下,要求放大电路定压输出时,就需要采用电压负反馈;在负载变情况下,要求放大电路恒流输出时,就要求采用电流负反馈。至于输入端采用串联还是并联方式;主要根据对放大电路输入电阻的要求而定。当要求放大电路具有高的输入电阻时,宜采用串联反馈;当要求放大电路具有低的输入电阻时,宜采用并联反馈。如仅仅为了提高输入电阻,降低输出电阻(即阻抗变换)时,宜采用射极输出器。
反馈深度主要根据放大电路的用途及指标要求而定。
对音频放大电路,主要是用负反馈减小非线性失真,设计时一班取1+AF=10左右。
对测量仪表中使用的放大电路,要求放大倍数要有较高的稳定度,而采用负反馈的目的主要是提高放大倍数的稳定度,因此根据不同的要求可取1+AF为几十至几百。
对高放大倍数宽频带放大电路,采用负反馈的目的主要是展宽频带,这时采用多级放大加深反馈容易产生自激,且在幅频特性的高、低频段易产生凸起的现象。因此首先要保证每一级有足够宽的频带,如在两级之间采用低输入电阻的接法(例如共射一共基的形式)去解决。
2、放大管的选择
如果放大电路的级数多,而输入信号很弱时(微伏级)必须考虑输入级放大管的噪声所产生的影响,为此前置放大级应选用低一些(小),这样可减小噪声;但对输出级而言,因其输出电压和输出电流都较大,故需选用大的管子。
3、级数的选择
放大电路级数可根据无反馈时的放大倍数而定,因此放大倍数又要根据所要求的闭环放大倍数和反馈深度而定,因此设计时首先要根据技术指标确定出它的闭环放大倍数Af及反馈深度1+AF,然后确定所需的Af。
确定了A数值,放大电路的级数大致可用下列原则来确定:几十至百倍左右采用一级或两级几百至千倍左右采用两级或三级,几千倍以上采用三级或四级(射极输出器不计,因其A约为1)。一般情况下很少采用四级以上,因为这将给施加反馈后的补偿工作带来很大的困难,但如反馈只加在每两级之间也是可以的。
4、电路的确定
根据不同的要求,放大电路中各级所选用的电路也是不同的。
(1)输入级。输入级采用什么电路主要决定于信号源的特点。如果信号源不允许取较大的电流,则输入级应具有高的输入电阻,那么以采用射极输出器为宜。如果信号源不允许取较大的电流,则输入级应具有高的输入电阻,那么以采用射极输出器为宜。让一个要求有特别高的输入电阻(〉1M),可采用场效应管,并采用自举电路或多级串联负反馈放大电路。如信号源要求放大电路具有低的输入电阻,则可用电压并联反馈放大电路。如果无特殊要求,可选用一般的共射放大电路。
输入级放大管的静态工作点一般取。
(2)中间级。中间级主要是积累电压及电流放大倍数,多采用共射放大电路,而且选用大的管子。其静态工作点一般为。
(3)输出级。输出级采用什么电路注意决定于负载的要求。如负载电阻较大(几个千欧左右),而且主要是输出电压,则可用共射放大电路;反之,如负载为低阻,且在较大范围内变化时,则用射极输出器。如果负载需要进行阻抗匹配,可用变压器输出。
因输出级的输出电压和输出电流都较大,其静态工作点的选择要比中间级为高,具体数值要视输出电压和输出电流的大小而定。
三、设计过程

(1)确定反馈深度。从所给的指标来看,设计中需要解决的主要是输出电阻、输入电阻及对放大性能稳定的要求等三个问题。由于要求输出电阻较低,故输出级应采用射级输出器,但它的输出电阻大致为几十欧至几百欧,因此需要引入一定程度的电压负反馈才能达到指标要求。设射级输出器的输出电阻为100,则所需反馈深度为
另外,还要考虑输入电阻和放大性能的稳定性对反馈深度的要求,才能最后确定反馈深度的大小。
由于放大电路的输入电阻指标为20K,此数值不是很高,故可采用电压串联负反馈的方式来实现。假定无反馈,基本放大电路的输入电阻为=(第一级可采用局部电流负反馈),则所需反馈深度为
最后从放大性能稳定度也可以确定出所需反馈深度为
综上所述,在设计放大电路时所需反馈深度为10,故取1+AF=10。
(2)估算A值。根据指标的要求,放大电路的闭环