【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 495 Lf H 由表格可以清楚地看出，加入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后輸入電阻增大，輸出電阻減小，電壓增益顯著減小，而通頻帶變寬。 2） 電壓增益顯著減小的原因分析 由模電中所學(xué)知識(shí)可知，1f fAA AK? ?，其中， fA 是負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)， EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 27 頁(yè) 共 50 頁(yè) A 是電路斷開(kāi)反饋時(shí)的放大倍數(shù)， fK 是反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)。所以，當(dāng) 11fK??，就 有 1fA? 。 3） 驗(yàn)證 1f fA K? 由上圖， 0 . 7 0 7 , 0 . 6 8 1 ,i f i fV m V V m V V V? ? ? ? 可以求出00 . 6 8 1 0 . 0 4 8 6 40 . 0 1 4ff V mVK VV? ? ? 1 fK?? 而 0 f iVA V??，可以知道當(dāng)引入的負(fù)反饋更深時(shí)，兩者的值就越接近。這是由于1f fAA AK? ?，當(dāng) 11fK? 時(shí)， 1f fA K?。 4） 比較引入反饋前后輸出失真的情況 由上面的分析可知，引入負(fù)反饋前，輸出開(kāi)始失真時(shí)的輸入信號(hào)幅度為 8mV；引入反饋后，輸出開(kāi)始失真時(shí)的輸入信號(hào)幅度為 160mV，可見(jiàn)，失真在引入負(fù)反饋后變得更難了，引入的負(fù)反饋改善了電路的性能，但這是以犧牲電壓增益來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題和解決的辦法 遇到問(wèn)題： 引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后 ，不能達(dá)到 ifVV? ； 解決辦法：調(diào)節(jié) fR 的值 ，使得兩級(jí)放大器可以實(shí)現(xiàn)深度負(fù)反饋 。 EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 28 頁(yè) 共 50 頁(yè) 實(shí)驗(yàn)體會(huì) 通過(guò)本實(shí)驗(yàn)中對(duì)于無(wú)反饋與帶反饋電路的設(shè)計(jì)與分析比較，我深刻體會(huì)到負(fù)反饋電路在模擬電路的分析與設(shè)計(jì)中的作用，并重溫和鞏固了負(fù)反饋方面的知識(shí)。知道了負(fù)反饋所起到的作用，即用電壓的增益來(lái)?yè)Q電路的非線性失真的減小。 實(shí)驗(yàn)四 階梯波發(fā)生電路的設(shè)計(jì) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生周期性階梯波的電路，要求階梯波周期在 40ms左右，輸出電壓范圍 10V，階梯個(gè)數(shù) 4個(gè)。 (注意：電路中均采用模擬、真實(shí)器件，不可以選用計(jì)數(shù)器、 555定時(shí)器、 D/A 轉(zhuǎn)換器等數(shù)字器件，也不可選用虛擬器件。 ) 2. 對(duì)電路進(jìn)行分段測(cè)試和調(diào)節(jié)，直至輸出合適的階梯波。 3. 改變電路元器件參數(shù)，觀察輸出波形的變化，確定影響階梯波電壓范圍和周期的元器件。 二、實(shí)驗(yàn)要求 1. 給出階梯波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)原理圖 。 2. 介紹電路的工作原理。 3. 給出電路的分段測(cè)試波形和最終輸出的階梯波，并回答以下問(wèn)題： (a) 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變階梯波的周期？ (b) 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變階梯波的輸出電壓范圍？ （ c） 調(diào)節(jié)電路中那些元器件值可以改變階梯波的階梯個(gè)數(shù) ？ 。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 設(shè)計(jì)負(fù)階梯波發(fā)生器，先考慮產(chǎn)生一個(gè)方波，其次，經(jīng)過(guò)微分電路輸出得到上下都有的尖脈沖，然后經(jīng)過(guò)限幅電路，只留下所需的正脈沖，再通過(guò)積分電路，實(shí)現(xiàn)累加而輸出一個(gè)負(fù)階梯。對(duì)應(yīng)一個(gè)尖脈沖就是一個(gè)階梯，在沒(méi)有尖脈沖時(shí)，積分器保持輸出不變，在下一個(gè)尖脈沖到來(lái)時(shí)，積分器在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行積分，因此，積分器 EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 29 頁(yè) 共 50 頁(yè) 就起到了積分和累加的作用。當(dāng)積分累加到比較器的比較電壓時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，比較器輸出正電壓，使震蕩控制電路起作用，方波停振。同時(shí)，這個(gè) 正電壓是電子開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，積分電容放電，積分器輸出對(duì)地短路，恢復(fù)到起始狀態(tài)，完成一次階梯波輸出。積分器輸出由負(fù)值向零跳變的過(guò)程，又使比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，比較器輸出變?yōu)樨?fù)值，這樣震蕩控制電路起不了作用，方波輸出，同時(shí)是電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，積分器進(jìn)行累加，如此循環(huán)，就形成了一系列階梯波。其原理框圖如 下 圖 。 方波發(fā)生電路 通過(guò)調(diào)整器件參數(shù)值使得周期為 40ms, 振蕩控制電路 方波發(fā)生 微分電路 限幅電路 積分累加電路 比較器 電子開(kāi)關(guān)電路 電 源 EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 30 頁(yè) 共 50 頁(yè) 所以每個(gè)臺(tái)階的時(shí)長(zhǎng)為 8ms,也就是說(shuō)每個(gè)尖脈沖的周期為 8ms， 所以 方波的周 期為8ms。需要調(diào)整相關(guān)元件的值，使得方波的周期控制在 8ms 左右。 通過(guò)調(diào)整元器件參數(shù)，并對(duì)輸出波形進(jìn)行檢測(cè)， 可以 發(fā)現(xiàn)：電路中電阻 R1 的大小影響最終周期的大小， R1 阻值越大，周期也就越大。 接下來(lái)就是一邊不斷增大 R1 的阻值，一邊觀察輸出波形周期。直到 R1 阻值增大到 ，方波周期達(dá)到 8ms，當(dāng)然 會(huì)存在 一定誤差。 最后得到的方波波形如 下 圖 。 由上圖可以知道： T=T2T1=，滿足設(shè)計(jì)要求。 尖脈沖發(fā)生電路 加上尖脈沖發(fā)生電路后的電路如 下 圖 。 EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 31 頁(yè) 共 50 頁(yè) 如 上 圖所示，在原有方波發(fā) 生電路的基礎(chǔ)上增加一個(gè)電阻和一個(gè)電容便可以構(gòu)成尖脈沖發(fā)生電路。增加的阻容電路是一個(gè)微分電路，可以改變方波的形狀，形成尖脈沖。脈沖越尖，脈沖信號(hào)就越理想。 因此，通過(guò)不斷調(diào)整電阻、電容的參數(shù)值，通過(guò)觀察輸出波形的尖銳程度，以確定較為合適的阻容值 ， 最后得到的尖脈沖信號(hào)如 下 圖。 EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 32 頁(yè) 共 50 頁(yè) 由于尖脈沖是方波經(jīng)過(guò)微分變換的來(lái)，所以周期應(yīng)該同方波一致，從圖中也可以看出周期大約為 ,與上面的方波周期一致。 限幅電路 尖脈沖發(fā)生電路得到的尖脈沖在正負(fù)兩個(gè)平面內(nèi)都存在 。但是 我們要得到的 是 下降階梯波，而后面的積分 累加電路是一個(gè)反相電路，所以在此處我們必須通過(guò)增加一個(gè)限幅電路，將上半平面內(nèi)的尖脈沖過(guò)濾掉。 這里利用了二極管的“正向?qū)ǎ聪蚪刂埂钡脑?，利用還有二極管的限幅電路來(lái)濾除下半部分的尖脈沖。增加限幅電路后具體的總電路圖如下圖 。 EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 33 頁(yè) 共 50 頁(yè) 下 圖為經(jīng)過(guò)限幅電路后的波形，由圖中可以看出，經(jīng)過(guò)限幅電路后，下半部分的波形已被 徹底 濾除，而且脈沖的周期還保持在 . 積分累加電路 由模電 知識(shí) 可知，一個(gè)尖脈沖經(jīng)過(guò)積分累加電路便可以形成一個(gè)下降的階梯，因此增加了一個(gè)積分累加電路后的電路輸出波形應(yīng)該由若干個(gè)下降 的階梯波組成。 EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 34 頁(yè) 共 50 頁(yè) 具體電路如 下 圖 。 該電路的輸出波形如 下 圖 。 從圖中可以看出，每個(gè)階梯的周期仍約為 ，波形較為準(zhǔn)確。 最終的階梯波發(fā)生電路 將上述電路增加一個(gè)電壓比較器，并配合電子開(kāi)關(guān)等輔助原件，便可以得到最終的階梯波發(fā)生電路。電壓比較器的作用是形成周期性的下降階梯波波形。具體的電路如 下 圖 。 EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 35 頁(yè) 共 50 頁(yè) 測(cè)試輸出端波形，得到如 下 圖的最終階梯波波形 。 3 對(duì)輸出階梯波相關(guān)參數(shù)的檢測(cè) 對(duì)階梯波周期的檢測(cè) 每個(gè)階梯的周期 ： EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 36 頁(yè) 共 50 頁(yè) 上 圖給出的是每個(gè)臺(tái)階的周期測(cè)量，可以看出，每個(gè)臺(tái)階的周期 大約為 ,與要求的 8ms 很 接近。 階梯波 周期： EDA 設(shè)計(jì)（Ⅰ）實(shí)驗(yàn)報(bào)告 第 37 頁(yè) 共 50 頁(yè) 由 上 圖可知，階梯波的周期約為 ，而 題目