前言
今天寫負反饋放大電路的設計
負反饋放大電路基本原理
下圖為采用NPN+PNP直接耦合的負反饋放大電路
交流通路如下圖所示
交流來看，\(Q_1\)的發射極電位等於\(u_i\)，則$$i_4=\frac{v_i}{R_4}$$則\(R_f\)兩端電壓為\((u_o-u_i)\),則$$i_f=\frac{u_o-u_i}{R_f}$$
去掉負反饋時（將\(R_f\)連接輸出的一段改為接地），設此時總增益為A，則\(v^\prime_i=\frac{v_o}{A}\)，則$$i_e=\frac{v^\prime_i}{R_4//R_f}=\frac{v_o}{A}{\cdot}\frac{R_4+R_f}{R_4{\cdot}R_f}$$
聯立上式得$$\frac{v_i}{R_4}=\frac{u_o-u_i}{R_f}+\frac{v_o}{A}{\cdot}\frac{R_4+R_f}{R_4{\cdot}R_f}$$
解得$$A_u=\frac{v_o}{u_i}=\frac{1}{\frac{1}{A}+\frac{R_4}{R_4+R_f}}$$
當A十分大時$$A_u{\approx}\frac{R_4+R_f}{R_4}$$
100倍電壓放大電路設計
設計NPN+PNP直接耦合的100倍電壓放大電路
1. 確定直流電源電壓
這里選\(12V\)電壓電源。
2. 確定\(R_3\)和\(R_4+R_5\)
方法和之前講的一樣，這里靜態集電極電流取\(I_{CQ1}=2mA\)。
靜態集電極與發射極間電壓取電源電壓的一半\(U_{CEQ1}=V_{CC}/2=6V\),則\(R_3+R_4+R_5=6V/2mA=3k\Omega\)。
取\(R_4+R_5\)的壓降為2V，則\(R_4+R_5=2V/2mA=1k\Omega\)，則\(R_3=2k\Omega\)。
3. 偏置電路的設計
方法在第一篇講過，取標稱電阻值得 \(R_1=13k\Omega\)和\(R_2=39k\Omega\)。
4. 確定PNP放大電路
\(Q_1\)的靜態集電極電位\(U_{CQ1}=2mA\times2k\Omega=4V\)，則 \(Q_2\)的靜態發射極電位\(U_{EQ2}=4V-0.7V=3.3V\)。
取\(I_{CQ2}=2mA\)，則\(R_7=3.3V/2mA=1.65k\Omega\)，取標稱值電阻\(1.6k\Omega\)。
為使\(U_{CEQ2}=V_{CC}/2=6V\)，則\(R_6=\frac{12V-3.3V-6V}{2mA}=1.35k\Omega\)，取標稱值電阻\(1.3k\Omega\)。
5. 確定負反饋電路
由開篇講的理論可知，取\(R_f=10k\Omega\)時，\(R_4=\frac{10k\Omega}{100-1}=101\Omega\)，取標稱值電阻值\(100\Omega\)，則\(R_5\)取\(910\Omega\)。
然后耦合電容和旁路電容都取\(22uF\)。
6. Multisim仿真驗證
設置好參數進行仿真，如下圖
測得此電路電壓放大倍數\(A_u=\frac{776.246mV}{10mV}\approx77.6倍\)，離計算的值有偏差，調整R4的阻值使電壓放大倍數為100倍，測得\(R_4\)取\(75\Omega\)時滿足要求，如下圖所示
此時電壓放大倍數\(A_u=\frac{1.017V}{10mV}\approx100倍=40dB\)，輸出電壓波形如下圖所示
其他負反饋電路以后再寫