那天在实验室的台子前面耗了很久,本来只是想把小信号放大电路调通,翻着课本去看反馈放大器由什么组成,越看文字描述越觉得虚,干脆直接拿元件往面包板上面插。手里摆着电阻、电容还有那个三极管,一开始脑子里乱糟糟的,以为随便接上反馈线路就能出效果,完全没意识到少了哪一块都会让整个电路不对劲。
先把核心的放大单元焊到临时的接点上,电源接好之后,示波器上出来的波形歪歪扭扭,增益忽大忽小,手稍微碰一下导线,屏幕上的线条就乱晃。那时候第一反应是管子坏了,拔下来换了同型号的,现象还是一模一样。旁边一起做实验的同学扫了一眼,随口说了一句,反馈回路没搭完整,不是光有放大管就完事。
哪知道我当时理解偏了。
只想着从输出引一根线回输入端就算反馈,随便挑了个阻值不大的电阻接过去,接通电源之后,输出直接饱和,波形被削得平平整整,根本没法正常放大信号。反复插拔那根反馈电阻,接上就失真,拆掉之后放大倒是能工作,但是一点稳定效果都没有,输入稍微变一点,输出跟着飘。盯着面包板上密密麻麻的插孔,才慢慢察觉到,反馈这条支路不是单独一个电阻就能撑起来的,有的地方还要搭配电容,用来隔掉直流分量,不让静态工作点被反馈拉跑偏。
图纸摊在一旁,字很小,看得眼睛发酸。放大基本模块、反馈网络,还有输入输出回路,这几块是分开画的,我之前一直把反馈网络等同于单只电阻,忽略掉反馈网络本身也可以是电阻电容组合出来的。调静态的时候,万用表搭在三极管的基极,电压读数一直在慢慢往下滑,就是反馈支路没有做直流和交流的区分,直流反馈把工作点拽到了不正常的区间。
一点点拆,一点点改。换了一个大一点的电阻串在反馈通路里,再并联一个电容,专门给交流信号走反馈通道,直流不再被送回输入侧影响静态。接好之后再开电源,示波器上面的波形稳了不少,不过还是有一点点失真,幅度和书上标的增益对不上。也不敢直接照着书上的数值硬换元件,手边库存的元件阻值不全,只能挑相近的凑合用。
其实到这一步,我也没有完全理清楚每一部分确切的边界。放大单元承担信号放大,反馈网络拾取输出信号送回输入,输入回路把原始信号和反馈信号叠加在一起,这是我在实操里慢慢摸到的感觉,但我分不清有些元件到底算放大单元的一部分,还是属于反馈网络。不同的接法,元件归属好像会变,书上的划分方式和实际接线的感受对不上。
同组另一个人搭的是电压反馈的版本,走线方式和我不一样,反馈取的是输出电压,而我最开始试的是想取输出电流。他的电路稳定度比我的要好很多,扰动小,但是增益更低。两个人的元件清单看着差不多,只是反馈引出的位置不一样,出来的效果差很多。他说他也背不下来标准的组成条目,只是照着实验指导图一根线一根线复刻。
折腾到快闭馆的时候,电路勉强能跑出稳定波形,但是参数离理想状态还差一截。没有继续微调,元件余量不多,时间也不够。收拾东西的时候,把散落在台面上的电阻电容拢进盒子,面包板上的线没有全部拆掉,想着下次过来接着试。
只代表我个人这次接线碰到的情况,别人在别的实验条件下,感受肯定不一样。
走在走廊里,脑子里还停留在示波器上那道慢慢平稳下来的正弦波形。