实验题目：负反馈放大电路分析与设计

1. 课程简要信息

课程名称：模拟电子技术实验课程学时： 24学时项目学时：课内4 学时适用专业：电子信息专业学生年级：二年级下学期

2. 实验内容与任务（限 500字，可与“实验过程及要求”合并）

项目需要完成的任务（如需要观察的现象，分析某种现象的成因、需要解决的问题等）；是否设计有不同层次的任务。

实验内容：

以模拟电子技术中经典实验“负反馈放大电路”为例，分析传统框图法性能指标理论计算与实验测量结果误差，以问题为导向引导学生进行科研训练，分析反馈网络对基本放大电路的负载效应；以负载效应理论为指导，以具体工程信号为对象，设计负反馈放大电路并进行优化，实现信号不失真放大。

基础实验任务：

1）以给定电路模块为对象，通过仿真和实物测量，分析、计算加入负反馈前后放大电路电压增益、输入电阻、输出电阻、频带宽度等各性能指标，比较负反馈对放大电路性能影响。

拓展实验任务一：

2）改变电路模块参数，使之分别进入深度负反馈和非深度负反馈状态，对比研究传统框图计算法理论值和实测值之间性能指标误差，通过“凝练问题、科学化问题、集成交叉分析、理论推广演绎”四个环节进行科研训练，得出负反馈放大电路中反馈网络对基本放大电路具有负载效应这个结论，并重构理论计算方法、修正传统框图，探索减小负载效应、降低误差的有效方法。

拓展实验任务二：

3）以负反馈负载效应理论为指导，从波形失真角度逆向入手设计负反馈放大电路，有效调整反馈网络参数，消除信号截止失真和饱和失真、去除信号谐波分量，实现信号不失真放大。

3. 实验过程及要求（限 300 字）

如对学生在实验过程中在需求分析、资料查询、自学预习、思考讨论、方法设计、进程规划、软件仿真、平台构建、器件选择、表格设计、现象观察、数据测试、问题分析、总结报告、验收答辩、演讲交流等各方面的要求。

整个实验分为课前预学、课堂共学、课后延学三个阶段：

课前预学（线上）

1）学习负反馈放大电路理论，学习放大电路动态性能指标的计算测量方法。

2） 给定电压串联负反馈电路模块，测量比较加入负反馈前后性能指标。

3）观看慕课视频，疑难问题讨论，完成习题测试。课堂共学（线下）

4）对比研究传统框图计算法理论值和实测值误差，凝练问题：在深度负反馈状态下，实验模块动态性能指标的理论计算值相较于实验测量值存在一定误差。

5）在深和非深状态下进行比较，提出科学化问题：动态性能指标传统理论算法的计算误差与反馈电路密切相关。

6） 运用二端口理论进行集成交叉分析，进行计算误差修正，得出计及负载效应理论一般模型。

7）将负载效应理论推广演绎到其它 3个类型负反馈放大电路中，得出一般结论。课后延学（线下）

8）设计负反馈放大电路，调整反馈网络参数，消除失真实现信号不失真放大。

9）提交报告和汇报答辩。

4. 相关知识及背景（限 150 字）

项目涉及所需的知识方法、实践技能、应用背景、工程案例。

这是一个利用模拟电子技术理论和科学研究模式深入研讨负反馈放大的一个典型案例。通过该案例学生可以深入、全面理解负反馈放大电路理论，设计负反馈放大电路降低信号失真、实现信号有效放大。实验过程中，涉及模拟电子技术课程和电路理论课程中的反馈网络、反馈深度、环路增益、带宽调节、信号源衰减、电路带负载能力、二端口网络、等效变换以及 Mutisim 的使用等相关知识点于与技术方法。

5. 实验环境条件

线上环境：《模拟电子技术实验》慕课，爱课程和超星平台双平台运行，目前已经运行 2 年。

设计软件：Mutisim、Proteus 等仿真软件

硬件环境：模拟实验装置，示波器、信号源、万用表、频谱分析仪、失真度分析仪等实验仪器设备，三极管、电阻、电容、集成运放芯片等主要电子元器件。

6. 教学目标与目的（限 150 字）

如学习、运用知识、技术、方法等；培养、提升技能、能力、素质等。

综合运用负反馈放大电路理论，通过四环节“科研训练”，以问题为导向引导学生在实验中仔细观察、逐层分析，重构理论计算方法，归纳演绎出负反馈放大电路负载效应一般性结论；改变传统实验程式化模式，从基础实验培养学生科研素质的角度出发，开展实验过程中训练学生科研思维的教学实践，使学生巩固理论知识的同时具备科研素养和创新求变精神。

7. 教学设计与实施进程

课堂知识讲解、方法引导、背景解释；实验中的方法指导，问题设置、思路引导等。教学模式、实验渠道、研讨主题、观察节点、验收重点、质询问题等方面设计等。实验实施进程的各个环节（如任务安排、预习自学、现场教学、分组研讨、现场操作、结果验收、总结演讲、报告批改等）中教学设计的思路、目的，教师、学生各自需要完成的工作任务，需要关注的重点与细节。

确定教学目标：

融合学习进阶与深度学习，结合“负反馈放大电路”实验的教学要求，从“评价观测点、学习目标、学习进阶”这两个方解构实验的学习目标(见表 1)。首先，把学习目标细化为评价观测点 1 至8；然后理清学习过程的浅层、由浅到深及深层学习区域。这种分层分阶的解构，清晰地呈现出负反馈放大电路实验思维逻辑，既有利于把握概念深度学习的重点、难点及关键点，又为学习目标与课堂评价方案架起衔接的桥梁。

表 1 学习目标观测点

根据教学设计和目标要求，把整个实验分为课前预学、课堂共学、课后延学三个阶段：

课前预学阶段：（线上）

1）课前学情分析：

通过问卷星慕课堂对学情进行分析。软件方面：发现 $9 0 %$ 的学生会使用Mulisim仿真软件，但是对三极管器件或者运放器件的芯片参数不了解；知识方面： $9 0 %$ 的学生能够认知负反馈放大电路的基本特点和对电路的基本影响。但是 $6 0 %$ 的学生表示定量分析有难度，尤其是分立元件组成电路的反馈指标的分析计算。 $8 0 %$ 的人表示对反馈电路的设计感到无从下手， $1 0 0 %$ 的学生没有接触过“反馈网络的负载效应”的概念。

2课前资源制作教学设计

根据学生学情安排如下：课前两周发布教学资源、任务要求和单元测试要求学生课前完成。教师给定基本的两级放大电路组成的电压串联负反馈电路，要求课前完成学生仿真分析并尝试定量计算，资源方面给出了负反馈放大电路基本原理的讲解，并加入电路设计基本方法流程让学生感性认知。软件使用方面制作了软件使用和电路实操视频，特别加强了器件参数的认知和调整，关键处做出标定，制作测试题目要求学生课前完成。在讨论区发布“反馈深度”、“负载效应”“器件参数”等讨论题目供学生自由讨论，学生也可以在教师答疑区自由发帖提问，具体过程见表2。

表 2 教学过程设计

图 1 线上教学班级学习情况管理及数据分析

教师通过对学生课前线上学习数据进行过程监管分析如图 1，可以看到，上述慕课堂 34人班级取得的数据,视频 2 和视频 4 不仅全体同学做到观看，而且视频人均观看时长与视频本身时长的比例，高达3，相当于课后花了三倍于视频长度的时间进行学习揣摩，可见学生认真程度。视频 1.2以及其他视频部分同学进行了选看，教师可通过后台精确找到每位同学的在线数据，方便过程管理及评价，随时可以监督提醒进度稍慢的同学。通过测试结果分析可知，学生对于基本放大电路的仿真和操作已经做到全部掌握，对于三极管rbb电阻等参数指标掌握不是很达标。

课堂共学，研讨设计（线下）：

课中研讨阶段一次课 4 个学时，教师随时关注学生把握学生学习动态和进度，布置负反馈放大电路实验完成要求，引导小组讨论，具体过程见表3。

表3 课堂研讨设计

课后延学、总结评价

以负反馈负载效应理论为指导，从波形失真角度逆向入手设计负反馈放大电路，有效调整反馈网络参数，消除信号截止失真和饱和失真、去除信号谐波分量，实现信号不失真放大。

教师分析学生学习情况，互动情况，对学生个别问题进行远程协助指导，个性化一对一指导。经过探究活动、展示和交流后，每个学生在本组方案的基础上查找文献资料、设计完善出自己的项目方案，并用仿真软件进行验证，撰写总结报告，开展成果展示，自评和互评活动，学生根据自身对知识和能力的收获情况，评价实验设计方案。

教师根据线上资源学习记录、测评结果分析、难点问题统计，进行课前评价；课中教师根据学生随堂测试分析、热点交流问题统计、学生互动参与情况记录数据的分析，对课堂实施及时干预的同时对学生进行过程性评价；课后依据学生提交的实验报告、调试视频和数据分析进行总结性评价。

8. 实验原理及方案

实验的基本原理、设计依据、完成任务的思路方法，可能采用的方法、技术、电路、器件。

1 ）负反馈放大电路理论计算

负反馈放大电路的分析大多采用框图法，其基本结构如图 2，主要由“基本放大电路 A”和“反馈电路F”二部分组成，其中 $x _ { \mathrm { i } }$ 为原始输入信号， $x _ { 0 }$ 为输出信号， $x _ { \mathrm { i d } }$ 为基本放大电路的净输入信号，$x _ { \mathrm { f } }$ 为反馈电路产生的反馈信号。

图 2 负反馈放大电路基本框图

根据反馈电路在放大电路输入端的连接方式及输出端的取样方式，可将负反馈放大电路分为四种基本类型：电压串联、电压并联、电流串联和电流并联。本实验案例以电压串联型负反馈放大电路为例，电路如图 3，其信号源电压和内阻分别为 $\nu _ { \mathrm { s } }$ 、 $R _ { \mathrm { s } }$ ，负载电阻为 $R _ { \mathrm { L } }$ ；反馈放大电路的输入电压、输出电压和输入电流分别为 $\nu _ { \mathrm { 1 } } ^ { \mathrm { * } }$ 、 $\nu _ { 0 }$ 、ii；基本放大电路的净输入电压、输入电阻、输出电阻和开环增益分别为 $\nu _ { \mathrm { i d } }$ 、 $R _ { \mathrm { i } }$ 、 $R _ { 0 }$ 和 $A$ ；反馈电路产生的反馈电压和反馈系数分别为 $\nu _ { \mathrm { f } } , \ F _ { \mathrm { ~ ~ } }$ 。

图 3 电压串联型负反馈放大电路框图

评价负反馈放大电路动态性能的关键指标为放大倍数（或闭环增益） $A _ { \mathrm { f s } }$ 输入电阻 $R _ { \mathrm { i f } }$ 和输出电阻

$R _ { \mathrm { o f } }$ 。根据图 2 和图 3，可得：

$$ \left{ \begin{array} { l l } { \displaystyle A _ { \mathrm { f } } = \frac { \chi _ { \mathrm { o } } } { \chi _ { \mathrm { i } } } = \frac { A \chi _ { \mathrm { i d } } } { \chi _ { \mathrm { i d } } + F A \chi _ { \mathrm { i d } } } = \frac { A } { 1 + A F } } \ { \displaystyle R _ { \mathrm { i f } } = \frac { \nu _ { \mathrm { i } } } { i \mathrm { i } } = \frac { \nu _ { \mathrm { i d } } } { i \mathrm { i } } \left( 1 + A F \right) = R _ { \mathrm { i } } ( 1 + A F ) } \ { \displaystyle R _ { \mathrm { o f } } = \frac { R _ { \mathrm { o } } } { 1 + A F } } \end{array} \right. $$

式中（ $1 { + } A F$ ）表征反馈深度，若（ $( 1 { + } A F ) > > 1$ 则为深度负反馈。

由式（1）可知，负反馈放大电路的动态性能指标主要通过基本放大电路的基本参数 $R _ { \mathrm { i } }$ 、 $R _ { 0 }$ 、A和反馈电路的基本参数 $F$ 推导获得，因此，计算负反馈放大电路的动态性能指标时，基本放大电路和反馈电路的基本参数是关键。

2） 理论计算与实测结果的对比分析——开展科研思维训练

2.1 传统计算与测量结果对比——凝练问题

鼓励学生从现象中凝练问题，这是科研思维活动的开端，也是进行科研思维活动的对象和前提；对比分析是科学研究中凝练问题的重要途径。

2.1.1 传统理论计算与实验测量

传统理论计算在求解基本放大电路及反馈电路的基本参数时，将基本放大电路和反馈电路进行机械拆分，并独立计算，由于该方法计算简单且意义清晰，在实践中有广泛应用。

图 4 电压串联型负反馈放大电路实验模块

本文利用电压串联型负反馈放大电路实验模块（如图 4），该实验模块中的基本放大电路由两级共射放大电路阻容耦合构成，反馈电路由反馈电阻 $R _ { \mathrm { f } }$ 和射极电阻 $R _ { \mathrm { e } 2 }$ 构成；开关 $\mathbf { S } _ { 1 }$ 断开即为基本放大电路， $\mathrm { \bf S } _ { 1 }$ 闭合则引入负反馈。实验中调整电位器 $R _ { \mathrm { b l 1 } }$ 和 $R _ { \mathsf { b } 2 1 }$ 分别为 $4 6 . 5 4 \mathrm { k } \Omega$ 和 $1 8 . 6 2 \mathrm { k } \Omega$ ，使电路具有合适的静态工作点；同时选择 $R _ { \mathrm { f } }$ 为 $2 \mathrm { k } \Omega$ ，为保证实验模块处于深度负反馈状态，调节 $R _ { \mathrm { e } 2 }$ 使环路增益 $A F$ 为 12。

首先，基于传统理论计算方法，利用开关 $\mathrm { \bf S } _ { 1 }$ 机械拆分电路，分别求出实验模块中基本放大电路的开环增益 $A$ 、 输入电阻 $R _ { \mathrm { i } }$ 、输出电阻 $R _ { 0 }$ 以及反馈电路的反馈系数 $F ,$ ，计算结果如式（2）。

$$ \left{ \begin{array} { l l } { \displaystyle A = \frac { - \beta _ { \mathrm { L } } [ R _ { \mathrm { c l } } / / R _ { \mathrm { b a 2 } } / / R _ { \mathrm { b a 2 } } / / r _ { \mathrm { f s e 2 } } ] } { r _ { \mathrm { b e 1 } } + ( 1 + \beta _ { \mathrm { i } } ) R _ { \mathrm { e 2 } } } \times \frac { - \beta _ { \mathrm { 2 } } [ R _ { \mathrm { c 2 } } / / R _ { \mathrm { k } } ] } { r _ { \mathrm { b e 2 } } } } \ { \displaystyle R _ { \mathrm { i } } = R _ { \mathrm { b u } } / / R _ { \mathrm { b u 2 } } / [ r _ { \mathrm { b e 1 } } + ( 1 + \beta _ { \mathrm { i } } ) R _ { \mathrm { e 2 } } ] } \ { \displaystyle R _ { \mathrm { o } } = R _ { \mathrm { c 2 } } } \ { \displaystyle F = \frac { R _ { \mathrm { c 2 } } } { R _ { \mathrm { e 2 } } + R _ { \mathrm { f } } } } \end{array} \right. $$

然后，将公式（2）的计算结果代入式（1），即可得到实验模块动态性能指标 $A _ { \mathrm { f } }$ 、 $R _ { \mathrm { i f } }$ 和 $R _ { \mathrm { o f } }$ 的传统理论计算值。

同时，利用五位半万用表，测量实验模块中电路的输入电压、输出电压和输入电流，从而得到实验模块动态性能指标的实验测量值。传统理论计算和实验测量结果见表4。

表 4 深度负反馈下动态性能指标（ $\scriptstyle \cdot A F = 1 2$ ， $R _ { \mathrm { f } } { = } 2 \mathbf { k } \Omega )$ ）

2.1.2 对比分析，凝练问题

根据表4，引导学生进行传统理论计算与实验测量结果的对比分析，可以看出：在深度负反馈状态下，实验模块动态性能指标的传统理论计算值相较于实验测量值存在一定的计算误差；同时，在实验过程中，若调节 $R _ { \mathrm { f } }$ 和 $R _ { \mathrm { e } 2 }$ 使实验模块一直处于深度负反馈状态，此时实验模块动态性能指标的传统理论计算值仍具有与表 4 相似的计算误差问题。

何种原因导致传统理论计算值与实验测量值之间存在计算误差？采取何种合适的方法降低这种误差？这是实验中需要学生思考的问题，也是本文进行科研思维训练的主要内容。

2.2 计算误差原因分析——科学化问题

将问题一般化、科学化，并进行抽象概括，是对所凝练问题的本质升华与再认识，也是最终解决问题的前提，在科研活动中起到承上启下的作用。

2.2.1 误差原因一般化

本次实验分析中，从科研逻辑的严谨性、完整性角度出发，在前面讨论了深度负反馈状态之后，引导学生调节 $R _ { \mathrm { f } }$ 和 $R _ { \mathrm { e 2 } }$ ，使实验模块处于非深负反馈状态（ $A F = 1 { \overset { \vartriangle } { } { , } }$ ），并根据传统理论计算方法求出实验模块的动态性能指标，同时测量其实际值。传统理论计算和实验测量结果见表5。

表 5 非深负反馈下动态性能指标（ $\scriptstyle ( A F = 1$ ， $R _ { \mathrm { f } } { = } 2 \mathrm { k } \Omega )$ ）

根据表5，在非深负反馈状态下，实验模块动态性能指标的传统理论计算值相较于实验测量值的计算误差更加明显，甚至超过工程允许范围；同时，在实验过程中，若调节 $R _ { \mathrm { f } }$ 和 $R _ { \mathrm { e } 2 }$ 使实验模块一直处于非深负反馈状态，传统理论计算误差将呈现出随着反馈电阻降低而越来越大的趋势（见图5）。

图 5 非深负反馈下传统算法的计算误差（ $\scriptstyle ( A F = 1$ ）

因此，通过深度和非深负反馈状态分析可知：放大电路动态性能指标的传统理论计算值相较于实验测量值均存在一定的计算误差，该问题为负反馈放大电路分析中普遍存在的问题。

2.2.2 问题科学化

根据前述分析，非深状态下传统理论计算误差较深度状态下更加明显，且在非深状态下传统理论计算误差随反馈电阻减小而呈现增加趋势，故可以进一步概括得到“动态性能指标传统理论算法的计算误差与反馈深度及反馈电阻密切相关”的结果。

由于反馈深度主要通过调节反馈电阻 $R _ { \mathrm { f } }$ 和射极电阻 $R _ { \mathrm { e } 2 }$ 来实现， $R _ { \mathrm { f } }$ 和 $R _ { \mathrm { e } 2 }$ 构成了反馈电路，且反馈电阻 $R _ { \mathrm { f } }$ 本身就是反馈电路的一部分，这样“动态性能指标传统理论算法的计算误差与反馈深度及反馈电阻密切相关”可以科学化为“动态性能指标传统理论算法的计算误差与反馈电路密切相关”。

有文献指出反馈电路的输入、输出分别对基本放大电路的输出端、输入端形成负载效应, 但传统理论计算方法在求解基本放大电路及反馈电路的基本参数时，将基本放大电路与反馈电路机械拆分并独立计算，摒弃了基本放大电路与反馈电路之间的影响，从而导致最终的动态性能指标理论计算值与实验测量值存在一定的误差。本文实验结果也与上述分析相一致。

2.3 计算误差修正——集成交叉分析

技术路线是科学研究中为实现研究目标而构建的技术手段、具体步骤及方法等，建立技术路线是科研中解决问题的关键；集成交叉是科研活动中创新技术路线的重要方法之一，也是基础阶段学生进行科研活动时建立技术路线的主要手段。

2.3.1 集成交叉建立修正算法

本次实验分析中，借用“二端口网络理论”，将其集成交叉应用到反馈电路的分析中，引导学生把反馈电路看作由 $R _ { \mathrm { e } 2 }$ 和 $R _ { \mathrm { f } }$ 构成的二端口网络，此时实验模块简化为图 6。

图 6 实验模块简化框图

在图 6 中， $\nu _ { \mathrm { f } }$ 和 $\nu _ { 0 }$ 分别为二端口网络的输入电压和输出电压， $i _ { 1 }$ 和 $i _ { 2 }$ 分别为二端口的输入电流和输出电流；同时， $\nu _ { 0 }$ 也是基本放大电路的输出电压和反馈电路的采样电压， $i _ { 1 }$ 也是基本放大电路的输入电流和反馈电路的采样电流。根据二端口网络理论，以 $\nu _ { 0 }$ 和 $i _ { 1 }$ 为自变量，引导学生利用混合 H参数模型表征反馈电路中的 $\nu _ { \mathrm { f } }$ 和 $i _ { 2 }$ ：

$$ \left{ \begin{array} { l l } { \nu _ { \mathrm { f } } = f _ { 1 } ( i _ { 1 } , \nu _ { \mathrm { o } } ) = h _ { 1 1 } i _ { 1 } + h _ { 1 2 } \nu _ { \mathrm { o } } } \ { i _ { 2 } = f _ { 2 } ( i _ { 1 } , \nu _ { \mathrm { o } } ) = h _ { 2 1 } i _ { 1 } + h _ { 2 2 } \nu _ { \mathrm { o } } } \end{array} \right. $$

四个 $\mathrm { H }$ 参数分别为： $\begin{array} { c c } { { h _ { 1 1 } = \displaystyle \frac { \nu _ { \mathrm { f } } } { i _ { 1 } } | _ { \nu = 0 } = R _ { \mathrm { e } 2 } / / R _ { \mathrm { f } } ~ , ~ h _ { 1 2 } = \displaystyle \frac { \nu _ { \mathrm { f } } } { \nu _ { \mathrm { o } } } | _ { i 1 = 0 } = \displaystyle \frac { R _ { \mathrm { e } 2 } } { R _ { \mathrm { e } 2 } + R _ { \mathrm { f } } } } } \ { { h _ { ^ { } \mathrm { 1 } } = \displaystyle \frac { i _ { 2 } } { i _ { 1 } } | _ { \nu = 0 } = \displaystyle \frac { R _ { \mathrm { e } 2 } } { R _ { \mathrm { f } } + R _ { \mathrm { e } 2 } } , ~ h _ { _ { 2 2 } } = \displaystyle \frac { i _ { 2 } } { \nu _ { \mathrm { o } } } | _ { i = 0 } = \displaystyle \frac { 1 } { R _ { \mathrm { f } } + R _ { \mathrm { e } 2 } } } } \end{array}$

其中， $h _ { 1 1 } , \ h _ { 2 2 }$ 为参数电阻； $h _ { 1 2 } , \ h _ { 2 1 }$ 为参数系数，且 $h _ { 1 2 } \nu _ { 0 }$ 为输出电压 $\nu _ { 0 }$ 通过反馈电路在基本放大电路输入端产生的反馈电压，可用电压控制电压源表示； $h _ { 2 1 } i _ { 1 }$ 为输入电流 $i _ { 1 }$ 通过反馈电路在基本放大电路输出端产生的反馈电流，可用电流控制电流源表示。因此，实验模块可进一步等效为图 7。

图 7 基于 H 参数的实验模块等效框图

在图7所示的等效框图中，反馈电路产生的反馈电压 $h _ { 1 2 } V _ { 0 }$ 和反馈电流 $\dot { I } _ { 2 1 } \dot { I _ { 1 } }$ 分别通过二个 H参数电阻 $h _ { 1 1 }$ 和 $h _ { 2 2 }$ 与基本放大电路的输入端和输出端相连，这必将对基本放大电路的输入电阻、输出电阻及开环增益等基本参数造成影响，即产生负载效应。计及负载效应后，实验模块等效框图可修正为图8形式，该计算模型兼顾了基本放大电路和反馈电路之间的影响。

图 8 实验模块理论计算修正模型

2.3.2 修正算法实践

首先，根据理论计算修正模型（图8），分别求出实验模块中基本放大电路的开环增益、输入电阻和输出电阻的修正值 $A$ '、 $R _ { \mathrm { i } } ^ { \prime }$ 、 $R _ { 0 } ^ { \prime }$ ，以及反馈电路的反馈系数修正值 $F ^ { \prime }$ '，计算结果如式（5）。

$$ \left{ \begin{array} { l l } { A ^ { \prime } = \displaystyle \frac { - \beta [ R _ { \mathrm { c } } \nu / / R _ { \mathrm { b a } } / / R _ { \mathrm { b a } } / / r / r _ { \mathrm { b c } } ] } { r _ { \mathrm { b c } } + ( 1 + \beta _ { \mathrm { l } } ) ( R _ { \mathrm { c } } / / R _ { \mathrm { t } } ) } \times \displaystyle \frac { - \beta _ { \mathrm { r } } [ R _ { \mathrm { c } } / / ( R _ { \mathrm { t } } + R _ { \mathrm { c } } ) / / ( R _ { \mathrm { t } } ] } { r _ { \mathrm { b c } } } } \ { R _ { \mathrm { t } } ^ { \prime } = R _ { \mathrm { b i l } } / / R _ { \mathrm { b a } } / / \left{ r _ { \mathrm { b c } } + ( 1 + \beta _ { \mathrm { l } } ) ( R _ { \mathrm { c } } / / R _ { \mathrm { t } } ) \right} } \ { R _ { \mathrm { c } } ^ { \prime } = R _ { \mathrm { c } } \mathrm { / / } / ( R _ { \mathrm { t } } + R _ { \mathrm { c } } ) } \ { F ^ { \prime } = \displaystyle \frac { h _ { 1 2 } \nu _ { \mathrm { o } } } { \nu _ { \mathrm { o } } } = \displaystyle \frac { R _ { \mathrm { c } } } { R _ { \mathrm { c } ^ { 2 } } + R _ { \mathrm { t } } } } \end{array} \right. $$

然后，将公式（5）的计算结果代入式（1），即可得到实验模块动态性能指标 Af'、 $R _ { \mathrm { i f } } ^ { \prime }$ 和 $R _ { \mathrm { o f } } ^ { \prime }$ 的理论修正值。

调节调节 $R _ { \mathrm { f } }$ 和 $R _ { \mathrm { e } 2 }$ ，分别在相应的深度、非深状态下，求解实验模块动态性能指标的修正值，并绘制修正算法的计算误差与反馈电阻之间的关系。计算结果见表6、表7和图 9。

表 6 深度负反馈下动态性能指标的修正（AF=12，Rf=2kΩ）

表 7 非深负反馈下动态性能指标的修正（AF=1，Rf=2kΩ）

图 9 非深负反馈下修正算法的计算误差（ $. A F { = } 1 .$ ）

根据修正算法计算结果表6、表7 及图9，并分别与传统理论计算结果表 4、表5及图 7相比较，可以得到：传统算法修正后，负反馈放大电路动态性能指标的计算误差明显下降，且基本处于工程允许误差范围之内。这一结果说明了将“二端口网络理论”集成应用到负反馈放大电路的分析中，能够实现电路的等效拆分，有效降低了框图传统计算中的误差问题；同时也进一步说明了通过集成交叉建立技术路线的方法，能够有效解决工程中的实际问题。

2.4 其它反馈类型分析——理论推广演绎

科学归纳与推理能将已知的理论及方法从个别上升到普遍、从特殊上升到一般，它是获取知识的重要途径，也是现代科学研究的常用方法。

本次实验主要分析了电压串联型负反馈放大电路，但该电路仅是负反馈放大电路的类型之一。本次实验分析结束后，引导学生们把相应的理论及方法推广演绎到其它类型（电压并联、电流串联、电流并联）的负反馈放大电路中，从而得到更加普遍、一般的结论。经过推理演绎，不仅扩大了学生们的视野，拓展甚至重构了知识体系，还能使学生们体会到科学研究中推广演绎的强大作用。

9. 实验报告要求

需要学生在实验报告中反映的工作（如：实验需求分析、实现方案论证、理论推导计算、设计仿真分析、电路参数选择、实验过程设计、数据测量记录、数据处理分析、实验结果总结等等），如：

实验报告需要反映以下工作：

1）实验电路理论分析
2)理论计算与推导
3）设计仿真分析
4）理论分析与框图修正

10 考核要求与方法（限 300 字）

考核的节点、时间、标准及考核方法。

1）实验考核节点、时间和标准

要求学生实验课程结束前一周完成整个实验任务，提交实验报告，并进行汇报答辩。
基础任务要求：分析计算加入负反馈对放大电路性能指标影响；
拓展任务要求一：通过科研训练，理解反馈网络的负载效应，得出计及反馈效应的电路模型；
拓展任务要求二：设计负反馈放大电路，对输出波形进行谐波分析，实现信号不失真放大。

2）实验考核方法

根据任务观测点指导，对学生进行综合考核评价。教师根据线上资源学习记录、测评结果分析、难点问题统计，进行课前评价；课中教师根据学生随堂测试分析、热点交流问题统计、学生互动参与情况记录数据的分析，对课堂实施及时干预的同时对学生进行过程性评价；课后依据学生提交的实验报告、调试视频和数据分析进行总结性评价。

11 项目特色或创新（可空缺，限 150 字）

以基础课程实验教学为基础，以学生为主体、以教师为主导，创新教学理念及教学方法，在基础实验教学中训练学生“凝练问题、科学化问题、集成交叉分析、理论推广演绎”等科研思维方法，使学生在巩固理论认识的同时培养科研素质，实现了基础实验教学与科研素质培养相结合，发挥了基础实验教学在科研人才培养中的作用。