实验一单调谐回路谐振放大器仿真实验
一、实验原理
单调谐放大电路采用LC回路作为选频器的放大电路，它只有一个LC回路，调谐在一个频率上。本实验用三极管作为放大器件，LC并联谐振回路作为选频网络，构成一个基本的调谐回路小信号谐振放大器。电路谐振频率可通过CT进行调节。
由于仿真元器件数据库中没有自耦变压器，实际使用中可使用隔直流电容器耦合输出。
调谐放大器的增益与其动态范围成反比关系：放大器电压增益越高，其动态范围越小；电压增益越小，动态范围越宽。实验电路中的Re为提高电路工作点的稳定而接入的射极负反馈电阻，对其电路特性有重要影响。Re越大，负反馈越深，放大器增益越低，电路动态范围越大，通频带越宽，电路的选择性越差；Re越小，负反馈越浅，放大器增益越高，电路动态范围越小，通频带越小，电路的选择性越好。
共发电路的射极电阻Re具有电流负反馈作用，当Re两端不接电容Ce时，Re既有直流负反馈（起稳定直流工作点作用），又有交流负反馈作用（减小放大量，展宽频带）当Re 两端接入大容量电容Ce时，Re只有直流反馈，而没有交流负反馈的作用。当Re两端接入一定容量的Ce时，由于容抗Xc=1/ωc，随着频率的增加而下降，因而对频率中因极间电容和分布电容而损失的高频成分的放大有一定的补偿作用，Ce可称为高频补偿电容。
谐振回路的负载电阻R在电路中不影响电路的谐振频率，但影响谐振回路的效率。由于R的接入，回路的品质因数Q减小，谐振回路的效率降低，电路的通频带比无载时要宽，选择性变差。负载电阻R与回路的品质因数Q成正比。
二、实验内容
使用仿真软件完成如下仿真实验，结合实验电路分别仿真结果进行分析和总结。
1.电路直流工作点分析测试
电路中Re=1KΩ，使用“直流工作点分析”仿真测试晶体管的静态直流工作点。根据实验结果分析判断电路是否工作在放大状态。
V B
V CE
所以电路工作在放大状态
2.使用波特图仪对放大器动态频率特性进行测试
取Re=1K,分别选R=10K/2K/500Ω,信号源V1接电路输入端，取Vi=10mV，调节CT使回路谐振在10.7MHz，同时使用波特图仪进行测试确认，测量并记录电路增益、幅频特性曲线和3db带宽。观察分析Re取值对放大器频率特性的影响。
R=10K
R=2K
R=500
3. 使用“参数扫描分析”方法测试电路幅频特性
参数扫描（Parameter Sweep）分析可以在规定的范围内改变指定元器件参数，对电路的指定节点进行直流工作点分析、瞬态分析和交流频率特性等分析。
使用参数扫描分析方法测试放大器LC回路电阻R变化对幅频特性的影响。
启动“参数扫描分析”，“输出”设置为LC回路输出端，“扫描参数”选择电阻R，“扫描变量类型”选择为“指令列表”，参数分别设置为500Ω/2K/10K，“扫描分析”选择为“交流小信号分析”，同时进入“编辑分析”设置界面，设置“开始频率”和“终止频率”分别为5MHz和30MHz，纵坐标选择为“线性”，启动扫描。
观察分析放大器LC回路电阻R变化对幅频特性的影响。
4.使用“参数扫描分析”方法测试电路瞬态特性
使用“参数扫描分析”方法测试放大器LC回路电阻R变化对电路瞬态特性的影响。
这种测试分析方法与“瞬态分析”功能一样，只是这种方法可以一次测试并同时获得多个不同电路参数对应的输出结果，方便对输出结果进行分析和比较。
启动“参数扫描分析”，“输出”设置为LC回路输出端，“扫描参数”选择电阻R，“扫描变量类型”选择为“指令列表”，参数分别设置为500Ω/2K/10K，“扫描分析”选择为“瞬态分析”，同时进入“编辑分析”设置界面，设置“开始时间”和“终止时间”分别为0.001S 和0.0010005S，启动扫描。
观察分析放大器LC回路电阻R变化对电路瞬态特性的影响。
5.测试在谐振点（10.7MHz）处的Vi~Vo的动态范围
选R=10K，分别取Re=1K/500Ω/2K,信号源V1接电路输入端，取Vi=10mV、 10.7MHz，调节CT使回路谐振于10.7MHz，通过波特图仪测量并记录电路增益和幅频特性曲线。
Re=1K
Re=500
Re=2K
上步调试完成后，使用相同的测试条件，电路输出端接示波器，然后调节V1如下表所示，逐点记录V0电压，填入下表，进行比较和分析。测试过程中如输入信号幅度过大导致信号严重失真，则该点之后数据可终止测试。
实验一高频（单级、两级）小信号（单、双）调谐放大器 一、实验目的 1、掌握高频小信号调谐放大器的工作原理； 2、掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算方法。 二、实验内容 1、测量各放大器的电压增益； 三、实验仪器 BT-3扫频仪（选做）一台、20MHz示波器一台、数字式万用表一块、调试工具一套 四、实验基本原理 1、单级单调谐放大器 图1－1 单级单调谐放大器实验原理图 实验原理图如图1－1所示，本实验的输入信号（10.7MHz）由正弦波振荡器模块的石英晶体振荡器或高频信号源提供。信号从TP5处输入，从TP10处输出。调节电位器W3可改变三极管Q2的静态工作点，调节可调电容CC2和中周T2可改变谐振回路的幅频特性。 2、单级双调谐放大器 图1－2 单级双调谐放大器实验原理图 实验原理图如图1－2所示，单级双调谐放大器和单级单调谐放大器共用了一部分元器件。两个谐振回路通过电容C20（1nF）或C21（10 nF）耦合，若选择C20为耦合电容，则TP7接TP11；若选择C21为耦合电容，则TP7接TP12。 3、双级单调谐放大器 图1－3 双级单调谐放大器实验原理图 实验原理图如图1－3所示，若TP5处输入信号的峰峰值为几百毫伏，经过第一级放大器后可达几伏，此信号幅度远远超过了第二级放大器的动态范围，从而使第二级放大器无法发挥放大的作用。同时由于输入信号不可避免地存在谐波成分，经过第一级谐振放大器后，由于谐振回路频率特性的非理想性，放大器也会对残留的谐波成分进行放大。所以在第一级与第二级放大器之间又加了一个陶瓷滤波器（FL3），一方面滤除放大的谐波成分，另一方面使第二级放大器输入信号的幅度满足要求。 实验时若采用外置专用函数信号发生器，调节第一级放大器输入信号的幅度，使第一级放大器输出信号的幅度满足第二级放大器的输入要求，则第一级与第二级放大器之间可不用再经过FL3。 4、双级双调谐放大器 图1－4 双级双调谐放大器实验原理图 实验原理图如图1－4所示，第一级放大器两谐振回路的耦合电容（C20、C21）可选，第二级放大器两谐振回路的耦合电容不可选（固定为C26，1nF），两级放大器之间是否接FL3及相应原因与两级单调谐放大器相同。
单管放大电路实验报告 电03 王剑晓 2010010929 单管放大电路报告
一、实验目的 (1)掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法； (2)掌握放大电路主要性能指标的测量方法； (3)了解直流工作点对放大电路动态特性的影响； (4)掌握发射极负反馈电阻对放大电路动态特性的影响； (5)掌握信号源内阻R S对放大电路频带（上下截止频率）的影响； 二、实验电路与实验原理 实验电路如课本P77所示。 图中可变电阻R W是为调节晶体管静态工作点而设置的。 （1）静态工作点的估算与调整； 将图中基极偏置电路V CC、R B1、R B2用戴维南定理等效成电压源，得到直流通路， 如下图1.2所示。其开路电压V BB和内阻R B分别为： V BB= R B2/( R B1+R B2)* V CC; R B= R B1// R B2; 所以由输入特性可得： V BB= R B I BQ+U BEQ+(R E1+ R E2)(1+Β) I BQ; 即：I BQ=（V BB- U BEQ）/[Β(R E1+ R E2)+ R B]; 因此，由晶体管特性可知： I CQ=ΒI BQ； 由输出回路知： V CC= R C I CQ + U CEQ+(R E1+ R E2) I EQ; 整理得： U CEQ= V CC-(R E1+ R E2+ R C) I CQ； 分析：当R w变化（以下以增大为例）时，R B1增大，R B增大，I BQ减小；I CQ减小； U CEQ增大，但需要防止出现顶部失真；若R w减小变化相反，需要考虑底部失真（截 止失真）； （2）放大电路的电压增益、输入电阻和输出电阻 做出电路的交流微变等效模型： 则： 电压增益A i=U O/U i=-?（R C// R L）/r be; 输入电阻R i=R B1//R B2//r be； 输出电阻R O= R C; 其中r be=r bb’+(1+?)U T/ I EQ,体现了直流工作点对动态特性的影响； 分析：当R C、R L选定后，电压增益主要决定于r be，受到I EQ，即直流工作点的影 响。由上面对直流工作点的分析可知，R w变化（以下以增大为例）时I CQ减小， 那么r be增大，电压增益A i减小，输入电阻R i增大，输出电阻R O基本不变，与直 流无关； 如果将发射极旁路电容C E改为与R E2并联，R E1成为交流负反馈电阻，电路的动态 参数分别变为 电压增益A i=U O/U i=-?（R C// R L）/[r be+(1+?) R E1];
实验二双调谐回路谐振放大器实验 一、实验目的: 1. 进一步熟悉高频电路实验箱; 2. 熟悉双调谐回路放大器幅频特性分析方法; 二、预习要求: 1. 复习谐振回路的工作原理; 2. 了解实验电路中各元件作用; 3.了解双调谐回路谐振放大器与单调谐回路谐振放大器的异同之处。 三、实验电路说明: 本实验电路如图 2-1所示。 图 2-1
W、 R1、 R2和 Re1为直流偏置电路,调节 W 可改变直流工作点。 C2、 C3、L1、 C10、 C9、 L2构成双谐振回路, C7、 C8为耦合电容。 RL 为负载电阻。 四、实验仪器: 1. 双踪示波器 2. 数字频率计 3. 实验箱及单、双调谐放大模块 4、高频信号发生器 五、实验内容和步骤: 1. 测量双调谐回路谐振放大器的频率特性: 1拨动开关 K1,选中 C7=8p;拨动开关 K2至“ RL ”档; 2检查无误后接通电源; 3高频信号源输出端接到双调谐回路谐振放大器电路的输入端 TP1,示波器接电路输出端 TP3; 4使高频信号源的正弦信号输出幅度为 300mV 左右 (峰峰值 ,输出频率在 8MHz ,反复调节 C2、 C10、 W 使双调谐回路谐振放大器的输出电压幅度最大且波形不失真; 5 以此时回路的谐振频率 8MHz 为中心频率,保持高频信号源的信号 输出幅度不变, 改变频率由中心频率向两边偏离, 测得在不同频率时对应的输出电压 表 2-1
6 选 C8=12pF,重复第 3---5 步的过程。 六、实验报告要求: 1.画出实验电路的交流等效电路; 2. 整理各实验步骤所得的数据和图形, 绘制出双调谐回路接不同耦合电容时的幅频特性和通频带,分析原因; 3.比较单、双调谐回路的优缺点。 4.谈谈实验的心得体会。
题目：音频功率放大器电路 音频功率放大器设计任务 1、基本要求 （1）频带范围 200Hz —— 10KHz，失真度 < 5%。 （2）电压增益 >= 20dB。 （3）输出功率 >= 1 W (8欧姆负载)。 （4）功率放大电路部分使用分立元件设计。 发挥部分 （1）增加音调控制电路。 （2）增加话筒输入接口，灵敏度 5mV，输入阻抗 >> 20 欧姆。 （3）输出功率 >= 10W (8欧姆负载)。 （4）其他。 目录 1 引言····························································· 2 总体设计方案·····················································2.1 设计思路······················································· 2.2 总体设计框图··················································· 3 设计原理分析·····················································3.1设计总原理图 3.2设计的PCB电路图 ··· 1 引言 在现代音响普及中，人们因生活层次、文化习俗、音乐修养、欣赏口味的不同，令对相同电气指标的音响设备得出不同的评价。所以，就高保真度功放而言，应该达到电气指标与实际听音指标的平衡与统一。
音频功率放大器是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力，无论从线路技术还是元器件方面，乃至于思想认识上都取得了长足的进步。本次设计旨在熟悉设计流程，达到基本指标。 2 总体方案 根据实验要求，本次设计主要是也能够是用集成功放TDA2030为主的电路 一、电路工作原理 图1所示电路为音频功率放大器原理图，其中TDA2030是高保真集成功率放大器芯片，输出功率大于10W，频率响应为10~1400Hz，输出电流峰值最大可达3.5A。其内部电路包含输入级、中间级和输出级，且有短路保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠。TDA2030使用方便、外围所需元器少，一般不需要调试即可成功。 RP是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R1是TDA2030同相输入端偏置电阻。 R2、R3决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为 （R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍，C2起隔直流作用，以使电路直流为100%负反馈。静态工作点稳定性好。 C4、C5为电源高频旁路电容，防止电路产生自激振荡。R4、R5称为茹贝网路，用以在电路接有感性负载扬声器时，保证高频稳定性。VD1、VD2是保护二极管，防止输出电压峰值损坏集成块TDA2030。 2．电流反馈 电流反馈是指在一个反馈电路中，若反馈量与输出电流成正比则为电流反馈;若反馈量与输出电压成正比则为电压反馈。通常可以采用负载短路法来判断。 从概念上说，若反馈量与输出电压（有时不一定是输出电压，而是取样处的电压）成正比则为电压反馈；若反馈量与输出电流（有时不一定是输出电流，而是取样处的电流）成正比则为电流反馈。在判断电压反馈和电流反馈时，除了上述方法外，也可以采用负载短路法。负载短路法实际上是一种反向推理法，假设将放大电路的负载电阻RL短路（此时，），若
实验一高频小信号单调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号单调谐放大器的基本工作原理； 2.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算； 3.了解高频单调谐小信号放大器动态范围的测试方法； 4.了解BT3C-B频率特性测试仪的使用方法。 二、实验原理 图1 高频小信号调谐放大器电路 小信号单谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1所示。该电路由晶体管G1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。基极偏置电阻W3、R22、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放
大倍数A u0，放大器的通频带BW 0.7及选择性（通常用矩形系数K 0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f 0称为放大器的谐振频率，对于图1所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑ = LC f π 210 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量； ∑C 为调谐回路的总电容，∑C 的表达式为 2 1oe C C n C ∑=+ 式中， C oe 为晶体管的输出电容； n 1为初级线圈抽头系数；n 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T1的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A u0称为调谐放大器的电压放大倍数。A u0的表达式为 1212002 2 120 fe fe u i oe L e n n y n n y u A u g n g n g g ∑ --=- = = ++ 式中，∑g 为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是y fe 本身也是一个复 数，所以谐振时输出电压u 0与输入电压u i 相位差不是180o 而是为180o+Φfe 。 A u0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1中输出信号u 0及输入信号u i 的大小，则电压放大倍数A u0由下式计算： A u0 = u 0 / u i 或 A u0 = 20 lg (u 0 /u i ) d B 3.通频带
仿真实验报告册 仿真实验课程名称：模拟电子技术实验仿真仿真实验项目名称：共射极单管放大器 仿真类型（填■）：（基础■、综合□、设计□） 院系：专业班级： 姓名：学号： 指导老师：完成时间： 成绩：
一、实验目的 （1）掌握放大器静态工作点的调试方法，熟悉静态工作点对放大器性能的影响。 （2）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 （3）熟悉低频电子线路实验设备，进一步掌握常用电子仪器的使用方法。 二、实验设备及材料 函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、万用表、直流稳压电源、实验电路板。 三、实验原理 电阻分压式共射极单管放大器电路如图所示。它的偏置电路采用（R W +R 1）和R 2组成的分压电路，发射极接有电阻R 4（R E ），稳定放大器的静态工作点。在放大器的输入端加入输入微小的正弦信号U i ，经过放大在输出端即有与U i 相位相反，幅值被放大了的输出信号U o ，从而实现了电压放大。 在图电路中，当流过偏置电阻R 1和R 2的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式进行估算（其中U CC 为电源电压）： CC 21W 2 BQ ≈ U R R R R U ++ （3-2-1） C 4 BE B EQ ≈I R U U I -= （3-2-2） )(43C CC CEQ R R I U U +=- （3-2-3） 电压放大倍数 be L 3u ||=r R R β A - （3-2-4） 输入电阻 be 21W i ||||)(r R R R R += （3-2-5） 图 共射极单管放大器
音频功率放大器实验报告_音频功率放大器课程设计报告 本科实验报告 课程名称：姓名：学院：系：专业：学号：指导教师： 电子电路安装与调试 信息与电子工程学院 电子科学与技术 一、实验目的二、实验任务与要求 三、实验方案设计与实验参数计算（3.1 总体设计、3.2 各功能电路设计与计算、3.3完整的实验电路……）四、主要仪器设备五、实验步骤与过程六、实验调试、实验数据记录七、实验结果和分析处理八、讨论、心得 一、实验目的 1、学习并初步掌握音频功率放大器的设计、调试方法。 2、学习并掌握电路布线、元器件安装和焊接。 3、掌握音频功率放大器各项主要性能及指标的调试方法。 二、实验任务与要求 1、设计 (1)设计一音频功率放大器，使其达到如下主要技术指标：负载阻抗：R L =4Ω额定功率：P o =10W 带宽：BW ≥(50~15000) Hz 音调控制： 低音：100Hz ±12dB 高音：10kHz ±12dB 失真度：γ≤3% 输入灵敏度：U " i (2)设计满足以上设计要求的稳压电源。 2、在Altium Designer中画出原理图, 并进行PCB 板的编辑与设计。 3、根据给定的功率放大器的原理图（三），做如下工作： （1）分析计算晶体管前置放大器的直流工作电压、电流、输入电阻、输出电阻、各级放大器的交流增益。 （2）分析音调控制电路的工作原理，计算4个极端情况下的交流增益。（3）安装实验电路板 （4）调试和测试实验电路的增益、频响特性曲线、输入电阻和输出电阻、以及改变某实验名称：音频功率放大器的设计、安装和调试姓名：陈肖苇学号：3140104580_ 些电路参数后的性能测试（电路图中括号内的数字）。 （5）分析实验数据，并与理论计算值比较，讨论二者之间的误差和产生误差的原因。三、实验原理和实验方案设计 作为音频放大器的音源部分，其输出电平既有高至数百毫伏（如调谐器：50~500mV，线路输出：100~500mV），也有低至1mV （如话筒：1~5mV），相差达几百倍。音频放大器就是要把这些不同大小的音源放大后驱动喇叭，发出同等强度的声音。因此，根据不同音源的需要，可以画出音频放大器的原理框图，如图1所示。 P.2 装订线 图1音频功率放大器框图 1、各部分电路电压增益的确定 根据额定输出功率P o =10W和负载R L =4Ω，可求得输出电压为 ： V o ===6.32V 所以整机中频电压增益为：A O um =
晶体管共射极单管放大 电路实验报告 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
实验二 晶体管共射极单管放大器 一、实验目的 1．学会放大器静态工作点的调式方法和测量方法。 2．掌握放大器电压放大倍数的测试方法及放大器参数对放大倍数的影 响。 3．熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 图2—1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。偏置电阻R B1、R B2组成分压电路，并在发射极中接有电阻R E ，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号后，在放大器的输出端便可得到一个与输入信号相位相反、幅值被放大了的输出信号，从而实现了电压放大。 三、实验设备 1、信号发生器 2、双踪示波器 3、交流毫伏表 4、模拟电路实验箱 5、万用表 四、实验内容 1．测量静态工作点 实验电路如图2—1所示，它的静态工作点估算方法为： U B ≈ 2 11B B CC B R R U R +?
图2—1 共射极单管放大器实验电路图 I E ＝ E BE B R U U -≈Ic U CE = U C C －I C （R C ＋R E ） 实验中测量放大器的静态工作点，应在输入信号为零的情况下进行。 1）没通电前，将放大器输入端与地端短接，接好电源线（注意12V 电源位置）。 2）检查接线无误后，接通电源。 3）用万用表的直流10V 挡测量U E = 2V 左右，如果偏差太大可调节静态工作点（电位器RP ）。然后测量U B 、U C ，记入表2—1中。 表2—1 测 量 值 计 算 值 U B （V ） U E （V ） U C （V ） R B2（K Ω） U BE （V ） U CE （V ） I C （mA ） 2 60 2 B2所有测量结果记入表2—1中。 5）根据实验结果可用：I C ≈I E ＝ E E R U 或I C ＝C C CC R U U -
课程设计 课程名称模拟电子技术 题目名称功率放大器 专业班级12网络工程本2 学生姓名郭能 学号51202032019 指导教师孙艳孙长伟 二○一三年十二月二十三日 目录 引言 (2)
一、设计任务与要求 (2) 1.1 设计任务 (2) 1.2 设计要求 (2) 二、方案设计 (3) 三、总原理图及元器件清单 (4) 四、电路仿真与调试 (6) 五、性能测试与分析 (7) 六、总结 (8) 七、参考文献 (8)
OTL功率放大器 引言：OTL(Output transformerless )电路是一种没有输出变压器的功率放大电路。过去大功率的功率放大器多采用变压器耦合方式，以解决阻抗变换问题，使电路得到最佳负载值。但是，这种电路有体积大、笨重、频率特性不好等缺点，目前已较少使用。OTL电路不再用输出变压器，而采用输出电容与负载连接的互补对称功率放大电路，使电路轻便、适于电路的集成化，只要输出电容的容量足够大，电路的频率特性也能保证，是目前常见的一种功率放大电路。它的特点是：采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)，有输出电容，单电源供电，电路轻便可靠。两组串联的输出中点”可理解为采用互补对称电路(NPN、PNP参数一致，互补对称，均为射随组态，串联，中间两管子的射极作为输出)。 1：设计任务与要求 1.1设计任务： 1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。 2．培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 3．掌握OTL音频功率放大器的设计方法，基本工作原理和性能指标测试方法。 4. 通过一个OTL功率放大器的设计、安装和调试，进一步加深对互补对称功率放大电路的理解，增强实际动手能力。 1.2 设计要求： 1.设计时要综合考虑实用，经济并满足性能指标的要求，合理选用元器件。 2.广泛查阅相关的资料，不懂的地方积极向老师同学请教，讨论。认真独立的完成课题的设计。 3.按时完成课程设计并提交设计报告。 2：方案设计 要求设计一个由二极管，三极管，电容，电阻等元件组合而成的OTL音频功
华中科技大学 《电子线路设计、测试与实验》实验报告 实验名称：单管放大电路的设计与实现 院（系）： 专业班级： 姓名： 学号： 时间： 地点：华中科技大学南一楼 实验成绩： 指导教师：
一、实验目的 1.掌握单管放大电路的工作原理。 2.掌握MOSFET共源放大电路以及BJT共射放大电路静态工作点的设置与调整方法。 3.了解电路参数变化对于电路静态工作点的影响。 4.学习使用PSpice或Multisim软件对模拟电子电路进行仿真分析。 5.掌握BJT单极共射放大电路主要性能指标（A v、R i、R o）的测量方法。 二、实验元器件 类型型号（参数）数量 三极管9013 1只 电位器100kΩ1只 电阻51Ω、1kΩ、100kΩ各1只； 10kΩ、10kΩ各2只； 电容10μF 2只 47μF 1只 三、实验原理及参考电路 1.参考电路 实验电路如图1所示。该电路采用自动稳定工作点的分压式射极偏置电路，其温度稳定性好。 图1 2.静态工作点的估算与调整 静态工作点是指输入交流信号为零时三极管的基极电流IBE、集电极电流I CQ、和管压降V CEQ。 根据上图所示的直流通路可得出： 开路电压V BB = R b12V CC/（R b11+R b12） 内阻R B = R b11//R b12
则I BQ =（V BB–V BEQ）/( R B +(1+β)( R e1 +R e2)) I CQ = βI BQ V CEQ ≈ V CC – (R C + R e1 +R e2)I CQ 当管子确定后，改变V CC、R B、R B2、R C、（或R E）中任一参数值，都会导致静态工作点的变化。当电路参数确定后，静态工作点主要通过R P调整。工作点偏高，输出信号易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生截止失真。但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的表态损耗。 3.放大电路电压增益的测量 放大电路电压增益A v 是指输出电压与输入电压的有效值之比，即 A v =V o /V i。 对于该电路，放大电路的电压增益A v 为 A v= -β(R C // R L) /( r be + (1 + β)R e1) 当三极管跟负载电阻选定后，A v主要取决于静态工作点I CQ。 4.输入电阻的测量 对于上述参考电路图所示参数，放大电路输入电阻为： R i = R b11//R b12//[r be + (1 + β)R e1] 三极管输入电阻r be 为： r be = 300 + (1+β)CQ 测量原理为：在信号源与放大电路之间串一个已知阻值的电阻R,用万用表分别测出R 两端的电压V S，和V i，则输入电阻为： Ri = Vi / Ii = Vi R /( V s- V i) 5.输出电阻的测量 输出电阻的测量原理为：用万用表分别测量放大器的开路电压V O和负载电阻上的电压V OL，则输出电阻R O可通过计算求得。 R O =( V O – V OL)R L /V OL 当R L = R O 时，测量误差最小。 6.幅频特性的测量 放大器的幅频特性是指放大器的增益与输入信号频率之间的关系曲线。一般用逐点法进行测量。在保持输入信号幅值不变的情况下，改变输入信号的频率，住店测量不同频率点的电压增益。利用各点数据，在单对数坐标纸上描绘出幅频特性曲
实验一高频小信号调谐放大器实验 一、实验目的 1.掌握小信号调谐放大器的基本工作原理； 2.掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算； 3.了解高频小信号放大器动态范围的测试方法； 二、实验原理 1-1a1-1b （一）单调谐放大器 小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。其实验单元电路如图1-1（a）所示。该电路由晶体管Q1、选频回路T1二部分组成。它不仅对高频小信号进行放大，而且还有一定的选频作用。本实验中输入信号的频率f S＝12MHz。基极偏置电阻W3、R22、R4和射极电阻R5决定晶体管的静态工作点。可变电阻W3改变基极偏置电阻将改变晶体管的静态工作点，从而可以改变放大器的增益。 表征高频小信号调谐放大器的主要性能指标有谐振频率f0，谐振电压放大倍数A v0，放大器的通频带BW及选择性（通常用矩形系数K r0.1来表示）等。 放大器各项性能指标及测量方法如下： 1.谐振频率 放大器的调谐回路谐振时所对应的频率f0称为放大器的谐振频率，对
于图1-1（a ）所示电路（也是以下各项指标所对应电路），f 0的表达式为 ∑ = LC f π210 式中，L 为调谐回路电感线圈的电感量； ∑C 为调谐回路的总电容，∑C 的表达式为 ie oe C P C P C C 2221++=∑ 式中，C oe 为晶体管的输出电容；C ie 为晶体管的输入电容；P 1为初级线圈抽头系数；P 2为次级线圈抽头系数。 谐振频率f 0的测量方法是： 用扫频仪作为测量仪器，测出电路的幅频特性曲线，调变压器T 的磁芯，使电压谐振曲线的峰值出现在规定的谐振频率点f 0。 2.电压放大倍数 放大器的谐振回路谐振时，所对应的电压放大倍数A V0称为调谐放大器的电压放大倍数。A V0的表达式为 G g p g p y p p g y p p v v A ie oe fe fe i V ++-=-=- =∑2 22 1212100 式中，∑g 为谐振回路谐振时的总电导。要注意的是y fe 本身也是一个复数，所以谐振时输出电压V 0与输入电压V i 相位差不是180o而是为180o+Φfe 。 A V0的测量方法是：在谐振回路已处于谐振状态时，用高频电压表测量图1-1（a ）中输出信号V 0及输入信号V i 的大小，则电压放大倍数A V0由下式计算： A V0=V 0/V i 或A V0=20 lg (V 0/V i ) d B 3.通频带 由于谐振回路的选频作用，当工作频率偏离谐振频率时，放大器的电压放大倍数下降，习惯上称电压放大倍数A V 下降到谐振电压放大倍数A V0的0.707倍时所对应的频率偏移称为放大器的通频带BW ，其表达式为
一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出；
（5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，
实验2 双调谐回路谐振放大器 —、实验准备 1．做本实验时应具备的知识点： ●双调谐回路 ●电容耦合双调谐回路谐振放大器 ●放大器动态范围 2．做本实验时所用到的仪器： ●双调谐回路谐振放大器模块 ●双踪示波器 ●万用表 ●频率计 ●高频信号源 二、实验目的 1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2．熟悉耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响； 3．了解放大器动态范围的概念和测量方法。 三、实验内容 1．采用点测法测量双调谐放大器的幅频特性； 2．用示波器观察耦合电容对双调谐回路放大器幅频特性的影响； 3．用示波器观察放大器动态范围。
四、基本原理 1．双调谐回路谐振放大器原理 顾名思义，双调谐回路是指有两个调谐回路：一个靠近“信源”端（如晶体管输出端），称为初级；另一个靠近“负载”端（如下级输入端），称为次级。两者之间，可采用互感耦合，或电容耦合。与单调谐回路相比，双调谐回路的矩形系数较小，即：它的谐振特性曲线更接近于矩形。电容耦合双调谐回路谐振放大器原理图如图2-1所示。 与图1-1相比，两者都采用了分压偏置电路，放大器均工作于甲类，但图2-1中有两个谐振回路：L1、C1组成了初级回路，L2、C2组成了次级回路；两者之间并无互感耦合（必要时，可分别对L1、L2加以屏蔽），而是由电容C3进行耦合，故称为电容耦合。 2．双调谐回路谐振放大器实验电路 双调谐回路谐振放大器实验电路如图2-2所示，其基本部分与图2-1相同。图中，2C04、2C11用来对初、次级回路调谐，2K02用以改变耦合电容数值，以改变耦合程度。2K01用以改变集电极负载。2K03用来改变放大器输入信号，当2K03往上拨时，放大器输入信号为来自天线上的信号，2K03往下拨时放大器的输入信号为直接送入。 图 2-2 双调谐回路谐振放大器实验电路 五、实验步骤 1．实验准备 在实验箱主板上插上双调谐回路谐振放大器模块。接通实验箱上电源开关，按下模块上
实验报告 课程名称： 电路与模拟电子技术实验 指导老师： 成绩：__________________ 实验名称： 音频功率放大电路 实验类型： 研究探索型实验 同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求 1、理解音频功率放大电路的工作原理。 2、学习手工焊接和电路布局组装方法。 3、提高电子电路的综合调试能力。 4、通过myDAQ 来分析理论数据和实际数据之间的关系。 二、实验内容和原理（必填） 音频功率放大电路，也即音响系统放大器，用于对音频信号的处理和放大。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分。 作为音响系统中的放大设备，它接受的信号源有多种形式，通常有话筒输出、唱机输出、录音输出和调谐器输出。它们的输出信号差异很大，因此，音频功放电路中设置前置放大级以适应不同信号源的输入。 为了满足听众对频响的要求和弥补设置了音调控制放大器，希望能对高音、低音部分的频率特性进行调节扬声器系统的频率响应不足，。 为了充分地推动扬声器，通常音响系统中的功率放大器能输出数十瓦以上功率，而高级音响系统的功放最大输出功率可达几百瓦以上。 扩音机的整机电路如下图所示，按其构成，可分为前置放大级，音调控制级和功率放大级三部分。 装 订 线
前置放大电路： 前置放大级输入阻抗较高，输出阻抗较低。前置放大级的性能对整个音频功放电路的影响很大，为了减小噪声，前置级通常要选用低噪声的运放。 由A1组成的前置放大电路是一个电压串联负反馈同相输入比例放大器。 理想闭环电压放大倍数为：23 1R R A vf + = 输入电阻：1R R if = 输出电阻：0of =R 功率放大级： 对于功率放大级，除了输出功率应满足技术指标外，还要求电路的效率高、非线性失真小、输出与音箱负载相匹配，否则将会影响放音效果。 集成功率放大器通常有OTL 和OCL 两种电路结构形式。OTL 功放的优点是只需单电源供电，缺点是输出要通过大电容与负载耦合，因此低频响应较差；OCL 功放的优点是输出与负载可直接耦合，频响特性较好，但需要用双电源供电。（实验室提供本功能模块） 本实验电路的功率放大级由集成功率器件TDA2030A 连成OCL 电路输出形式。 TDA2030A 功率集成电路具有转换速率高，失真小，输出功率大，外围电路简单等特点，采用5脚塑料封装结构。其中1脚为同相输入端；2脚为反相输入端；3脚为负电源；4脚为输出端； 5脚为正电源。 功放级电路中，电容C15、C16用作电源滤波。D1和D2为防止输出端的瞬时过电压损坏芯片的保护二极管。R11、C10为输出端校正网络以补偿感性负载，其作用是把扬声器的电感性负载补偿接近纯电阻性，避免自激和过电压。 图中通过R10、R9、C9引入了深度交直流电压串联负反馈。由于接入C9，直流反馈系数F ′＝1。对于交流信号而言，
实验二晶体管共射极单管放大器 一、实验目得 1．学会放大器静态工作点得调式方法与测量方法。 2．掌握放大器电压放大倍数得测试方法及放大器参数对放大倍数得影响。 3．熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备得使用。 二、实验原理 图２—1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。偏置电阻R B1、R B2组成分压电路,并在发射极中接有电阻R E,以稳定放大器得静 态工作点。当在放大器得输入端加入输入信号后,在放大器得输出端便可 得到一个与输入信号相位相反、幅值被放大了得输出信号,从而实现了电 压放大。 三、实验设备 1、信号发生器 2、双踪示波器 3、交流毫伏表 4、模拟电路实验箱 5、万用表 四、实验内容 1．测量静态工作点 实验电路如图２—1所示,它得静态工作点估算方法为: ＵB≈
图２—１共射极单管放大器实验电路图 I E=≈Ｉｃ U CE＝UＣC－I C(ＲＣ+RＥ） 实验中测量放大器得静态工作点,应在输入信号为零得情况下进行。 1）没通电前,将放大器输入端与地端短接,接好电源线（注意12V电源位置)。 2）检查接线无误后,接通电源。 3）用万用表得直流10V挡测量ＵE =２V左右,如果偏差太大可调节静态工作点(电位器ＲP)。然后测量U B、U C,记入表２—1中。 表2—１ 测量值计算值UＢ(V) UＥ(V) ＵC(Ｖ）R B2(ＫΩ）U BE(Ｖ) UＣE(Ｖ) I C(mA) 2、６ 2 7、2 60 0、6 ５、２ 2 Ｂ2 量结果记入表2—１中。 5）根据实验结果可用：I C≈I E＝或I C= ＵBE＝U B-U E U CE＝U C－UＥ 计算出放大器得静态工作点。 2．测量电压放大倍数
实验报告 姓名： 学号： 日期： 成绩 ： 课程名称 模拟电子实验 实验室名称 模电实验室 实验 名称 低频功率放大器 同组 同学 指导 老师 一、实验目的 1、进一步理解OTL 功率放大器的工作原理 2、学会OTL 电路的调试及主要性能指标的测试方法 二、实验原理 图7－1所示为OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管T 1组成推动级（也称前置放大级），T 2、T 3是一对参数对称的NPN 和PNP 型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL 功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具 图7－1 OTL 功率放大器实验电路 有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T 1管工作于甲类状态，它的集电极电流I C1由电位器R W1进行调节。I C1 的一部分流经电位器R W2及二极管
D ， 给T 2、T 3提供偏压。调节R W2，可以使T 2、T 3得到合适的静态电流而工作于甲、 乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A 的电位CC A U 21 U =，可以 通过调节R W1来实现，又由于R W1的一端接在A 点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。 当输入正弦交流信号u i 时，经T 1放大、倒相后同时作用于T 2、T 3的基极，u i 的负半周使T 2管导通（T 3管截止），有电流通过负载R L ，同时向电容C 0充电，在u i 的正半周，T 3导通（T 2截止），则已充好电的电容器C 0起着电源的作用，通过负载R L 放电，这样在R L 上就得到完整的正弦波。 C 2和R 构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。 OTL 电路的主要性能指标 1、最大不失真输出功率P 0m 理想情况下，L 2CC om R U 81P =，在实验中可通过测量R L 两端的电压有效值，来 求得实际的L 2 O om R U P =。 2、 效率η 100%P P ηE om = P E —直流电源供给的平均功率 理想情况下，ηmax ＝ 78.5％ 。在实验中，可测量电源供给的平均电流I dC ， 从而求得P E ＝U CC ·I dC ，负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。 3、 频率响应 详见实验二有关部分内容 4、 输入灵敏度 输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号U i 之值。 三、实验设备与器件 1、 ＋5V 直流电源 5、 直流电压表 2、 函数信号发生器 6、 直流毫安表
单管放大电路实验报告
电03 王剑晓 2010010929 单管放大电路报告 一、实验目的 (1)掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法； (2)掌握放大电路主要性能指标的测量方法； (3)了解直流工作点对放大电路动态特性的影响； (4)掌握发射极负反馈电阻对放大电路动态特性的影响； (5)掌握信号源内阻R S对放大电路频带（上下截止频率）的影响； 二、实验电路与实验原理
实验电路如课本P77所示。 图中可变电阻R W是为调节晶体管静态工作点而设置的。 （1）静态工作点的估算与调整； 将图中基极偏置电路V CC、R B1、R B2用戴维南定理等效成电压源，得到直流通路， 如下图1.2所示。其开路电压V BB和内阻R B分别为： V BB= R B2/( R B1+R B2)* V CC; R B= R B1// R B2; 所以由输入特性可得： V BB= R B I BQ+U BEQ+(R E1+ R E2)(1+Β) I BQ; 即：I BQ=（V BB- U BEQ）/[Β(R E1+ R E2)+ R B]; 因此，由晶体管特性可知： I CQ=ΒI BQ； 由输出回路知： V CC= R C I CQ + U CEQ+(R E1+ R E2) I EQ; 整理得： U CEQ= V CC-(R E1+ R E2+ R C) I CQ； 分析：当R w变化（以下以增大为例）时，R B1增大，R B增大，I BQ减小；I CQ减 小；U CEQ增大，但需要防止出现顶部失真；若R w减小变化相反，需要考虑底部 失真（截止失真）； （2）放大电路的电压增益、输入电阻和输出电阻 做出电路的交流微变等效模型： 则：
实验一单调谐回路谐振放大器 一、实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱。 2.熟悉谐振回路的幅频特性—通频带与选择性。 3.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带的扩展方法。 4.熟悉和了解单调谐回路谐振放大器的性能指标和测量方法。 二、实验仪器 1.双踪示波器 2.扫频仪 3.高频信号发生器 4.数字频率计 5.万用表 6.实验板G1 三、预习要求 1.复习谐振回路的工作原理。 2.了解谐振放大器的电压放大倍数、动态范围、通频带及选择性相互之间的关系。 3.实验电路中，若电感量L＝1μh，回路总电容C＝220pf（分布电容包括在内），计算 回路中心频率f0。 四、实验内容及步骤 1.实验电路见图1－l （1）按图1-1所示连接 电路（注意接线前先测量 +12V电源电压，无误后， 关断电源再接线）。 （2）接线后仔细检查， 确认无误后接通电源。 2.静态测量 实验电路中选R e=1K 测量各静态工作点，计算 并填表1.1。 表1.1
原因：当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数β＝ΔIc/ΔIb，这时三极管处放大状态。 *V B，V E是三极管的基极和发射极对地直流电压。 3. 动态研究 （l）测量放大器（谐振时）V O的动态范围（Vi的数值见表中所示） 选R＝10K，R e＝IK。把高频信号发生器接到电路输入端，电路输出端接示波器，选择正常放大区的输入电压Vi，调节频率f使其为10.7MHz，调节C T使回路谐振，使输出电压幅度为最大。此时调节Vi由峰峰值10毫伏变到210毫伏，逐点记录入V O电压，并填入表1.2。Vi的各点测量值可根据（各自）实测情况来确定。 （2）当Re分别为500Ω、2K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。在同一坐标纸上画出R不同时V0的动态范围曲线，并进行比较和分析。 （3）用扫频仪调回路谐振曲线。 仍选R=10K，Re=1K。将扫频仪射频输出送入电路输入端，电路输出接至扫频仪检波器输入端。观察回路谐振曲线（扫频仪输出衰减档位应根据实际情况来选择适当位置），调回路电容C T，使f0=10.7MHz。 （4）测量放大器的频率特性 当回路电阻R＝10K时，选择正常放大区的输入电压Vi，将高频信号发生器输出瑞接至电路输入端，调节频率f使其为10.7MHz，调节C T使回路谐振，使输出电压幅度为最大，此时的回路谐振频率f0＝10.7MHz为中心频率，然后保持输入电压Vi不变，改变频率f由中心频率向两边逐点偏离，测得在不同频率f时对应的输出电压V0，将测得的数据填入表1.3。频率偏离范围可根据（各自）实测情况来确定。 测得f0=11.7MHz。 表1.3