选频放大器理论分析与设计
实际应用中的某些场合。例如收音机、电视接收机的中频放大器，信号弹的频谱集中在某一中心频率F0左右的狭小范围内，此时，放大器最好具有如
图5.2-28A所示的频率响应特性。这样，在通频带内信号得到大失真放大，而通带之外的其他无用的干扰则补放大滤除，实现了对某一通带的频率信号有选择地放大。当然，实际的选频放大器不可能具有图5.2-28A的理想特性，实际特性如图B所示。
选频放大电路能够得到如图5.2-28B所示的频响，其中必定包含谐振特性网络；同时选频放大电路通常位于接收系统的前端，放大的信号幅度小；频率高，所以亦称高频小信号谐振放大器或带通放大器。
1、构成与分类带通放大器由放大和滤波两部分组成，前者的功能是放大信号；后者的功能是选择有用信号、滤除干扰信号。
放大部分既可以是分立元件的BJT或FET放大电路，也可以是集成放大电路，不论是哪种，都必须具有足够的带宽，使其能容纳所要求的中心频率变动范围和信号频谱的有效宽度，因此，实际上都是宽带放大器。
滤波部分的电路由工作频率和所要求的选择性与带宽决定，如可选用LC滤
波器，也可选用陶瓷滤波，晶体滤波器等特性滤波器。
一般都要求带通放大器具有高增益特性，所以必须采用多级放大来满足。
根据滤波器配置方式不同，带通放大器分为以下两类：
1）一种方式是每级放大都配置一个滤波器，构成一个统一的带通放大单元，几个这样的单元级联起来就是一个高增益带通放大器，这种组合方式称分散选频式。
2）第二种方式是放大、滤波两部分都相对集中，滤波器集中设置在电路某
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3.2.1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3.2.1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3.2.1 共射极单管放大器
2007年全国职业培训参评组别：B016 优秀教研成果评选活动参评教案专业分类：电工电子 课程名称：电子技术基础 共射极放大电路的分析 ————近似估算法 共射极放大电路的分析 ————近似估算法 教学目的 通过利用放大电路的直流通路和交流通路，推导出放大器静态和动态的近似计算公式，并利用公式对放大器进行定量分析。 教学重点 放大器直流通路和交流通路的画法。利用公式计算放大电路中的相关量。教学难点 利用直流通路和交流通路推导计算公式。 教学时间 90分钟。课前复习 1、静态和动态。 2、共射极放大电路的基本组成。 3、共射极放大电路的基本工作原理。授课内容 在实践中，放大电路的用途是非常广泛的，它能够利用三极管的电流控制作用把微弱的电信号增强到要求的数值，以满足实际的要求。为了进一步理解放大电路
的性能，需要对放大电路进行必要的定量分析。由于交流放大电路中同时存在着直流分量和交流分量，为了分析方便，常将二者分开来研究。本次内容首先介绍直流、交流通路的基本概念，然后再对近似估算法进行讲解。 一、直流通路和交流通路 图2—1 共射极放大电路的直流通路和交流通路 a）电路 b）直流通路 c）交流通路 1、直流通路⑴定义 直流通路是放大电路的直流等效电路，是在静态时放大电路的输入回路和输出回路的直流电流流通的路径。 ⑵画法 画直流通路时，把有电容器的支路断开，其他不变。（如图2—1b 所示） 2、交流通路：⑴定义 交流通路是放大电路的交流等效电路，是动态时放大电路的输入回路和输出回路的交流电流流通的路径。 ⑵画法 画交流通路时，可将电容器和电源都简化成一条直线。（如图2—1c 所示）
单管共射极分压式放大电路仿真实验报告 班级__________姓名___________学号_________ 一、实验目的：1.学会放大器静态工作点的调试方法，分析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 测量法。 3.熟悉简单放大电路的计算及电路调试。 4.能够设计较为简单的对温度稳定的具有一定放大倍数的放大电路。 二、实验要求：输入信号Ai=5 mv, 频率f=20KHz, 输出电阻R0=3kΩ, 放大倍数Au=60，直 流电源V cc=6v,负载R L=20 kΩ，Ri≥5k，Ro≤3k，电容C1=C2=C3=10uf。三、实验原理： （一）双极型三极管放大电路的三种基本组态。 1.单管共射极放大电路。 （1）基本电路组成。如下图所示： （2）静态分析。I BQ=（V cc-U BEQ）/R B （V CC为图中RC（1）） I=βI BQ
U CEQ=V CC-I CQ R C （3）动态分析。A U=-β（R C管共集电极放大电路（射极跟随器）。 （1）基本电路组成。如下图所示： （2）静态分析。I BQ=（V cc-U BEQ）/（R b +（1+β）R e）（V CC为图中Q1（C）） I CQ=βI BQ U CEQ=V CC-I EQ R e≈V CC-I CQ R e （3）动态分析。A U=（1+β）（R e管共基极放大电路。 （1）基本电路组成。如下图所示：
（2）静态分析。I EQ=（U BQ-U BEQ）/R e≈I CQ （V CC为图中RB2（2）） I BQ=I EQ/（1+β） U CEQ=V CC-I CQ R C-I EQ R e≈V CC-I QC（R C+R e） （3）动态分析。AU=β（R C极管将输入信号放大。 2.两电阻给三极管基极提供一个不受温度影响的偏置电流。 3.采用单管分压式共射极电流负反馈式工作点稳定电路。 四、实验步骤： 1.选用2N1711型三极管，测出其β值。 （1）接好如图所示测定电路。为使ib达到毫安级，设定滑动变阻器Rv1的最大阻值是 1000kΩ，又R1=3 kΩ。
实验报告 课程名称：电子电路设计实验 指导老师：李锡华,叶险峰,施红军 成绩：________ 实验名称：晶体管共射放大电路分析 实验类型：设计实验 同组学生姓名: 一、实验目的 1、学习晶体管放大电路的设计方法， 2、掌握放大电路静态工作点的调整和测量方法，了解放大器的非线性失真。 3、掌握放大电路电压增益、输入电阻、输出电阻、通频带等主要性能指标的测量方法。 4、理解射极电阻和旁路电容在负反馈中所起的作用及对放大电路性能的影响。 5、学习晶体管放大电路元件参数选取方法，掌握单级放大器设计的一般原则。 二、实验任务与要求 1.设计一个阻容耦合单级放大电路 已知条件：=+10V cc V ， 5.1L R k =Ω，10,600i S V mV R ==Ω 性能指标要求：30L f Hz <,对频率为1kHz 的正弦信号15/,7.5v i A V V R k >>Ω 2.设计要求 （1）写出详细设计过程并进行验算 （2）用软件进行仿真 3.电路安装、调整与测量 自己编写调试步骤，自己设计数据记录表格 4.写出设计性实验报告 三、实验方案设计与实验参数计算 共射放大电路
(一).电路电阻求解过程（β=100） (没有设置上课要求的160的原因是因为电路其他参数要求和讲义作业要求基本一样,为了显示区别,将β改为100进行设计)： （1）考虑噪声系数,高频小型号晶体管工作电流一般设定在1mA 以下，取I c =1mA （2）为使Q 点稳定,取2 5 BB CC V V =，即4V, （3）0.7 3.3BB E E V R k I -≈=Ω,恰为电阻标称值 （4）2 12 124:3:2 CC BB R V V V R R R R ==+∴= 取R 2为R i 下限值的3倍可满足输入电阻的要求，即R 2=22.5k ， R 1=33.75k ; 1121 10=0.1,60,40cc B B V V IR I mA R K R K IR -== =Ω=Ω由 综上:取标称值R1=51k ,R2=33k （5） 25T T e E C V V r I I =≈=Ω （6）从输入电阻角度考虑: ， 取(获得4V 足够大的正负信号摆幅)得: 从电压增益的角度考虑: >15V/V,取得 : ; 为 (二).电路频率特性 （1） 电容与低频截止频率 取 ;
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试方法，分析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。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，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u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。 在图2－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2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估算 CC B2 B1 B1 B U R R R U + ≈ C E BE B E I R U U I≈ + - ≈ 1 F R U CE＝U CC－I C（R C＋R E+R F1） 电压放大倍数 1 ) 1( F R // β + + - = be L C V r R R β A 输入电阻 R i＝R B1 // R B2 //[r be+(1+β)R F1 ] 输出电阻 R O≈R C 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量图2－1 共射极单管放大器实验电路
和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 C E BE B E I R U U I ≈+-≈ 1 F R 算出I C （也可根据 C C CC C R U U I -= ，由U C 确定I C ），同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。 为了减小误差，提高测量精度，应选用阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2－2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ，检查输出电压u O 的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a) (b) 图2－2 静态工作点对u O 波形失真的影响
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试方法，分析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。它的偏置电路采用R B1和R B2 组成的分压电路，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u i 后，在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u 0，从而实现了电压放大。 在图2－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 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估算 CC B2 B1B1B U R R R U +≈ C E BE B E I R U U I ≈+-≈ 1 F R U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E +R F1） 电压放大倍数 1 )1(F R // β++-=be L C V r R R β A 输入电阻 R i ＝R B1 // R B2 // [ r be +(1+β)R F1 ] 输出电阻 R O ≈R C 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量 图2－1 共射极单管放大器实验电路
和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流 I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电 压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 C E BE B E I R U U I≈ + - ≈ 1 F R 算出I C （也可根据C C CC C R U U I - = ，由U C 确定I C ），同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放 大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2－2(a)所示； 如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2－2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进 行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ，检查输出电压u O 的大小和波形 是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a) (b) 图2－2 静态工作点对u O 波形失真的影响
实验项目共射放大电路的特性分析与仿真 实验时间实验台号 预习成绩报告成绩 一、实验目的 1、借助PSpice软件平台，通过实例分析更进一步理解静态工作点对放大器动态性能的影响。 2、了解晶体管等器件的参数对放大电路的高频响应特性的影响。 3、熟悉并掌握放大电路主要性能指标的测量与估算方法。 二、实验原理 1、产生仿真曲线，改变静态工作点，对放大器动态性能进行测量。 【例1】共发射极放大电路如图1-1所示。设晶体管的β=100，r bbˊ=80Ω。输入正弦信号，f=1kHz。（1）调节R B使I CQ≈1mA，求此时输出电压υ0的动态围。 （2）调节R B使I CQ≈2.5mA，求此时输出电压υ0的动态围。 （3）为使υ0的动态围最大，I CQ应为多少mA？此时R B为 何值？ 图1-1 单管共发射极放大电路 2、产生仿真曲线，测量放大器的高频参数。 【例2】图1-2所示为单管共发射极放大电路的原理图。设晶体管的参数为： β=100，r bbˊ=80Ω，C b′C=1.25PF，f T=400MHZ，V A=∞。调解偏置电压V BB使I CQ≈1mA。 （1）计算电路的上限截止频率f H和增益-带宽积G?BW。 （2）将r bbˊ改为200Ω，其它参数不变，重复（1）中的计算。 （3）将R S改为1KΩ，其它参数不变，重复（1）的计算。 （4）将C b′C改为4.5PF，其它参数不变，重复（1）的计算。 图1-2 共发射级放大电路的原理图
三、预习容 1、复习共射放大器的工作原理及高频响应特性与各参数的关系； 2、对例1进行电路的静态、动态的仿真分析，并用数据回答有关问题； 3、对例2写出进行频率特性分析的输入网单文件； 4、对例2进行电路的频率特性的仿真分析，并用数据回答有关问题。 四、实验容 1、对例1写出进行静态工作点调整和放大器动态围测量的输入网单文件； 2、对例1进行电路的静态、动态的仿真分析，并用数据回答有关问题； 3、对例2写出进行频率特性分析的输入网单文件； 4、对例2进行电路的频率特性的仿真分析，并用数据回答有关问题。 五、实验步骤 【例1】参考的输入网单文件如下： A CE AMP 1 C1 1 2 20U RB 2 4 RMOD 1 *RB 2 4 450K ；IC=2.5MA *RB 2 4 562.5K ；IC=2MA *RB 2 4 1.128MEG ；IC=1MA RC 3 4 4K Q1 3 2 0 MQ VI 1 0 AC 1 SIN(0 80M 1K) C2 3 5 20U RL 5 0 4K VCC 4 0 12 .MODEL MQ NPN IS=1E-15 BF=100 RB=80 .MODEL RMOD RES(R=600K) .OP .DC RES RMOD(R) 200K 1.5MEG 10K .TRAN 1E-5 3E-2 2E-3 1E-5 .PROBE .END
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一、组织教学（3分钟） 二、复习旧课5分钟） 三、导入新课（5分钟） 1.检查学生出勤情况、安全文明生产情况； （包括工作服，绝缘鞋等穿戴情况） 2.课前安全教育；按操作规程要求正确操作电器设备的运行。 1、复习旧知识：（1）放大电路的工作原理。 （提问：简述共发射极放大电路的工作原理。） （2）基本放大电路的工作状态分：静态和动态。 （3）静态工作点的设置。 （提问：设置静态工作点的目的是什么？） 2、启发、提出问题：（1）放大电路设置静态工作点的目的是 为了避免产生非线性失真，那么如何设置静态工作点才能避免非线性失真呢？ （2）放大器的主要功能是放大信号，那怎 样计算放大器的放大能力呢？ 引入新课题：必须学习如何分析放大电路。 课题：§2-2共发射极低频电压放大电路的分析 强调 安全用电 线 路 板 接 通 电 源 连 接 示 波 器 调 R B 观察示波器中输出电压的波形是否失真， 思考，回答 思 考 ， 回 答 讲 授 法 讲 授 法 讲 授 法 稳定课堂秩序，准备上课。 巩固已学知识，为本次课程学习新知识作铺垫。 通过实际生产中的问题引入课程内容，激发学生的求知欲望，达到更好的教学效果。 +U CC + + V C 1 C 2 R B R C u i u o 放大电路的分析方法： 近似估算法； 图解分析法 教师活动 教学方法 设计目的 教学内容与过程 学生活动
四、讲授新课（20分钟） 1、分析静态工作点的估算。 （1） 静态工作点要估算的物理量。 提问：什么是静态工作点？ 回答：当静态时，直流量I B 、I C 、U CE 在晶体管输出特性曲线上 所对应的点称为静态工作点。 提问：要确定静态工作点，必须要计算什么量？ 回答：I B 、I C 、U CE 。 （2） 计算静态工作点的解题步骤。 启发提问：怎样计算I B 、I C 、U CE 呢？ 以例2.1为例子，具体讲解静态的分析解题步骤。 ① 学生阅读例题；（例2.1） ② 画图：共发射极基本放大电路； ③ 提问：什么是直流通路？ 回答：直流电流通过的路径。 ④画出放大器的直流通路。 方法：电容视为开路，其余不变 画图：放大器的直流通路 ⑤ 计算I B ； 适度引导板书课 题 讲解 学生阅读例题； 学生自己画出直流通路 +U CC V R B R C I CQ I BQ U BEQ U CEQ
力VHJ象实验报告 课程名称：电子电路设计实验指导老师：李锡华，叶险峰，施红军成绩：____________ 实验名称：晶体管共射放大电路分析实验类型：设计实验同组学生姓名： 一、实验目的 1学习晶体管放大电路的设计方法， 2、掌握放大电路静态工作点的调整和测量方法，了解放大器的非线性失真。 3、掌握放大电路电压增益、输入电阻、输出电阻、通频带等主要性能指标的测量方法。 4、理解射极电阻和旁路电容在负反馈中所起的作用及对放大电路性能的影响。 5、学习晶体管放大电路元件参数选取方法，掌握单级放大器设计的一般原则。 二、实验任务与要求 1. 设计一个阻容耦合单级放大电路 已知条件：v C c=+10V，R L=5.1k0，V j=IomV,R s =600Ω 性能指标要求：f L?<30Hz,对频率为IkHz的正弦信号A V IA15V∕V,R>7.5kΩ 2. 设计要求 （1）写出详细设计过程并进行验算 （2）用软件进行仿真 3. 电路安装、调整与测量 自己编写调试步骤，自己设计数据记录表格 4. 写出设计性实验报告
三、实验方案设计与实验参数计算 共射放大电路
（一）.电路电阻求解过程（β =100） （没有设置上课要求的 160的原因是因为电路其他参数要求和讲义作业要求基本一样 为了显示区别，将β改为100进行设计）： （1） 考虑噪声系数,高频小型号晶体管工作电流一般设定在 ImA 以下，取I C =ImA （ 2） 为使Q 点稳定,取V BB =2V cc ， 即4V, 5 （ 3） R E VBB 0"=3?3k",恰为电阻标称值 1 E 取R 2为R 下限值的3倍可满足输入电阻的要求，即 F 2=22.5k R=33.75k Q ; V -V 由 IR 1 =10∣B =0.1m A,R CC B =60KHR 2 =40K" IR 1 综上：取标称值 R 仁51k 丄R2=33k V (5) r^V T V ^ =25- I E I C (6) 从输入电阻角度考虑： R 产 R1∕∕M∕KP+1)亿+Z?I )]>7?5?!, R f =9k∩ V =-K rf =6V 取 (获得4V 足够大的正负信号摆幅)得： Rfi =118iy? =3,3kft∕? =6.6kfi _ 5100∕∕? 从电压增益的角度考虑： ':? r-?.t >15V/V,取 丄 ■'；得: J ■ Γ 7 ■ ■ ^1 ■ ■ \ .m??爲住为 1 1 7__ ■ ■ ■ （二）.电路频率特性 （1） 电容与低频截止频率 取-_「一［「： (4) 2 V CC - V BB - 4V R R 2 R 1 : R 2 - 3: 2
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试方法，分析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。它的偏置电路采用R B1和R B2 组成的分压电路，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u i 后，在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u 0，从而实现了电压放大。 在图2－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 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估算 CC B2 B1B1 B U R R R U +≈ C E BE B E I R U U I ≈+-≈ 1 F R U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E +R F1） 电压放大倍数 1)1(F R // β++-=be L C V r R R β A 输入电阻 R i ＝R B1 // R B2 // [ r be +(1+β)R F1 ] 输出电阻 R O ≈R C 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量 图2－1 共射极单管放大器实验电路
和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 C E BE B E I R U U I ≈+-≈ 1 F R 算出I C （也可根据 C C CC C R U U I -= ，由U C 确定I C ），同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2－2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ，检查输出电压u O 的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a) (b) 图2－2 静态工作点对u O 波形失真的影响
电路分析实验报告 共射极单管放大电路（一） 一 、实验摘要 通过单管放大电路，认识三极管放大电路的性能参数。静态参数有：三极管的静态工作点Ib、Ic和Vce；了解三极管放大电路的线性放大，饱和失真、截止失真；动态参数有：电压放大倍数Av、最大不失真输出电压Uomax。 2、 实验环境 模拟电路试验箱 函数信号发生器 示波器 万用表 3、 实验原理 ui直接加在三极管V的基极和发射极之间，引起基极电流iB作相应的变化 。 通过三极管VT的电流放大作用，VT的集电极电流iC也将变化 。 iC的变化引起V的集电极和发射极之间的电压uCE变化。 uCE中的交流分量uce经过电容C2畅通地传送给负载RL，成为输出交流电压uo,，实现了电压放大作用。 4、 实验步骤 在模电试验箱对应模块上连 接电路 调节信号发生器调节频率、峰峰值，观察波形 调节电位器调节电位器，观察波形 分别在饱和失真、截止失计算得出放大倍数，Ib、Ic和Vce，最
真、不失真时观察波形，记 大不失真输出电压 录数据 5、 实验数据 截止失真 Vce/V Ic/A Ie/A Ib/A放大倍数Av 8.380.000890.0008-0.000098.89 饱和失真 Vce/V Ic/A Ie/A Ib/A放大倍数Av 2.610.00220.0023-0.000111.23 不失真
Vce/V Ic/A Ie/A Ib/A放大倍数Av 4.820.00170.001780.0000812.63 最大不失真输出电压Uomax=500mVPP 上下半波均失真，形成矩形波 相移：140.5° 6、 实验总结 在本次实验中了解到了三极管的放大特性。通过单管放大电路，认识了三极管放大电路的性能参数。
课程设计报告 题目：单管放大器的设计与仿真 学生姓名： 学生学号： 系别： 专业：电子信息工程 届别： 指导教师： 电气信息工程学院制 2013年3月
淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告 目录 引言……………………………………………………………1任务与要求…………………………………………………2系统方案制定………………………………………………3系统方案设计与实现………………………………………4系统仿真和调试……………………………………………5数据分析……………………………………………………6总结…………………………………………………………7参考文献……………………………………………………8附录………………………………………………………… 第1 页
单管放大器的设计与仿真 学生: 指导教师： 电气信息工程学院电子信息工程专业 引言：放大现象存在于各种场合中，例如，利用放大镜放大微小的物体，这是光学中的放大；利用杠杆原理用小力移动重物，这是力学中的放大；利用变压器将低电压变换为高电压，这是电学中的放大。而作为电子电路中的放大晶体管放大器是放大电路的基础【1】，也是模拟电子技术、电工电子技术等课程的经典实验项目，实验内容涉及方面广泛。本文已常见的作为集成运放电路的中间级的共射放大电路为讨论对象，一方面，对具体包括模拟电路的一般设计步骤、单管共射放大电路设计方案的拟定、静态工作点的设置与电路元件参数的选取、放大电路性能指标的测量、稳定静态工作点的措施等做阐述。本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器，对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明，并将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。介绍模拟电子电路的一般设计方法和思路，以及Multsim 和Matlab软件的一些基本操作和仿真功能。
实验三 单管共射放大电路 一、实验目的 1、 学会放大器静态工作点的调试方法，分析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、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理 图3－1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，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u i 后，在放大器的输出端便可得到一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u 0，从而实现了电压放大。 图3－1 共射极单管放大器实验电路 在图3－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 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估算 CC B2 B1B1 B U R R R U +≈ U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E ） C E BE B E I R U U I ≈-≈
电压放大倍数 be L C V r R R β A // -= 输入电阻 R i ＝R B1 // R B2 // r be 输出电阻 R O ≈R C 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 E E E C R U I I = ≈算出I C （也可根据C C CC C R U U I -=，由U C 确定I C ）， 同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图3－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一
实验一电磁型电流继电器和电压继电器实 验 【实验名称】 电磁型电流继电器和电压继电器实验 【实验目的】 1.熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的的实际结构，工作 原理、基本特性； 2.学习动作电流、动作电压参数的整定方法。 【预习要点】 1.复习电磁型电流、电压继电器相关知识。 2.电流继电器的返回系数为什么恒小于1？ 【实验仪器设备】 【实验原理】 DL-20C系列电流继电器和DY-20C系列电压继电器为电磁式继电器。由电磁系统、整定装置、接触点系统组成。当线圈导通时，衔铁克服游丝的反作用力矩而动作，使动合触点闭合。转动刻度盘上的指针，可改变游丝的力矩，从而改变继电器的动作值。改变线圈的串并联接法，可获得不同的额定值。
图1-1 DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈并联时的额定值。继电器用于反映发电机，变压器及输电线短路和过负荷的继电保护装置中。 DY-20C系列电压继电器铭牌刻度值，为线圈串联时的额定值。继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高（过压保护）或电压降低（低电压起动）的继电保护装置中。 【实验内容】 1．电流继电器的动作电流和返回电流测试 a.选择EPL-04组件的DL-21C过流继电器（额定电流为6A），确定动作值并进行整定。本实验整定值为2.7A及5.4A两种工作状态。 b .根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式； 注意： （1）过流继电器线圈可采用串联或并联接法，如图1-2所示。其中串联接法电流动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流值读出，并联接法电流动作值则为串联接法的2倍。 （2）串并联接线时需注意线圈的极性，应按照要求接线，否则得不到预期的动作电流值。
共发射极放大电路理论分析与计算 理论计算与分析是实现电子电路的非常好的设计手段,这方面是职业学校同学们的弱点,适当地学习一些计算与分析的方法,更能使你的动手能力如虎添翼,节约时间与成本. 1.共发射极放大电路 电路组成 ＋ ＋ ＋ ＋ － ＋ － ＋U CC R b1 R c R b2 R e R L ＋ － C 1 C 2 u i u o U B C e (a ) C e : 射极旁路电容，使发射极交流接地 静态工作点的估算 R U U I U R R R U E BE BQ EQ CC b b b BQ -= +≈2 12 ) (R R I U U I I I I e c CQ CC CEQ CQ BQ EQ CQ +-≈=≈β 动态分析 1)画出H 参数微变等效电路如下：
r be R b ＋－ u i u o r i r o β i b R c R L ＋ － i b i c b c (a ) 2）共发射放大电路基本动态参数的估算 （1）电压放大倍数 ' -='-=R i R i u L b L c o β r i u R R R be b i L C L ==' // r R r i R i A be L be b L b u ' - ='- =ββ （2）输入电阻r i r R I u r be b i i i //== )//(21R R R b B b = （3）输出电阻r 0 R r C o = （4）源电压放大倍数 r r R u u A be s L s o us +' -==β
下面是对图示共发射极放大电路的计算分析,可以和仿真分析进行对比; 设晶体管的 ＝100，'bb r =100Ω。（1）求电路的Q 点、u A 、R i 和R o ；（2）若电容C e 开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化如何变化 解：（1）静态分析： V 7.5)( A μ 101mA 1 V 2e f c EQ CEQ EQ BQ e f BEQ BQ EQ CC b2b1b1 BQ =++-≈≈+=≈+-==?+≈R R R I V U I I R R U U I V R R R U CC β 动态分析： Ω ==Ω≈++=-≈++-=Ω≈++=k 5k 7.3])1([7.7)1()(k 73.2mV 26) 1(c o f be b2b1i f be L c EQ bb'be R R R r R R R R r R R A I r r u ββββ∥∥∥ （2）R i 增大，R i ≈Ω；u A 减小，e f ' L R R R A u +-≈ ≈－。
电子电路实验报告实验一共射放大器分析与设计 班级 学号 姓名 日期
一、实验目的 （一）进一步了解Multisim的各项功能，熟练掌握其使用方法，为后续课程打好基础 （二）通过使用Multisim来仿真电路，测试如图 1 所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并观察静态工作点的变化对输出波形的影响 （三）加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出波形的影响 （四）观察失真现象，了解其产生的原因 二、实验电路
三、实验步骤 （一）请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态 对该电路进行直流工作点分析，结果截图如下图所示： 对比电路图可知：U BQ=2.95339V U EQ=2.33452V U CQ=9.10049V I BQ=6.21481μA I CQ=966.50363μA 由于U BQ>U EQ，U CQ>U BQ，所以发射结正偏，集电结反偏。故推断，该NPN型三极管工作在放大区 （二）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻 将输出端开路，在输入端分别串联一个交流电流表和并联一个交流电压表，测量输入电阻。如下图所示：
测得：I i=2.414μA，U i=7.594mV，进而可求得R i=3.15kΩ （三）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻 将信号源短路，保留信号源内阻。在输出端加一个电压源。在输出端分别串联一个 交流电流表和并联一个交流电压表，测量输出电阻。如下图所示： 测得：I o=3.922μA，U o=10mV，进而可求得R o=2.55kΩ
（四）请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线 1.利用波特图仪测量该电路的幅频、相频特性曲线 （1）幅频特性 实验结果：
实验一单管共射极放大电路设计 姓名：樊益明 学号：20113042 单管放大电路设计题目： 要求：输入电阻Ri<=3K,输出电阻R0>=5k,直流电源Vcc=6V,设计一个当输入频率f=20kHz,放大倍数AV=60时稳定放大电路。一：放大电路的选择 （1）共射极放大电路：具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻比较适中，一般只要对输入电阻和输出电阻和频率响应没有特殊要求的电路均常采用此电路。共射极放大电路被广泛地应用于低频电压放大电路的输入级、中间级和输出级。 （2）共集电极放大电路：此电路的主要特点是电压跟随，即电压放大倍数接近1而小于1而且输入电阻很高，接受信号能力强。输出电阻很低，带负载能力强。此电路常被用作多级放大电路的输入级和输出级或隔离用的中间级。首先，可利用此电路作为放大器的输入级，以减小对被测电路的影响，
提高测量的精度。其次，如果放大电路输出端是一个变化的负载，为了在负载变化时保证放大电路的输出电压比较稳定，要求放大电路具有很低的输出电阻，此时可以采用射极输出器作为放大电路的输出级，以提高带负载能力。最后，共集电极放大电路可以作为中间级，以减小前后两级之间的相互影响，起隔离作用。 （3）共基极放大电路：具有很低的输入电阻，使晶体管结电容的影响不显著，所以频率响应得到很大的改善，这种接法常用于宽频带放大器中。输出电阻高可以作为恒流源。 二：确定电路 根据题目要求:应选择稳定的，输入电阻较大的电路，即采用分压式直流负反馈共射极放大电路。 三：原理分析： (1)元器件的作用：
Q1 2N3019 C1 10u CC 10u RB1待定RC 3k RB2 待定 RE 待定RL 20k RC(1) C1(2) CE 10u Rb1和Rb2起分压作用，给三极管B极提供偏置电压。 Rc给三极管C极提供偏置电压。 Re为直流负反馈，消除温度对电路的影响。 RL为负载，Cb、Cc为交流耦合，Cb将交流信号耦合到三极管，Cc将信号耦合到负载。 Ce为旁路电容，三极管起放大作用。(2)静态分析：
1共射级单管放大器工作原理 管子工作前题是BE结加正向电压BC结加反向电压，然后1.发射区向基区扩散电子，2.电子在基区边界扩散与复合，空穴由外电源补充，维持电流。3.电子被集电极收集。改变基极电流就可以改变集电极电流：IC=BIB 2.在两个放大管与VEE之间接的有一个恒流源. 一、微恒流源原理电路 电路如图1所示，当IR一定时，IC2可确定为： 图1 可见，利用两管基一射电压差VBE可以控制IO。由于VBE的数值小，用阻值不大的Re2即可得微小的工作电流--微电流源。
二、恒流源电路的主要应用-有源负载 前面曾提到，增大Rc可以提高共射放大电路的电压增益。但是，Rc不能很大，因为在集成工艺中制造大电阻的代价太高，而且，在电源电压不变的情况下，Rc越大，导致输出幅度越小。那么，能否找到一种元件代替RC，其动态电阻大，使得电压增益增大，但静态电阻较小。因而不致于减小输出幅度呢？自然地，我们可以考虑晶体管恒流源。由于电流源具有直流电阻小，交流电阻大的特点，在模拟集成电路中广泛地把它作负载使用--有源负载，如图2所示。 在本图中恒流源由20K电阻和Q7与Q8组成.其他同基本放大电路. Q7短接基极和集电极的接法在集成电路制作中常用. 由于晶体管电流源具有直流电阻小，交流电阻大的特点，在模拟集成电路中广泛地把它作负载使用--有源负载. 而且集成电路中做二极管就是用三极管一个极.短接另一个极. 3三级运放放大电路工作原理 三极管是电流放大器件，有三个极，分别叫做集电极C，基极B，发射极E。分成NPN和PNP两种。我们仅以NPN三极管的共发射极放大电路为例来说明一下三极管放大电路的基本原理。