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实验三共射放大电路计算、仿真、测试分析报告（请在本文件中录入结果并进行各类分析，实验结束后，提交电子文档报告）实验目的：掌握共射电路静态工作点的计算、仿真、测试方法；掌握电路主要参数的计算、中频时输入、输出波形的相位关系、失真的类型及产生的原因；掌握获得波特图的测试、仿真方法；掌握负反馈对增益、上下限截频的影响，了解输入输出间的电容对上限截频的影响等。
实验设备及器件：笔记本电脑（预装所需软件环境）AD2口袋仪器电容：100pF、0.01μF、10μF、100μF电阻：51Ω*2、300Ω、1kΩ、2kΩ、10kΩ*2、24kΩ面包板、晶体管、2N5551、连接线等实验内容：电路如图3-1所示（搭建电路时应注意电容的极性）。
图3-1实验电路1.静态工作点（1）用万用表的β测试功能，获取晶体管的β值，并设晶体管的V BEQ=0.64V，r bb’=10Ω（源于Multisim模型中的参数）。
准确计算晶体管的静态工作点（I BQ、I EQ、V CEQ，并填入表3-1）（静态工作点的仿真及测量工作在C4为100pF完成）；主要计算公式及结果：晶体管为2N5551C，用万用表测试放大倍数β（不同的晶体管放大倍数不同，计算时使用实测数据，并调用和修改Multisim中2N5551模型相关参数，计算静态工作点时，V BEQ=0.64V）。
静态工作点计算：为获取静态工作点，需通过直流通路进行分析，如下为直流通路电路图：（2）通过Multisim仿真获取静态工作点（依据获取的β值，修改仿真元件中晶体管模型的参数，修改方法见附录。
使用修改后的模型参数仿真I BQ、I EQ、V CEQ，并填入表3-1）；下图为仿真电路图和仿真结果图（直流工作点分析）：（3）搭建电路测试获取工作点（测试发射极对地电源之差获得I EQ，测试集电极与发射极电压差获取V CEQ，通过β计算I BQ，并填入表3-1）；主要测试数据：图一：V EQ值(用于计算I EQ)图二：V CEQ值（用于计算I BQ）4（4）对比分析计算、仿真、测试结果之间的差异。
基本放大电路仿真实验
1.使用Multisim软件仿真电路在空载和负载状态下的最大输出U o波形图,计算出放大倍数Au，分析Uo和U i相位关系图。
能否改变电路参数后在波形不失真时所得到的Au是你自己的序号。
如果可以请画出波形图并写出Au,如果不可以请说明原因。
断开负载电阻使放大电路空载，在输出端接交流电表，运行仿真，结果如下表所示。
V1(MV) V2(MV) V3(MV) A1(MA)
9.9 4.22 88.4 2.14
AVS=VO/VS=V3/V1=88.4/9.9=8.9
AV=V0/VI=V3/V2=88.4/4.2=20.9
示波器的输出输入波形
不能，改变参数后若得到我自己的序号，是会失真的
2.利用Multisim仿真出改变工作点后的波形截止失真图和饱和失真图。
并测出此时的Uce。
截止失真图
此时静态工作点为Ib=947.55nA 、Ic=208.40uA 、Uce=10.84V 饱和失真图
此时静态工作点为Ib=4.96uA 、Ic=1.07mA、Uce=6.07V。
基于Multisim的单极共射放大电路的仿真设计齐龙友( 安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆 246011)指导教师：王鹏摘要: 随着计算机技术的发展,计算机辅助分析与设计在电子电路的设计中得到越来越广泛的应用。
文章叙述了利用Multisim软件对NPN型三极管进行输出特性曲线测试的方法和步骤,及对基本共射放大电路进行静态和动态分析的方法和设计过程。
关键词: Multisim，单极共射放大电路，仿真设计一、引言传统的电子线路分析主要是根据经验和成熟的电路数据来分析、计算、判断,若想更进一步地得到电路的相关数据或波形等参数,则需要搭建试验电路来进行测试,但这种方法费用高、效率低。
随着计算机技术的发展,采用计算机仿真来代替实际的实验电路,可以大大减少工作量,提高工作效率，还能保持仿真过程中产生的大量数据、图形，为电子线路整体分析与改进提供方便。
实验所需时间较长,加上仪器本身的缺陷,所采集到的数据量较少且误差较大, 使用Multisim软件能很好的解决这些问题，它具有直观的图形界面、丰富的元器件库、丰富的测试仪器、完备的分析手段和强大的仿真能力等特点。
Multisim 软件用虚拟的元件搭建各种电路、用虚拟的仪表进行各种参数和性能的测试。
本文将以三极管的单极共射放大电路为例，用Multisim 进行单极共射放大电路的性能设计并进行分析。
二、Multisim相关介绍1 Multisim简介Multisim是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，它以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
昆明理工大学（MultiSim）实验报告
实验名称：共射极放大电路
实验时间：2014 年8 月28 日
专业：指导教师：
姓名：
学号：成绩：教师签名：
一、实验目的：
对Multisim软件有初步的了解，熟悉一些简单的电路元件，掌握电路连接的技巧。
同时学会对电路进行简单的调试、修改，并通过示波器对电路进行简单的动态分析。
二、实验内容：
1.在Multisim上画出电路图
2.测量电流
3.测量电压
4．将所测数据记录在Excel表格中，生成动态分析图
三、实验步骤：
1.添加元件
2.连接
3.加入信号源
4.修改各元件参数
5.加入测试仪器
6.进行静态分析
7.进行静态仿真
8.进行动态分析
9.进行波形仿真
四、实验分析
由图可知，负载电阻越大，放大倍数越大，最终在负载电阻很大时，放大倍数不变。
信号源频率在50Hz~100kHz之间时，放大倍数较大频率过高，放大倍数几乎为零。
邯郸学院本科毕业论文题目基于multisim仿真实验的共射放大电路设计与研究学生指导教师教授年级2007级专业物理学系部物理与电气工程系邯郸学院物理与电气工程系学院2011年5月郑重声明本人的毕业论文是在指导教师张劼的指导下独立撰写完成的。
如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。
特此郑重声明。
毕业论文作者（签名）：年月日摘要单管共射放大电路在不同频率的工作信号下将影响其电压增益。
在这里，我们从理论分析单管共射放大电路入手，研究其产生频率响应的主要原因，然后用multisim进行仿真，通过改变电路参数观察对电路的上、下限截止频率产生的影响。
之后继续对特定的共射放大电路进行通频带的仿真测试并对单管共射放大电路的频率响应进行讨论，以加深对频率响应的理解。
关键词共射放大电路频率响应截止频率仿真实验Abstract目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 引言 (1)2 背景介绍 (1)3 频率响应的基本概念 (1)3.1高通电路 (1)3.2低通电路 (3)4 晶体管高频小信号模型 (4)4.1BJT完整的混合π模型 (4)4.2简化的混合π模型 (5)4.3混合π模型的主要参数 (6)4.4BJT的频率参数 (7)5 共射放大电路的频率响应 (9)5.1共射放大电路的低频响应 (9)5.2共射放大电路的中频响应 (12)5.3共射放大电路的高频响应 (13)5.4频率改变对共射放大电路输出波形的影响 (16)6 关于共射放大电路的频率响应的讨论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)基于multisim 仿真实验的共射放大电路设计与研究1 引言晶体管共射放大电路是放大电路的基础，也是模拟电子技术、电工电子技术等课程的经典实验项目，实验内容设计方面广，实践应用性强。
实际的共射放大电路中总是存在一些电抗性元件，如电容、电感、电子器件的极间电容以及接线电感与接线电容等。
实验四共射极放大器仿真实验仿真一、实验目的1．运用仿真软件实现对共射极放大电路的静态和动态分析2．掌握静态工作点对电路输出的影响及调整方法3．进一步加深对放大电路特性与原理的理解。
二、实验准备1．Multisim软件的使用说明2．掌握共射放大电路的工作原理及静态、动态特性分析方法三、实验内容与要求(一) 实验仿真电路图1实验仿真电路（三极管用Q2222A或其它管）(二) 放大器的调试：调节R3到合适静态工作点(R3为P76页图中基极上偏置总电阻)根据实验指导书P76图1仿真电路，逐渐增大输入信号ui，用示波器观察输出信号波形，当出现失真时(输出波形正半周或负半周失真)，调节R3，使失真消失。
继续增大ui，当再次出现失真时，调节R3，如此重复上述实验过程，直到增大输入信号时，输出信号同时出现失真，则认为静态工作点为最合适。
逐渐减小输入，当达到输出刚不失真时即为该放大器最大不失真输出电压。
1．测量相应的仿真结果到表1。
2．最不失真输出时的输入/输出仿真波形。
图2最大不失真输出时的/输出波形3．交流分析结果图3放大电路输出点交流分析仿真结果(三) 静态工作点对输出的影响仿真分析1．调节R3，当输出出现饱和失真时，记录静态工作点到表2，记录输入、输出信号波形。
逐渐减小输入信号直到刚好出现不失真，记录此时的输入电压、输出电压及其放大位数到表2。
表2图4饱和失真时输入输出电压波形2．调节R3，当输出出现截止失真时，记录静态工作点到表3，记录输入、输出信号波形。
逐渐减小输入信号直到刚好出现不失真，记录此时的输入电压、输出电压及其放大位数到表3。
表2图5 截止失真时输入输出电压波形四、实验思考1．静态工作点对放大器输出的影响是什么？如何调整合适的静态工作点？2．如果是共集电极放大器和共基极放大器，则当输出电压信号出现正半周或负半周失真时分别属于哪种失真，为什么？答：静态工作点偏低，有可能导致截止失真，偏高，可能导致饱和失真，所以选取适当的静态工作点很重要，当静态工作点选在交流负载线的中点的时候，可以使有效区范围最大，允许最大范围的电压的输入。
模电实验单级共射放⼤电路单极共射放⼤电路⼀、实验⽬的（1）掌握⽤Multisim 13 仿真软件分析单极放⼤电路主要性能指标的⽅法。
（2）熟悉掌握常⽤电⼦仪器的使⽤⽅法，熟悉基本电⼦元器件的作⽤。
（3）学会并熟悉“先静态后动态”的电⼦线路的基本调试⽅法。
（4）分析静态⼯作点对放⼤器性能的影响，学会调试放⼤器的静态⼯作点。
（5）掌握放⼤器的放⼤倍数、输⼊电阻、输出电阻及最⼤不失真输出电压的测试⽅法。
（5）测量放⼤电路的频率特性。
⼆、实验原理1.基本电路电路在接通直流电源CC V ⽽未加⼊输⼊信号时（通过隔直流电容1C 将输⼊端接地），电路中产⽣的电流、电压为直流量，记为BEQ V ，CEQ V ，BQ I ，CQ I ，由它们确定了电路的⼀个⼯作点，称为静态⼯作的Q 。
三极管的静态⼯作点可⽤下式近似估算：)7.0~6.0(=BEQ V V 硅管；（0.2~0.3）V 锗管()e c CQ CC CEQ R R I V V +-=CC P BQ V R R R R V 212++= EBEQBQ EQ CQ R V V I I -=≈βCQ BQ I I =2.静态⼯作点的选择放⼤器静态⼯作点的选择是指对三极管集电极电流C I （或CE V ）的调整与测试。
在晶体管低频放⼤电路中，静态⼯作点的选择及稳定具有举⾜轻重的作⽤，直接关系到放⼤电路能否正常可靠地⼯作。
若⼯作点偏⾼（C I 放⼤），则放⼤器在加⼊交流信号以后易产⽣饱和失真，此时输出信号o u 的负半周将被削底；若⼯作点偏低，则易产⽣截⽌失真，即o u 的正半周被削顶（⼀般截⽌失真不如饱和失真明显）。
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，即在放⼤电路的输⼊端加⼊⼀定的输⼊电压i u ，并检查输出电压o u 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。
还应说明的是，上⾯所说的⼯作点“偏⾼”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度⽽⾔。
Multisim模拟电路仿真实验
1.Multisim用户界面及基本操作
1.1Multisim用户界面
在众多的EDA仿真软件中,Multisim软件界面友好、功能强大、易学易用,受到电类设计开发人员的青睐。
Multisim用软件方法虚拟电子元器件及仪器仪表,将元器件与仪器集合为一体,就是原理图设计、电路测试的虚拟仿真软件。
Multisim来源于加拿大图像交互技术公司(Interactive Image Technologies,简称IIT公司)推出的以Windows为基础的仿真工具,原名EWB。
IIT公司于1988年推出一个用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件Electronics Work Bench(电子工作台,简称EWB),以界面形象直观、操作方便、分析功能强大、易学易用而得到迅速推广使用。
1996年IIT推出了EWB5、0版本,在EWB5、x版本之后,从EWB6、0版本开始,IIT对EWB 进行了较大变动,名称改为Multisim(多功能仿真软件)。
IIT后被美国国家仪器(NI,National Instruments)公司收购,软件更名为NI Multisim,Multisim 经历了多个版本的升级,已经有Multisim2001、Multisim7、Multisim8、Multisim9 、Multisim10等版本,9版本之后增加了单片机与LabVIEW虚拟仪器的仿真与应用。
下面以Multisim10为例介绍其基本操作。
图1-1就是Multisim10的用户界面,包括菜单栏、标准工具栏、主工具栏、虚拟仪器工具栏、元器件工具栏、仿真按钮、状态栏、电路图编辑区等组成部分。
图1-1 Multisim10用户界面
菜单栏与Windows应用程序相似,如图1-2所示。
图1-2 Multisim菜单栏
其中,Options菜单下的Global Preferences与Sheet Properties可进行个性化界面设置,Multisim10提供两套电气元器件符号标准:
ANSI:美国国家标准学会,美国标准,默认为该标准,本章采用默认设置;
DIN:德国国家标准学会,欧洲标准,与中国符号标准一致。
工具栏就是标准的Windows应用程序风格。
标准工具栏:
视图工具栏:
图1-3就是主工具栏及按钮名称,图1-4就是元器件工具栏及按钮名称,图1-5就是虚拟仪器工具栏及仪器名称。
图1-3 Multisim主工具栏
图1-4 Multisim元器件工具栏
图1-5 Multisim虚拟仪器工具栏
项目管理器位于Multisim10工作界面的左半部分,电路以分层的形式展示,主要用于层次电路的显示,3个标签为:
Hierarchy:对不同电路的分层显示,单击“新建”按钮将生成Circuit2电路;
Visibility:设置就是否显示电路的各种参数标识,如集成电路的引脚名;
Project View:显示同一电路的不同页。
1、2 Multisim仿真基本操作
Multisim10仿真的基本步骤为:
1、建立电路文件
2、放置元器件与仪表
3、元器件编辑
4、连线与进一步调整
5、电路仿真
6、输出分析结果
具体方式如下:
1)建立电路文件
具体建立电路文件的方法有:
●打开Multisim10时自动打开空白电路文件Circuit1,保存时可以重新命名
●菜单
●工具栏New按钮
●快捷键Ctrl+N
2)放置元器件与仪表
Multisim10的元件数据库有:主元件库(Master Database),用户元件库(User Database),合作元件库(Corporate Database),后两个库由用户或合作人创建,新安装的Multisim10中这两个数据库就是空的。
放置元器件的方法有:
●菜单Place Component
●元件工具栏:Place/Component
●在绘图区右击,利用弹出菜单放置
●快捷键Ctrl+W
放置仪表可以点击虚拟仪器工具栏相应按钮,或者使用菜单方式。
以晶体管单管共射放大电路放置+12V电源为例,点击元器件工具栏放置电源按钮(Place Source),得到如图1-6所示界面。
图1-6 放置电源
修改电压值为12V,如图1-7所示。
图1-7 修改电压源的电压值同理,放置接地端与电阻,如图1-8所示。
图1-8 放置接地端(左图)与电阻(右图)
图1-9为放置了元器件与仪器仪表的效果图,其中左下角就是函数信号发生器,右上角就是双通道示波器。
图1-9 放置元器件与仪器仪表
3)元器件编辑
(1)元器件参数设置
双击元器件,弹出相关对话框,选项卡包括:
●Label:标签,Refdes编号,由系统自动分配,可以修改,但须保证编号唯一性
●Display:显示
●Value:数值
●Fault:故障设置,Leakage漏电;Short短路;Open开路;None无故障(默认)
●Pins:引脚,各引脚编号、类型、电气状态
(2)元器件向导(Component Wizard)
对特殊要求,可以用元器件向导编辑自己的元器件,一般就是在已有元器件基础上进行编辑与修改。
方法就是:菜单Tools/ Component Wizard,按照规定步骤编辑,用元器件向导编辑生成的元器件放置在User Database(用户数据库)中。
4)连线与进一步调整
连线:
(1)自动连线:单击起始引脚,鼠标指针变为“十”字形,移动鼠标至目标引脚或导线,单击,则连线完成,当导线连接后呈现丁字交叉时,系统自动在交叉点放节点(Junction);
(2)手动连线:单击起始引脚,鼠标指针变为“十”字形后,在需要拐弯处单击,可以固定连线的
拐弯点,从而设定连线路径;
(3)关于交叉点,Multisim10默认丁字交叉为导通,十字交叉为不导通,对于十字交叉而希望导通的情况,可以分段连线,即先连接起点到交叉点,然后连接交叉点到终点;也可以在已有连线上增加一个节点(Junction),从该节点引出新的连线,添加节点可以使用菜单Place/Junction,或者使用快捷键Ctrl+J。
进一步调整:
(1)调整位置:单击选定元件,移动至合适位置;
(2)改变标号:双击进入属性对话框更改;
(3)显示节点编号以方便仿真结果输出:菜单Options/Sheet Properties/Circuit/Net Names,选择Show All;
(4)导线与节点删除:右击/Delete,或者点击选中,按键盘Delete键。
图1-10就是连线与调整后的电路图,图1-11就是显示节点编号后的电路图。
图1-10 连线与调整后的电路图
(a)显示节点编号对话框(b)显示节点编号后的电路图
图1-11 电路图的节点编号显示
5)电路仿真
基本方法:
●按下仿真开关,电路开始工作,Multisim界面的状态栏右端出现仿真状态指示;
●双击虚拟仪器,进行仪器设置,获得仿真结果
图1-12就是示波器界面,双击示波器,进行仪器设置,可以点击Reverse按钮将其背景反色,使用两个测量标尺,显示区给出对应时间及该时间的电压波形幅值,也可以用测量标尺测量信号周期。
图1-12 示波器界面(右图为点击Reverse按钮将背景反色)
6)输出分析结果
使用菜单命令Simulate/Analyses,以上述单管共射放大电路的静态工作点分析为例,步骤如下:
●菜单Simulate/Analyses/DC Operating Point
●选择输出节点1、4、5,点击ADD、Simulate
图1-13 静态工作点分析
2.共射放大电路仿真实验
放大就是对模拟信号最基本的处理,图2-1就是单管共射放大电路(NPN型三极管)的仿真电路图。
图2-1 单管共射放大电路(NPN型三极管)
进行直流工作点分析,采用菜单命令Simulate/Analysis/DC Operating Point,在对话框
中设置分析节点及电压或电流变量,如图3-2所示。
图3-3就是直流工作点分析结果。
图3-2 直流工作点分析对话框
图3-3 直流工作点分析结果
当静态工作点合适,并且加入合适幅值的正弦信号时,可以得到基本无失真的输出,如图3-4所示。
(a)
(b)
图3-4单管共射放大电路输入输出波形试着求出该共射放大电路的静态工作点。
