南邮单级放大电路

EDA（二）模拟部分电子线路仿真实验报告实验名称：单级放大电路姓名：学号：班级：通信时间：2013.4南京理工大学紫金学院电光系一．实验目的1.三极管输入输出特性曲线分析；2.掌握放大电路静态工作点的测试方法；3.掌握放大电路动态参数的测试方法；4.静态工作点对动态参数的影响以及失真分析二、实验原理分析静态工作点一般采用估算法求解，其步骤为：（1）画出电路的直流通路（2）选择回路计算基极电位V B（3）选择合适的回路计算I E、I B、U CE利用软件有两种方法求得电路的静态工作点，一种用万用表测量，另一种利用DC Operating Point仿真手段来得到。

放大电路的动态分析主要分析电路三个参量Au、Ri、Ro，首先应画出微变等效电路图。

三．实验内容2.11.电路图2、静态分析理论分析：步骤1.画出电路的直流通路2.选择回路计算基极电位V B3.选择合适的回路计算IE ,IB,UCE所用分压偏置电路直流通路如图所示：基极电流IB 很小，故IB<<I2R,因此I1R= I2R,选择回路（1）可得V B ≈R2∕（R1+ R2+Rw）*VCC=4V选择回路（2）可得I E≈(V B-U BE)／R E=(R2*V CC)/[ (R1+R2+R W)*R E]-U BE/R E=1.625mA由放大特性方程得：IB =IC/β=19μA选择回路（3）可得，UCE ≈ VCC- IC(RC+RE)=5.5V实验验证：(1)万用表测量法（2）DC Operating Point 分析3、动态分析1）电压放大倍数u o =-βi b R 11//R 4 u i = i b r be电压放大倍数为==iou u u A -β（R 11//R 4）∕r be =-59输入电阻为: R i = r be // R B1// (R 1+R W )=1.3 k Ω 输出电阻为： R o = R 4=2k Ω 实验验证：(1)电路的电压放大倍数：==iou u u A 86.593/2.109=-41 (2).输入电阻的测试电路Ri=ui/i i=2.109/0.001281=1.65kΩ(3).测量输出电阻Ro=uo/i i=2.121/0.001076=2.0KΩ4.失真分析观察该输出波形发现，波形的负半周出现失真，对于NPN管说明发生了饱和失真。

南邮电子电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电子电路基本原理，理解常用电子元件的功能及在电路中的作用。

2. 使学生能够运用所学的知识，分析并设计简单的电子电路。

技能目标：1. 培养学生具备使用万用表、示波器等常用电子仪器的能力，能够对电子电路进行调试和检测。

2. 提高学生运用电子设计软件（如Multisim）进行电路仿真和绘制电路图的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子电路的兴趣和热情，激发他们探索电子科技领域的积极性。

2. 培养学生具备团队协作精神，学会与他人共同分析问题、解决问题。

3. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作的安全性和规范性。

课程性质：本课程为实践性较强的电子电路设计与分析课程，结合理论教学和实验操作，旨在提高学生的实际动手能力和创新能力。

学生特点：学生具备一定的电子电路基础知识，对电子技术有一定了解，但实践经验不足。

教学要求：注重理论联系实际，强化实践教学，鼓励学生动手操作和独立思考，培养解决实际问题的能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 电子元件基础：讲解常用电子元件（电阻、电容、电感、晶体管等）的原理、特性及在电路中的作用，对应教材第1章内容。

2. 简单电子电路设计：介绍放大电路、滤波电路、振荡电路等基本电路的设计方法，对应教材第2章内容。

3. 电子电路仿真：运用Multisim软件进行电路仿真，使学生了解电路在实际工作中的性能，对应教材第3章内容。

4. 电子电路制作与调试：指导学生动手制作简单的电子电路，学会使用万用表、示波器等仪器进行调试，对应教材第4章内容。

5. 故障分析与排查：培养学生分析电路故障、找出问题原因并解决问题的能力，对应教材第5章内容。

6. 课程项目实践：组织学生进行团队项目设计，从电路设计、仿真、制作、调试到故障排查，全面巩固所学知识。

教学大纲安排：第1周：电子元件基础第2周：简单电子电路设计第3周：电子电路仿真第4周：电子电路制作与调试第5周：故障分析与排查第6-8周：课程项目实践教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节，注重理论与实践相结合，培养学生实际动手能力和创新能力。

单级共射放大电路
一、画电路图
（一）元器件
一个二极管2N222A、直流电压源V2、交流电压源V1、三个电阻、两个电容及接地线。

各元器件的参数设置参见电路图。

（二）电路图如图2-1所示
图2－1 单级共射放大电路
二、分析电路图
（一）直流工作点分析
选择所有的输出变量到分析变量列表，直流工作点仿真结果如图2-2所示
图2－2 直流工作点仿真结果
（二）瞬态分析
由于信号源的频率为1khz，故将终结时间设置为2ms即可得到两个周期的瞬态波形，将输出变量分别设置为V1和V5，即可得到如图2－3、图2－4所示的输入及输出波形。

输入波形
输出波形
对所有数据进行分析后，启动后处理程序，求放大电路电压增益的幅频响应、相频响应及输入阻抗频率响应。

定义输出波形函数为v5/v1，点击“Draw”按钮即可得到如图2－6所示的电压增益的幅频响应及相频响应
电压增益的幅频响应及相频响应
输入阻抗频率响应
有输入阻抗频率响应图，激活游标，如图2－8所示，可读出当频率为1Khz时的输入电阻为2.8093KOhm.
2.求输出电阻
由图2－9所示电路图可获得如图2－10所示的输出阻抗的频率响应图
（之后的图片是课后完成，故有所不同）
输出阻抗电路图
输出电阻的读取，由图可读出输出阻抗为3.7190KOhm
求上、下限频率
由电压增益的幅频响应及相频响应图，可知电压最大增益为146.5022，可求出当电压增益为103.5770时所对应的两个频率分别为上、下限频率。

由图2－10可读出下限频率为6.3096hz；由图2－11可读出上限频率为19.9526Mhz。

单级晶体管小信号放大器一、实验目的1． 掌握单级放大器的 一种设计方法2． 掌握晶体管放大器静态工作点的放置与调整方法。

3． 掌握放大器性能的测量和调整方法。

二、实验原理1． 电路工作原理晶体管放大器中，广泛应用工作点稳定的阻容耦合共射极放大器，如图3-2-1所示○1静态工作点Q 主要由R B1、R B2、R E 、R C 及电源电压+V CC 所决定。

该电路利用电阻R B1、R B2的分压固定基极电位V BQ 。

如果满足条件I 1>>I BQ ，当温度升高时，I CQ ↑→V EQ ↑→V BE ↓→I BQ ↓→I CQ ↓，结果抑制了I CQ 的变化，从而获得稳定的静态工作点。

只有当I 1>>I BQ 时，才能保证V BQ 恒定。

这是工作点稳定的必要条件，一般取○2此放大器是交流放大器中最常用的一种基本单元电路。

交流信号经耦合电容C 1加到基极，引起基极电流作相应的变化，从而控制集电极电流作更大的变化。

它将在RC 上产生交流电压，通过电容C 2馈送到负载电阻R L 上。

这个输出电压V O 比输入电压V I 放大了A V 倍。

为了使放大器正常放大，一定要设置合适的静态工作点Q 。

Q 点应选择在三极管特性曲线的放大区的中间。

对于小信号放大器。

一般取I CQ =0.5~2mA ，电路的静态工作点由下列关系式确定阻容耦合放大器由于有耦合电容C 1、C 2及旁路电容C E 的存在，将使放大器增益A V 随信号频率下降而下降，幅频特性曲线如图3-2-2所示。

中间区域放大倍数最大，且基本不变，记为中频放大倍数A VM ，而频率高于或低于该区域放大倍数都要下降，当A V 下到0.707A VM 所对应的频率应为f H 和f L ，分别是放大器的上限频率和下限频率。

A V 、f H 和f L 可按下式计算： 式中R E ’=R E //[（R S +R BE ）/（1+β）]通常R S <r be ，可略去R S 。

单级放大电路的设计与仿真一、实验目的1）掌握放大电路静态工作点的调整与测试方法。

2）掌握放大电路的动态参数的测试方法。

3）观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。

二、实验元件1mV 5KHz 正弦电压源，15mV 5KHz 正弦电压源，12V直流电压源，2N2222A三极管，10uF电容（3个），10KΩ电阻（2个），3.0KΩ电阻，1.5KΩ电阻，5.1KΩ电阻，250KΩ电位器，万用表，示波器等。

三、实验原理三极管工作在放大区时具有电流放大作用，只有给放大电路中的三极管提供合适的静态工作点才能保证三极管工作在放大区。

如果静态工作点不合适，输出波形则会产生非线性失真——饱和失真和截止失真，而不能正常放大。

静态工作点合适时，三极管有电流放大特性，通过适当的外接电路，可实现电压放大。

表征放大电路放大特性的交流参数有电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。

由于电路中有电抗元件电容，另外三极管中的PN结有等效电容存在，因此，对于不同频率的输入交流信号，电路的电压放大倍数不同，电压放大倍数与频率的关系定义为频率特性，频率特性包括：幅频特性——即电压放大倍数的幅度与频率的关系；相频特性——即电压放大倍数的相位与频率的关系。

参数选择：为保证电压放大倍数大于50，R4不能太小，选取3.0KΩ的电阻。

R5为负反馈电阻，太大会减小放大倍数，太小又会使电路不稳定，因此选取1.5KΩ的电阻。

R1,R2的大小影响输入电阻的大小，选取10KΩ的电阻。

另外电容选用10uF。

图1 实验原理图四、输出信号的动态分析为了使得到的饱和、截止失真的波形图更加明显，用15mV的交流电压源代替了原先的1mV的电源。

用示波器观察时，只需将一条导线连在9号节点即可。

图2 三极管放大电路动态分析1、饱和失真情况下的输出信号调节电位器的百分比至0%，观察波形。

a)输出信号波形图图3 饱和失真时的输出信号波形图b) 饱和失真情况下电路的静态工作点值测试此时静态工作点值，其值如下：I B=227.374uA，I C=2.576mA, U CE=69.657mV。