高频电路(仿真)实验指导书.docx
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高频电路（仿真）实验指导书
光电学院
电子科学与技术系
2014年2月 实验一.共射级单级交流放大器性能分析
一、实验目的
1、 学习单级共射电压放大器静态工作点的设置少调试方法。
2、 学习放大器的放大倍数（凡）、输入电阻（尺）、输出电阻（他）的测试方法。
3、 观察基本放人电路参数对放人器的静态工作点、电压放人倍数及输出波形的影响。
4、 熟悉函数信号发生器、示波器、数字力•用表和宜流稳压电源等常用仪器的使用方法。
二、实验原理
如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。该电路设计时需保证5>5〜IOUBE， 1］口2>5〜101B，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电
路的静态工作点不会发生变化。
Rl _ UB-UBE UB=R1+R2VCC 心人- 一——
rtl上式可知，静态工作时，UB是由R1和R2共同决定的，而UBE一般是恒定的，在0.6
到0.7之间，所以Ic、IE只和有关。
当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很 多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而Ic欲要变大吋，由于RE的反馈作 用，使得UBE节压降减小，从而1B减小，Ic减小，电路自动回到原來的静态工作点附近。 所以该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，只要电路设计得当。
调整电阻&、R2,可以调节静态工作点高低。若工作点过高，使三极管进入饱和区， 则会引起饱和火真；反Z,三极管进入截止区，引起截止失真。
如图1-1, ChC2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的 直流信号。发射极旁路电容CE-般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的， 即相当于交流接地。也是防止交流反馈対电路的放大性能造成影响。电路的放大倍数
Au=—需，输入电阻Ri=Ri〃R2〃％，输出电阻RO=RL'，空载时Ro=Rc。 当发射极电容断开时，在发射极电容上产生交流负反馈，电压的放大倍数为
Au—而黔竈，输入电阻Ri=Ri〃R2〃［M"a+4£3］。输出电阻仍近似等于集电极负 三、实验内容
（一）如图1・2所示，建立放大电路，进行静态分析。
注意，电路必须工作在放人区，即输岀波形必须对称（因为输入信号是正弦波）且和原 来的信号保持协调。只冇设置好静态工作点才可以进行下一步。此步骤就是要选择合适的 R］、 RQQ
（二）动态分析
动态分析时，实验中一直便用的信号。F=1000HZ,Vpp=28mvo如图1・3所示:
在原來设置好静态工作点的基础上，接入信号。并按照此图进行测量电压放大倍数。（该
电路另接入了一电阻R3,以增人输入电阻）如图14所示：1 kHz
50 %
14 mVp
0 V IB O1
波形
公共 6 © 47pF ・ OCe^4»9Otwn
47pF ................... XSC1
伊因数信号发生S-XFG1 K 诊示波器-KSC1 Uce DC-HMOhm
—1—Vcc ..........................
^^1-5V ..............................
信号遶项
频率
占空比
抿幅 偏移 • D€ 1e-0090hn 2N2102
V8
DC 仙 Ohm 2 S JU
图1-2静态工作点的调整与测试 设置上升/下孵时间
图1-3函数信号发生器
图1-6输出电阻的测试
计w牛疋航占尺和R七叽1 畑
50 %
H rriVp
0 _____________ V
图U4放大倍数（加大输入电阻）
计算电压的放大倍数：Au=U&Ui
输入输出电阻的测昼
诊万用表-XMM1
9.899 mV I a
f A i M i Q dB
匚丧貳二
图1-5输入电阻的测试 | —|
2号述琐
占空叱
W? 凶数佶号友生2J-XFG1 鱼
设置上幷/下阵时阎
公共
「■ ,] 层次血见I亦《a
I 命万用弄XWU （三）若是静态工作点设置不合适，则会引起失真。如图1・7和图1・8所示。
图1-8截止失真
（四）有无发射极电容Q的影响
图1-9有无发射极电容的影响
明显看出，在不加发射极电容CE时，交流电压的放人倍数减小了。可见是交流的负反 馈作用促成了这一结果。显然，在实际的生产实际屮，我们不需要这一反馈，因此一般选择
并联上发射极输出电容，可以明显增大电压的放犬倍数。但同时也增加了电路的硬件成木。
（五）增人输入电阻对电路性能的彩响
从示波器中的波形可以看出，输入波形与输出波形的相位相反，频率相同。信号源内阻
增大，如图所示：比较可知，增大输入电阻，可以略微地提高电压放大倍数。 CharAd A— Charw*
网uVyP.兰|
Bd«e |T划F7釘列 Kto|0 F" |
V Scale
Ypwftton
XC| 0 | foT P AC| 0 fPC - | P Typ» Sing.Nor | Scale
Y paction
图1・7饱和失真
n
• : 4V :;
XTG1
VI： 15V
1 khz
占空比 50 % •V
14
0 V
pkHz
E2 _______
mV|
v Channel」
0 000 V
OOOOV 0
000 V Time Channd.A 0.000 s 01»0 V
D.OOOs OWOV
0.000^ OXkOO V
Xposkion
i Y/T 21 B/A Scale 11 ms/UiY
Ab
函飲话号发主卷-XFGl 颯
XSC1
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讲万用表YNI】
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XSC2
XMT1J 18 608 mV R1
12010
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…C3 C2 • ••
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* ' T ••••€»■•
• • • C4--
47pF •
xru?
U …《 V"* ZU 信号选顶
占空比
四、思考题
1、 山实验（一）（二）（三）可知，静态工作点的设置对放大电路有何作用？
2、 仿真电路屮的电路必须耍“接地”，这样做有什么好处？
3、 仿真电路屮的很多细节都需要注意，某一细节处理不好就会影响电路的正常工作。试 结合实验过程举例说明。2.548 mV
上jpr旦旦
a Se< -. I u
Multi meter-X..
275892 mV Multimeter-X..
XFGL・
2 s z X>«2
47-uF4>0L XWfl 实验二 高频LC谐振功率放大器性能研究
一、实验目的
1、 进一步熟悉EWB仿真软件的使用方法；
2、 测试高频谐振功率放人器的电路参数及性能指标；
3、 熟悉高频谐振功率放大器的三种工作状态及调整方法。
二、实验内容及步骤
（一）构造实验电路
利川EWB软件绘制如图2-1所示的高频谐振功率放人器实验电路。
图2-1所示的高频谐振功率放大器实验电路
图中，各元件的名称及标称值如表2・1所示。
序号 元件名称及标号 标称值
1 信号源Ui 270mV/2MHz
2 负载RL 10kQ
3 基极直流偏置电压VBB 0.2V
4 集电极直流偏置电压VCC 12V
5 谐振回路电容C 13pF
6 基极旁路电容Cb O.luF
7 集电极旁路电容Cc O.luF
8 高频变压器T1 N=l;LE=le-05H;LM=0.0005H;RP=RS=0
9 品体管Q1 2N2222(3DG6)
表2・1各元件的名称及标称值
（二）性能测试
1、静态测试
选择“Analysi” -* "DC Operating Pointn ,设置分析类型为直流分析，可得放大器的 直流工作点如图2・2所示。
2、动态测试
（1）输入输出电压波形
当接上信号源Ui时，开启仿真器实验电源开关，双击示波器，调整适当的时基及A、
B通道的灵敏度，即可看到如图2・3所示的输入、输出波形。
图2-）高频谐撮功率放大器输入.输出波形图
（2）调整工作状态
1、 分别调整负载阻值为5kQ、100 kQ,可观测岀输入输岀信号波形的差异。
2、 分别调整信号源输出信号频率为1MHz、6.5MHz,可观测出谐振回路对不同频率信
号的响应情况。
3、 分别调整信号源输出信号幅度为100mV、400mV,可观测出高频功率放大器对不同
幅值信号的响应情况。
^Oscilloscope
图A4高频谐振功率放大器工作干欠压状态输入、输出波形图Expand Ground ie
Trigger
Bige 匸
Level | DB 自
Channel B
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Y position | HE
sa oj DCJ 图2-2高频谐振功率放大器静态工作Y position 卜切 ―跑0 DC UElTiV/DU 灯 Time base
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