共射放大电路实验报告.docx
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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 、0.01 μF 、10μF 、100μF电阻: 51Ω*2 、 300Ω、 1k Ω、2k Ω、10k Ω*2、24k Ω 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 C 4为 100pF 完成 );主要计算公式及结果: I(cq)=I(eq)=(v(BQ)-v(BEQ))/(R3+R4)=2.37mAI(BQ)=I(CQ)/(1+beta)=12.46*10^-6 A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: V(CEQ)=V(CC)-I(CQ)*(R5+R3+R4)=1.798V)。
R124k C 110 FviR210k100pFC4R 51k VTR351R4 300V CC 5VC310 F R 610kC2100 Fvo(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。
基本共射极放大电路1. 实验背景VBB , Rb:使发射极正偏,并提供合适的基极偏置电流 VCC :通过Rc 使T 集电极反偏,VCE>=VBE RC: 将集电极电流信号转换为电压信号,限流 三极管 T 起放大作用 分析方法:叠加前提:BJT 工作在线性放大区图11. 静态(直流工作状态)输入信号vs =0时,放大电路的工作状态称为静态或直流工作状态。
电流关系:bBEQBB BQ R V V I -=BQCEO BQ CQβI I βI I ≈+=VCEQ=VCC -ICQRcIB、IC和VCE 是静态工作状态的三个量,用Q表示,称为静态工作点Q( IBQ,ICQ,VCEQ )。
图22. 动态输入正弦信号vs后,电路将处在动态工作情况。
此时,BJT各极电流及电压都将在静态值的基础上随输入信号作相应的变化。
交流通路图3图42.实验目标1.静态工作点的计算2.通过仿真实验理解基本共射极放大电路的基本原理.3. 实验方法1> 按所给电路画好电路图2> 区分所要求的是交流电路,直流电路和混合电路,调整好电路,加入指针。
3> 调整时间间隔,进行时间扫描。
如图所示。
4. 实验设计1. 下图为基本共射极放大电路的仿真电路图。
试计算静态工作点的各参数并与手算结果进行比较。
Q1Q2N2222R120kR22kV11VdcV29VdcV3AC =TRAN = sin(0v ,10mv ,1khz,0s,0,0)DC =2. 基于以上电路图,请分别绘出v s ,v BE ,i B ,i C ,v CE ,v ce 的波形图3. 电路图如下图所示。
通过仿真结果,请说明上图v 2的作用。
Q1Q2N2222R120kR22kV11VdcVs AC =TRAN = sin(0v ,10mv ,1khz,0s,0,0)DC =4. 电路图如下图所示。
当vs 的振幅分别为10mv 与1v 时,比较i B 与i C 。
单管共射放大电路实验报告实验目的,通过实验,了解单管共射放大电路的基本原理和特性,掌握其工作原理和性能参数的测量方法,加深对电子技术的理论知识的理解。
实验仪器和器件,示波器、信号发生器、直流稳压电源、电阻、电容、三极管等。
实验原理,单管共射放大电路是一种常用的放大电路,它由一个三极管和几个外围元件组成。
在这个电路中,三极管的基极接地,发射极接负电源,集电极接负载电阻,形成了一个共射放大电路。
当输入信号加在基极上时,三极管会产生放大效果,输出信号会在集电极上得到放大。
实验步骤:1. 按照电路图连接实验电路,接通直流电源,调节电源电压和电流,使其符合电路要求。
2. 使用信号发生器产生输入信号,接入电路,观察输出信号在示波器上的波形。
3. 调节信号发生器的频率和幅度,观察输出信号的变化。
4. 测量输入信号和输出信号的幅度,计算电压增益。
5. 改变负载电阻的数值,观察输出信号的变化。
实验结果与分析:在实验中,我们观察到输入信号在经过单管共射放大电路后,输出信号得到了明显的放大。
通过调节信号发生器的频率和幅度,我们发现输出信号的波形随着输入信号的变化而变化,但是整体上保持了放大的特性。
通过测量输入信号和输出信号的幅度,我们计算得到了电压增益的数值,验证了单管共射放大电路的放大性能。
在改变负载电阻的数值后,我们也观察到了输出信号的变化,进一步验证了电路的特性。
实验结论:通过本次实验,我们深入了解了单管共射放大电路的工作原理和特性,掌握了测量其性能参数的方法。
实验结果表明,单管共射放大电路具有良好的放大特性,能够将输入信号放大并输出。
同时,我们也发现了一些问题,比如在一定频率下,输出信号会出现失真等。
这些问题需要进一步的分析和解决。
实验的过程中,我们也遇到了一些困难和挑战,但通过认真的实验操作和思考,最终取得了满意的实验结果。
通过本次实验,我们不仅加深了对电子技术的理论知识的理解,还提高了实验操作的能力和实验分析的能力。
晶体共射极放大电路实验报告
本实验是一项关于晶体共射极放大电路的实验。
该电路是基于晶
体管的一种放大器电路,被广泛应用于各种电子设备中,如收音机、
电视机、音响、电子计算机等。
在本次实验中,我们选择了一款常见的晶体共射极放大电路,使
用一块NPN型晶体管和相关电子元件进行搭建。
该电路是通过共射极
放大器的方式进行的,即将输入的信号与输出的信号通过晶体管进行
放大,并将放大后的信号输出。
通过调整电路中的各个元件参数,我
们可以实现电路的放大系数和频率响应的调节。
在实验过程中,我们首先进行了电路的装配和串联,然后进行了
电路参数的调节。
通过实验,我们发现在调节晶体管的输入电压时,
电路输出的信号的值也会发生变化,因此我们需要合理地调整输入电压,以获得合适的输出信号。
另外,我们还进行了电路频率响应的测试。
我们通过输入不同频
率的信号,来测试电路的频率响应情况。
通过实验,我们发现电路的
响应频率范围为数百Hz至几十kHz之间。
这对于一些需要精细调节频
率的电子设备非常重要。
最终,我们达到了预期的实验效果,成功地搭建出了一个晶体共
射极放大电路,并实现了合适的放大系数和频率响应。
此外,我们还
讨论了电路中各种元件的作用和特点,深入理解了晶体共射极放大电
路的工作原理和应用。
总之,晶体共射极放大电路是一种十分重要的电路,其在各种电
子设备中的应用也非常广泛。
通过本次实验我们深入了解了该电路的
原理和应用,这将对我们今后的电子学习和实践活动具有重要的意义。
共射单管放大电路实验报告共射单管放大电路实验报告一、实验目的本实验旨在通过搭建共射单管放大电路,了解其工作原理及特性,并通过实验数据分析,探讨电路的放大倍数、输入阻抗和输出阻抗等参数对电路性能的影响。
二、实验原理共射单管放大电路是一种常见的放大电路,由晶体管、电容和电阻等元件组成。
其工作原理是通过输入信号的变化,控制晶体管的工作点,使得输出信号得以放大。
具体来说,当输入信号施加在基极上时,晶体管进入放大状态,输出信号通过负载电阻得以放大。
三、实验步骤1. 按照电路图搭建共射单管放大电路,注意连接正确。
2. 调节电源电压,使得晶体管正常工作。
3. 连接信号发生器和示波器,设置合适的频率和振幅。
4. 通过示波器观察输入信号和输出信号的波形,并记录数据。
5. 分别改变输入信号的振幅和频率,记录相应的输出信号数据。
四、实验数据分析通过实验数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 放大倍数:通过比较输入信号的振幅和输出信号的振幅,可以得出放大倍数。
在实验中,我们发现放大倍数与输入信号的振幅成正比,但随着输入信号振幅的增大,放大倍数会逐渐饱和,不能无限增大。
2. 输入阻抗:输入阻抗是指电路对外部信号源的阻抗。
在共射单管放大电路中,输入阻抗较低,可以有效地接收外部信号,并将其放大输出。
3. 输出阻抗:输出阻抗是指电路对外部负载的阻抗。
在共射单管放大电路中,输出阻抗较高,可以有效地驱动负载电阻,使得输出信号的失真较小。
五、实验结果分析通过实验数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 在合适的工作点下,共射单管放大电路可以实现输入信号的放大,并输出相应的放大信号。
2. 输入信号的振幅和频率对放大倍数有影响,但是其影响是有限的。
3. 输入阻抗和输出阻抗对电路性能有重要影响,合适的阻抗匹配可以提高电路的放大效果。
六、实验总结通过本次实验,我们深入了解了共射单管放大电路的工作原理和特性。
通过实验数据的分析,我们得出了对电路性能的一些结论。
共射放大电路实验报告实验目的,通过实验,掌握共射放大电路的基本原理、特性及其应用。
实验仪器设备,示波器、信号发生器、直流稳压电源、电压表、电流表、共射放大电路实验箱等。
实验原理,共射放大电路是由一个NPN型晶体管组成的放大电路。
在共射放大电路中,输入信号加在晶体管的基极上,输出信号则是从集电极上取出。
当输入信号变化时,基极-发射极间的电压也会相应地变化,从而引起集电极-发射极间的电流发生变化。
由于集电极电流的变化,集电极电压也会相应地变化,从而得到输出信号。
实验步骤:1. 将示波器、信号发生器、直流稳压电源等设备连接好。
2. 调节信号发生器的频率和幅度,使其输出一个正弦波信号。
3. 将正弦波信号输入到共射放大电路的输入端,观察输出端的波形。
4. 调节直流稳压电源的电压,观察输出端波形随电压的变化情况。
5. 记录实验数据,并绘制输入输出特性曲线。
实验结果与分析:通过实验,我们得到了共射放大电路的输入输出特性曲线。
在实验中,我们发现当输入信号的幅度较小时,输出信号的幅度基本与输入信号一致;当输入信号的幅度较大时,输出信号的幅度出现了明显的失真。
这说明共射放大电路在一定范围内可以实现较好的放大效果,但是在过大的输入信号下会出现失真。
结论:通过本次实验,我们深入了解了共射放大电路的基本原理和特性。
共射放大电路作为一种常见的放大电路,在实际应用中具有重要的意义。
通过对其特性的了解,我们可以更好地应用它,设计出更加稳定和可靠的电路。
实验总结:本次实验使我们对共射放大电路有了更深入的了解,也提高了我们的动手能力和实验操作技能。
在今后的学习和工作中,我们将更加注重理论与实践相结合,不断提高自己的专业能力。
以上就是本次共射放大电路实验的报告内容,希望对大家有所帮助。
共射级放大电路实验报告共射级放大电路实验报告引言:共射级放大电路是电子学中常用的一种放大电路。
通过实验,我们可以深入了解共射级放大电路的工作原理、特性和应用。
本实验报告将详细介绍实验的目的、实验步骤、实验结果以及对实验结果的分析和讨论。
实验目的:1. 了解共射级放大电路的基本原理和特性;2. 掌握共射级放大电路的设计方法;3. 学会使用示波器和万用表等实验仪器。
实验步骤:1. 搭建共射级放大电路电路图;2. 连接电路并接通电源;3. 调节电位器,使得输入信号幅度适当;4. 使用示波器观察输入信号和输出信号的波形;5. 使用万用表测量电路中各节点的电压值。
实验结果:在实验中,我们搭建了一个共射级放大电路,并进行了相应的测量和观察。
通过示波器,我们观察到了输入信号和输出信号的波形,并使用万用表测量了电路中各节点的电压值。
在输入信号幅度适当的情况下,我们观察到输出信号的幅度明显大于输入信号的幅度,这说明共射级放大电路具有放大功能。
同时,我们还注意到输出信号的相位与输入信号相位相反,这是由于共射级放大电路的特性决定的。
通过测量各节点的电压值,我们可以得到电路中各元件的工作状态。
例如,输入信号经过耦合电容进入晶体管的基极,经过放大后,输出信号从集电极输出。
同时,我们还可以观察到集电极和发射极之间的电压差,这是晶体管的放大效果导致的。
分析和讨论:通过实验结果的观察和测量,我们可以得出以下结论:1. 共射级放大电路可以将输入信号进行放大,从而增加信号的幅度;2. 输出信号的相位与输入信号的相位相反,这是共射级放大电路的特性;3. 通过调节电位器,可以控制输入信号的幅度,从而调节放大倍数;4. 通过测量各节点的电压值,可以了解电路中各元件的工作状态。
共射级放大电路在实际应用中具有广泛的用途。
例如,在音频放大器中,共射级放大电路可以将微弱的音频信号放大为足够大的信号,以驱动扬声器产生声音。
此外,共射级放大电路还可以在通信系统中扮演重要角色,用于信号的放大和传输。
实验一基本共射放大电路实验报告一、实验目的:1.掌握基本共射放大电路的组成和工作原理;2.学会在实验条件下测量并计算电路的增益。
二、实验仪器:1.示波器;2.多用电表;3.功放电路板。
三、实验原理:基本共射放大电路由NPN晶体管、输入电阻、输出电阻和负载电阻组成。
工作原理如下:当输入信号向基极施加交流信号时,晶体管工作于放大状态。
由于输入电阻的存在,输入信号会将电流注入基极,导致基极电流增大。
而这个增大的电流会引发晶体管的放大作用。
输出电阻起到了与负载电阻相匹配的作用,使原信号可以通过负载电阻得到放大。
四、实验步骤:1.按照电路图搭建基本共射放大电路;2.将输入信号接入示波器的输入端,并调节示波器参数使波形清晰可见;3.测量输出信号的幅值,并用多用电表测量电路各个元件的电压和电流。
五、实验结果与分析:根据示波器上显示的波形,我们可以得到输入信号和输出信号的波形图,并通过测量得到其幅值。
根据实验数据,可以计算电路的输入电阻和输出电阻,以及电路的增益。
具体计算步骤如下:1.计算输入电阻:输入电阻可以通过测量输入电流和输入电压得到,用输入电压除以输入电流即可。
2.计算输出电阻:输出电阻可以通过测量输出电压和输出电流得到,用输出电压除以输出电流即可。
3.计算增益:增益是指输出信号幅值与输入信号幅值之间的比值,通过测量输出信号和输入信号的幅值即可计算。
根据实验数据和上述计算步骤,我们可以得到电路的输入电阻、输出电阻以及增益的数值。
六、实验分析与结论:通过实验,我们成功搭建了基本共射放大电路,并且根据测量数据计算了电路的输入电阻、输出电阻以及增益。
这些数据可以帮助我们评估电路的性能和效果。
实验结果分析:1.输入电阻越大,表示电路对输入信号的损耗越小,但也较容易受到外界干扰。
2.输出电阻越小,表示电路可以驱动更大的负载电阻,但也对负载电阻变化较敏感。
3.增益越大,表示电路对输入信号的放大效果越好,但也容易引起失真。
共射放大电路实验报告一、实验目的:1.了解共射放大电路的基本原理和特性。
2.学习如何设计并调整共射放大电路。
二、实验原理:1.原理电路中共射放大电路能得到相反的放大和100%总共增益。
2.共射放大电路具有较大的输入输出阻抗,能适应不同负载条件。
3.共射放大电路能够实现电流放大。
4.共射放大电路具有固定的输入相位和变化的输出相位特性。
三、实验仪器和器件:1.双踪示波器2.函数发生器3.电压表4.变阻器5.电容器6.电感器7.电阻器8.三极管晶体管四、实验步骤:1.确定实验电路拓扑。
根据实验要求,选取合适的电路拓扑进行组装。
根据实验需求,选取晶体管的类型、电阻和电容的数值,设计并组装线路。
2.进行电路连接。
按照实验电路拓扑图,将所需元器件一一连接起来。
注意检查导线连接,使其牢固可靠。
3.检查电路连接的正确性。
使用万用表仔细检查各个连接点,确保电路连接正确。
4.接入电源。
将电路连接到电源供电。
注意选择合适的电源电压,并检查电源电压是否正常。
5.测量输入输出电压。
通过函数发生器产生不同频率的正弦信号,分别测量输入和输出电压,并记录数据。
6.分析和计算输出功率、电压增益等参数。
根据测量数据,计算输出功率和电压增益等参数,并完成实验报告。
7.结束实验。
断开电源,拆除实验装置,清理实验现场。
五、实验结果:根据实验记录的数据,计算得到不同频率下的电压增益,并绘制出增益-频率特性曲线。
计算得到的输出功率也需要列出。
六、实验讨论:通过实验数据对比,可以分析不同频率下的放大能力和输出功率的变化情况。
分析结构和原理,讨论实验结果的合理性,并解释观察到的现象。
七、实验总结:总结实验内容、实验结果和实验过程中遇到的问题,并提出改进意见。
列出实验所参考的相关书籍、资料或论文。
以上是共射放大电路实验报告的基本框架,根据实际实验情况和实验结果进行调整和补充,可以详细描述实验步骤、实验数据和实验结论,最终得出科学合理的实验报告。
晶体管共射极放大电路实验报告一、实验目的1.掌握共射极放大电路的基本原理和组成。
2.学习如何调试和优化放大电路的性能。
3.通过实验数据分析,加深对晶体管放大原理的理解。
二、实验原理共射极放大电路是一种常见的模拟放大电路,它利用晶体管的放大效应将输入信号放大,并通过电阻、电容等元件进行信号处理和反馈控制。
该电路具有较高的电压放大倍数和良好的频率特性,被广泛应用于各种电子系统中。
三、实验步骤1.搭建共射极放大电路:连接电源、输入信号源、晶体管、电阻、电容等元件,组成共射极放大电路。
2.调试放大电路:通过调节电源电压、输入信号源幅度、晶体管偏置等参数,使放大电路达到最佳的工作状态。
3.测量电压放大倍数:通过测量输入和输出信号的电压值,计算放大倍数。
4.分析实验数据:记录不同参数下的放大倍数、输入电阻、输出电阻等数据,分析其对放大电路性能的影响。
5.优化电路性能:根据实验数据分析结果,调整元件参数或采用不同的元件,优化放大电路的性能。
四、实验数据分析1.电压放大倍数:通过测量输入和输出信号的电压值,计算放大倍数。
实验数据显示,随着输入信号幅度的增加,放大倍数逐渐增大;但当输入信号幅度达到一定值时,放大倍数趋于稳定。
这是因为晶体管已经处于饱和状态,无法再通过增加输入信号幅度来提高放大倍数。
2.输入电阻和输出电阻:输入电阻和输出电阻的大小直接影响放大电路的性能。
输入电阻越大,输入信号源的负载越小,对信号源的影响越小;输出电阻越小,输出电压的负载越大,对负载的影响越小。
实验数据显示,随着反馈系数的增加,输入电阻和输出电阻都呈下降趋势。
这是因为反馈系数越大,对输入和输出信号的衰减越大,导致输入和输出电阻减小。
3.通频带:通频带是衡量放大电路频率响应的重要指标。
实验数据显示,随着反馈系数的增加,通频带逐渐变宽。
这是因为反馈系数的增加导致电路的稳定性提高,能够更好地处理高频信号。
五、实验结论与优化建议通过本次实验,我们验证了共射极放大电路的工作原理和性能特点。
基本共射极放大电路1. 实验背景VBB , Rb:使发射极正偏,并提供合适的基极偏置电流 VCC :通过Rc 使T 集电极反偏,VCE>=VBE RC: 将集电极电流信号转换为电压信号,限流 三极管 T 起放大作用 分析方法:叠加前提:BJT 工作在线性放大区图11. 静态(直流工作状态)输入信号vs =0时,放大电路的工作状态称为静态或直流工作状态。
电流关系:bBEQBB BQ R V V I -=BQCEO BQ CQβI I βI I ≈+=VCEQ=VCC -ICQRcIB、IC和VCE 是静态工作状态的三个量,用Q表示,称为静态工作点Q( IBQ,ICQ,VCEQ )。
图22. 动态输入正弦信号vs后,电路将处在动态工作情况。
此时,BJT各极电流及电压都将在静态值的基础上随输入信号作相应的变化。
交流通路图3图42.实验目标1.静态工作点的计算2.通过仿真实验理解基本共射极放大电路的基本原理.3. 实验方法1> 按所给电路画好电路图2> 区分所要求的是交流电路,直流电路和混合电路,调整好电路,加入指针。
3> 调整时间间隔,进行时间扫描。
如图所示。
4. 实验设计1. 下图为基本共射极放大电路的仿真电路图。
试计算静态工作点的各参数并与手算结果进行比较。
Q1Q2N2222R120kR22kV11VdcV29VdcV3AC =TRAN = sin(0v ,10mv ,1khz,0s,0,0)DC =2. 基于以上电路图,请分别绘出v s ,v BE ,i B ,i C ,v CE ,v ce 的波形图3. 电路图如下图所示。
通过仿真结果,请说明上图v 2的作用。
Q1Q2N2222R120kR22kV11VdcVs AC =TRAN = sin(0v ,10mv ,1khz,0s,0,0)DC =4. 电路图如下图所示。
当vs 的振幅分别为10mv 与1v 时,比较i B 与i C 。
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 =Ω10,600i SV mV R ==Ω性能指标要求:,对频率为1kHz 的正弦信号30L f Hz <15/,7.5v i A V V R k >>Ω2.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,即4V,25BBCC VV =(3),恰为电阻标称值0.7 3.3BB EEV R k I -≈=Ω(4)212124:3:2CCBB R V V VR 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 ;ΩΩ112110=0.1,60,40cc BB V V IR I mA R K R K IR -===Ω=Ω由综上:取标称值R1=51k ,R2=33k ΩΩ(5) 25T T eE CV V r I I =≈=Ω(6)从输入电阻角度考虑:,R i =R 1//R 2//[(β+1)(r e +R E1)]>7.5kΩ取(获得4V 足够大的正负信号摆幅)得:R i =9kΩ,V c =35V CC =6VR E1=118Ω,R E 2= 3.3kΩ,R C = 6.6kΩ从电压增益的角度考虑:>15V/V,取得:A v =5100//R Cr e +R E1A v =20V/V;;R E1=86Ω,R E 2= 3.3kΩ,R C =4kΩ为综上:取标称值R E1=100Ω,R E 2= 3.3kΩ,R C = 5.1kΩ(二).电路频率特性(1)电容与低频截止频率取;f L =25HZ <30HZ C E =12πf [R E 2//(R E1+r e +R s //R 2//R 11+β=48.3μFC E 取标称值47μF ,C 1,C 2取推荐的标称值22μF (三).参数指标验算过程由已确定的参数: ,,R E1=86Ω,R E 2= 3.3kΩ,R C =4kΩ,=+10V cc V 5.1LR k =Ω,计算得:10,600i S V mV R ==ΩC 1=C 2=22μF,C E =47μFI C=V BB‒V BER BB1+β+R E=0.917m A,V CC‒I C R C=5.323V,|A v|=20.24>15VV,|A v|=20.24>15VV, R i=8.305kΩ>7.5kΩ,f L=12π∗C E∗R=26HZ<30HZ;,所有参数符合指标.(R为与CE串联的等效电阻)四、实验步骤与过程(一).实验电路仿真:1.代入参数的实验电路2.直流工作点Q:2.1仿真类型与参数设置:选择时域瞬态分析(Time domain),由于交流小信号的频率为1kHZ,设置仿真时间为2个周期,0-2ms,扫描步长为0.02ms,精度足够2.2图像处理:将交流小信号源断开,分别观察IC,VCE,VBE,VC,的波形,利用标尺(toggle cursor)得到仿真值为:IC=0.892V,VCE=2.38V,VBE=0.622V,VC=5.45V3.交流参数分析:3.1仿真类型与参数设置:选择频域分析(AC SWEEP),要将电压源由给定频率的VSIN源换成可供频率扫描的VAC,幅值设定为10mV;为得到完整频域特性,扫描频率选择对数扫描,从1HZ到100MHZ,采样点设置为10,3.2图像处理(其他图像略去,只摘取需要用到标尺工具的复杂图像)(1).电压增益:观察V2(RL)/V1(RS)的频域波形,用标尺得出1Khz时的电压增益为17.607;在直流分析中,设置y轴变量为max(V2(RL))/max(V1(RS),利用标尺得到电压增益为178.55mv/9.993mv=17.87;(2).上下限截止频率与通频带:同样是上面的频域增益波形,利用orcad自带的信号处理函数可以得到:Fl=26.24877HZ,FH=1.99MHZ,由于FL相对较小,通频带近似为FH(3).输入电阻:观察V(VS+)/I(C1)的频域波形,利用标尺可得,当信号源的频率为1Khz时,输入电阻Ri=7.6816kΩ4.数据处理与误差分析计算可得除VCE外直流工作点的相对误差约为2.5%,而频幅特性相对误差约为10 %,较大;直流工作状态的误差主要是由于将VCE直接认定为0.7V导致的,而交流特性是由三极管直流工作点决定的,且计算时忽略了电容对电路产生的影响,且忽略厄利效应,所以会有至少3类误差的叠加,导致误差较大.(二).实际电路测试:1.测试原理:(注释:由于事先不知道实际测试电路所用三极管放大倍数只有160的,而我设计是用100的,所以在测试时无法利用我的设计方案,采用了另一个设计方案,附在报告最后.)1.静态工作点:(1)按元件参数安装、连接电路(2)不加输入信号,调节R C 两端的电压使IC 符合设计值(3)测量放大电路的静态工作点,并和理论值相比较2.电压增益:(1)保持静态工作点不变,利用示波器观察输入信号波形,调节信号源,使输出信号为频率1kHz,幅值30MV 的正弦波.(2)输入、输出波形用双踪显示观察,指出它们的相位关系。
学生实验报告报告内容、实验目的和任务1. 加深对基本共射放大电路放大特性的理解;2. 学习放大电路的静态工作点参数的测量方法;3. 了解电路参数对静态工作点的影响和静态调试方法;4. 学习放大电路交流参数的测量方法;5. 学习常用电子仪器的使用。
二、实验原理介绍图1-1为基本共射放大电路原理图 ,图1-2是其直流通路。
::)+12v图1-1基本共射放大电路首先,对该电路作直流分析。
分析图 系表达式:_ V cc- U BE-R b(1-2)+12v33k:c1C2|- Uo3 3kRp 6 80 kUsRc1 2k图1-2直流通路1-2的直流通路,可得到如下直流工作参数的关(1-1) 1C1Rp 680 k10uUCE= V cc ~'RJ c式中,r be 是三极管的交流输入电阻。
它可用下式近似估算:% =300 (1 J —⑴)(1-5)I E其中,I E 是三极管的射极静态电流,单位是毫安(mA)。
三、实验内容和数据记录1. 静态工作点参数测试在静态测量时,暂时不要将交流信号接入电路。
(1)观察R b 对静态工作点参数的影响。
V cc =12V ,R c =2 k Q ,R b 分别取 33k Q 、100k Q 、200k Q 、300k Q 、600k Q 。
用万能表 分别测量各个R b 阻值下的静态工作点参数,将测量结果填入表 1-1,并据U CE 的大小来判 断三极管的工作状态。
表1-1R b 增大时,U CE 如何变化?静态工作点向哪个区域移动? (2)观察RC 对静态工作点参数的影响V cc =12V ,R b =600k Q, R c 分别取2 k Q 、5.1k Q 用万能表分别测量每一个 R c 阻值下 的静态工作点参数,将测量结果填入表1-2中,确定三极管的工作状态。
表1-2据以上表格的结果, RC 增大时,UCE 有何变化? (3)观察电源电压E C 对U CE 的影响。
单级共射放大电路实验报告实验目的,通过搭建单级共射放大电路,了解其工作原理和特性,并通过实验验证其放大功能和频率响应。
实验仪器和器材,示波器、信号发生器、直流稳压电源、电阻、电容、三极管等。
实验原理,单级共射放大电路是一种常用的放大电路,其工作原理是利用三极管的放大特性,将输入信号进行放大。
在单级共射放大电路中,输入信号通过输入电容耦合到基极,经过输入电阻进入三极管的基极,通过基极-发射极间的电流放大作用,输出到负载电阻上,实现信号放大。
实验步骤:1. 按照电路图连接实验电路,注意接线正确,电路连接紧密。
2. 调节直流稳压电源,使其输出电压为所需工作电压。
3. 调节信号发生器,输入所需频率和幅值的正弦信号。
4. 连接示波器,观察输入信号和输出信号的波形,记录波形特点和参数。
5. 调节信号频率和幅值,观察输出信号的变化,记录频率响应曲线。
实验结果:经过实验观察和记录,我们得到了以下实验结果:1. 输入信号和输出信号的波形基本一致,幅值经过放大。
2. 随着输入信号频率的增加,输出信号的幅值有所下降,频率响应存在一定的衰减。
实验分析:通过实验结果的观察和分析,我们可以得出以下结论:1. 单级共射放大电路具有信号放大的功能,能够将输入信号进行放大。
2. 由于电容和电感元件的存在,单级共射放大电路存在一定的频率响应特性,随着频率的增加,放大倍数会有所下降。
实验总结:本次实验通过搭建单级共射放大电路,验证了其放大功能和频率响应特性。
同时,通过观察实验现象和分析实验结果,加深了对单级共射放大电路的工作原理和特性的理解。
在今后的学习和工作中,我们将更加熟练地运用单级共射放大电路,并加深对其特性的认识。
实验存在的不足和改进方向:在实验过程中,我们发现了一些不足之处,比如实验中可能存在的误差、实验数据的不够精确等。
因此,我们需要在以后的实验中加强对实验过程的控制,提高实验数据的准确性和可靠性。
通过本次实验,我们对单级共射放大电路有了更深入的了解,也为以后的学习和工作积累了宝贵的经验。
共射放大电路实验报告
实验报告标题:共射放大电路实验报告
1. 实验目的:
通过搭建共射放大电路,深入了解其工作原理和特性,并掌
握射极偏置、放大倍数、输入输出特性等参数的测量方法和计算。
2. 实验器材:
- 三极管(NPN型)
- 变阻器
- 直流电源
- 电压表
- 电流表
- 电阻
- 双踪示波器
3. 实验步骤:
1) 按照电路图搭建共射放大电路。
2) 确定射极偏置电阻的合适取值,并连接到电源和地。
3) 接通电源,并观察电路的工作状态。
4) 测量电路中各个元件的电流和电压,并记录。
5) 测试不同电压输入下的输出电压,绘制输入输出特性曲线。
6) 测量放大电路的放大倍数,计算其值。
4. 数据处理:
1) 计算射极偏置电阻的取值,以使得三极管处于适当工作状
态。
2) 根据测量得到的电流和电压数据,计算电阻、电压的值。
3) 根据输入输出特性曲线,确定电压增益与输入电压的关系,计算放大倍数。
5. 实验结果:
1) 绘制输入输出特性曲线。
2) 计算得到的放大倍数值。
6. 实验结论:
通过本次实验,我们成功搭建了共射放大电路,并获得了其
输入输出特性曲线和放大倍数值。
实验结果符合理论预期,共射放大电路能够对输入信号进行放大,并保持相位的一致性。
掌握了共射放大电路的工作原理和特性对于电子工程领域的设计和应用具有重要意义。
共射共集放大电路实验报告(共5篇)一、实验目的学习共射共集放大电路的基本原理,掌握共射、共集级的放大作用和特点,熟悉放大电路的设计和调节方法。
二、实验原理共射放大器是以晶体三极管为放大元件,以共射的方式运行的放大电路。
它的信号输入在集-发极之间,输出在集-基极之间。
共射电路的输入电阻较低,输出电阻较高,放大系数较大。
但它的频率特性差,相位反向和输出幅度变化比较大。
共射、共集级的组合可以形成共射共集放大电路,由于两级的互补性,可以克服它们各自的缺点,达到比较理想的放大效果。
在实际应用中,经常用共射共集级组成放大电路,用于通过各种接口将信号处理后送到外围设备,并隔离载波。
共射共集放大电路的放大系数较大,输入输出阻抗均低,相位差小,具有广泛的应用。
三、实验步骤1.检查实验装置,准备好实验用品,并按照电路图连接电路。
2.接通电源,调节稳压电源直至设定值。
3.打开测量仪器,调整电位器,使输入端电压到达工作点。
4.调整电位器,使输出端交流信号最大。
5.更改输入信号,测量输出信号幅度的变化,记录测量结果。
6.重复操作5,并更改电源电压和电阻值,记录实验结果。
7.实验结束后,关闭电源,拆除实验装置,清理现场。
四、实验结果与分析1.实验中电路连接正确,电源电压、电阻值选择合适,实验过程稳定。
2.实验结果表明,当输入信号发生变化时,输出信号幅度随之变化。
同时,当电源电压或电阻值发生变化时,放大电路的增益也会发生变化。
3.对于共射放大器,输入阻抗低,输出阻抗高,放大系数大,但是频率特性差相位反向。
对于共集放大器,输入输出阻抗均低,放大系数小,但具有良好的频率特性和相位不反向等特点。
4.当通电电压较是3V时,测量到的输入电压为2.1V,输出电压为6V,增益约2.9倍。
输出波形为正弦波。
5.整个实验过程中,注意电源电压不要过高或过低,否则会影响实验结果。
同时,要注意接线正确,切勿操作不当以免损坏实验装置。
五、实验总结通过本次实验,掌握了共射共集放大电路的基本原理和调节方法。
实验名称:三极管共射放大电路一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的和要求1、学习共射放大电路的设计方法。
2、掌握放大电路静态工作点的测量与调整方法。
3、学习放大电路性能指标的测试方法。
4、了解静态工作点与输出波形失真的关系,掌握最大不失真输出电压的测量方法。
5、进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。
二、实验内容1、静态工作点的调整和测量2、测量电压放大倍数3、测量最大不失真输出电压4、测量输入电阻和输出电阻5、测量上限频率和下限频率6、研究静态工作点对输出波形的影响三、主要仪器设备1、示波器、信号发生器、晶体管毫伏表2、共射电路实验板四、实验原理与实验步骤单管共射放大电路1、放大电路静态工作点的测量和调试准备工作:(1) 对照电路原理图,仔细检查电路的完整性和焊接质量。
(2) 开启直流稳压电源,将直流稳压电源的输出调整到12V,并用万用表检测输出电压。
确认后,先关闭直流稳压电源。
(3) 将电路板的工作电源端与12V 直流稳压电源接通。
然后,开启直流稳压电源。
此时,放大电路处于工作状态。
静态工作点的调整,调节电位器,使Q 点满足要求(ICQ =1.5mA)。
直接测电流不方便,一般采用电压测量法来换算电流。
测电压时,要充分考虑到万用表直流电压档内阻对被测电路的影响 。
因此应通过测电阻Rc 两端的压降VRc ,然后计算出ICQ 。
(若测出VCEQ <0.5V ,则说明三极管已饱和;若VCEQ ≈+VCC ,则说明三极管已截止。
若VBEQ>2V ,则说明三极管已被击穿)2、测量电压放大倍数(1) 必须保持放大电路的静态工作点不变!(2) 从信号发生器输出1kHz 的正弦波,作为放大电路的输入(Vi=10mV 有效值) 。
(3) 用示波器监视输出波形,波形正确后再用交流毫伏表测出有效值。
单极共射放大电路实验报告
实验目的:
1. 了解单极共射放大电路的原理和工作过程。
2. 学习使用实验仪器和测量单极共射放大电路的性能参数。
3. 掌握单极共射放大电路的设计和调试方法。
实验器材:
1. 电源:直流电源和信号发生器。
2. 传输线:22AWG,15cm。
3. 电容:0.1μF,50μF。
4. 电阻:8Ω,10kΩ。
5. 晶体管:2N3904。
实验步骤:
1. 搭建单极共射放大电路。
2. 调节直流电源,使晶体管工作在放大状态。
3. 测量单极共射放大电路的放大倍数、输入阻抗、输出阻抗等性能参数。
4. 根据实验结果改变电路参数,进行单极共射放大电路的设计和调试。
实验数据:
1. 单极共射放大电路的放大倍数为
2.5。
2. 单极共射放大电路的输入阻抗为1kΩ。
3. 单极共射放大电路的输出阻抗为500Ω。
实验分析:
通过实验可以得到单极共射放大电路的重要性能参数,可以根据这些参数对电路进行设计和调整,以满足具体的需求。
同时,实验还可以加深对单极共射放大电路的原理和工作过程的理解。
实验结论:
单极共射放大电路是一种常见的放大电路,通过实验可以得到其重要性能参数和工作特点,有助于实际应用中的设计和调试。
共射放大电路实验报告实验报告课程名称: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 SV 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 iA V V R k >>Ω2.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25BBCC VV =,即4V, (3)0.7 3.3BB EEV R k I -≈=Ω,恰为电阻标称值(4)212124:3:2CCBB R V V VR RR 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 ;112110=0.1,60,40cc B B V VIR I mA R K R K IR -===Ω=Ω由 综上:取标称值R1=51k ,R2=33k (5) 25T T eE CV 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;(三).参数指标验算过程由已确定的参数:=+10V cc V , 5.1L R k =Ω,10,600i S V mV R ==Ω,计算得:,所有参数符合指标.四、实验步骤与过程(一).实验电路仿真:1. 代入参数的实验电路2.直流工作点Q:2.1仿真类型与参数设置:选择时域瞬态分析(Time domain),由于交流小信号的频率为1kHZ, 设置仿真时间为2个周期,0-2ms,扫描步长为0.02ms,精度足够 2.2图像处理:将交流小信号源断开,分别观察IC,VCE,VBE,VC,的波形, 利用标尺(toggle cursor)得到仿真值为:IC=0.892V,VCE=2.38V,VBE=0.622V,VC=5.45V3.交流参数分析:3.1仿真类型与参数设置:选择频域分析(AC SWEEP),要将电压源由给定频率的VSIN源换成可供频率扫描的V AC,幅值设定为10mV;为得到完整频域特性,扫描频率选择对数扫描,从1HZ到100MHZ,采样点设置为10, 3.2图像处理(其他图像略去,只摘取需要用到标尺工具的复杂图像)(1).电压增益:观察V2(RL)/V1(RS)的频域波形,用标尺得出1Khz时的电压增益为17.607;在直流分析中,设置y轴变量为max(V2(RL))/max(V1(RS),利用标尺得到电压增益为178.55mv/9.993mv=17.87;(2).上下限截止频率与通频带:同样是上面的频域增益波形,利用orcad自带的信号处理函数可以得到:Fl=26.24877HZ,FH=1.99MHZ,由于FL相对较小,通频带近似为FH(3).输入电阻:观察V(VS+)/I(C1)的频域波形,利用标尺可得,当信号源的频率为1Khz时,输入电阻Ri=7.6816kΩ4.数据处理与误差分析IC VCE VBE VC AV FL RI理论计算值0.917 2.210.7 5.32320.24268.305电子仿真结果0.892 2.380.622 5.4517.8926.257.6816相对误差0.0272630.0769230.0238590.1161070.0096150.075063计算可得除VCE 外直流工作点的相对误差约为2.5%,而频幅特性相对误差约为10%,较大;直流工作状态的误差主要是由于将VCE 直接认定为0.7V 导致的,而交流特性是由三极管直流工作点决定的,且计算时忽略了电容对电路产生的影响,且忽略厄利效应,所以会有至少3类误差的叠加,导致误差较大.(二).实际电路测试:1.测试原理:(注释:由于事先不知道实际测试电路所用三极管放大倍数只有160的,而我设计是用100的,所以在测试时无法利用我的设计方案,采用了另一个设计方案,附在报告最后.)1.静态工作点:(1)按元件参数安装、连接电路(2)不加输入信号,调节R C 两端的电压使IC 符合设计值 (3)测量放大电路的静态工作点,并和理论值相比较2.电压增益:(1)保持静态工作点不变,利用示波器观察输入信号波形,调节信号源,使输出信号为频率1kHz,幅值30MV 的正弦波.(2)输入、输出波形用双踪显示观察,指出它们的相位关系。
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>7.5kΩ2. 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=22.5kR=33.75kQ ;V -V由 IR 1 =10∣B =0.1m A,R CCB =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+Z⅛I )]>7∙5⅛!,R f =9k∩ V =-K rf =6V取(获得4V 足够大的正负信号摆幅)得:Rfi =118iy⅛ =3,3kft∕⅛ =6.6kfi_ 5100∕∕⅞从电压增益的角度考虑:':∖ r-⅛.t >15V/V,取丄 ■';得:J ■ Γ 7■ ■^1■ ■ \.m∙⅛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)2V CC - V BB - 4V R R 2R 1 : R 2 - 3: 2CE 取标称值钵EC 】心取椎荐的标称值22∕ιF(三).参数指标验算过程由已确定的参数:Rg] = 86^R F 2 = 3,= 4&口 V =+ιov R=5ikcV=IomV,Rs =60g , CI = G=22p∕¾= 47(IF 计算得:IC = t ⅛ ~IZBf 0.917mA,V cc - ICRC = 5.323V,∣J 4J =20.24〉学, ∖A v ∖ =20.24 > R i = a30Sfc∩ > 7.SkΩ,f 1 = =4~~- = 26 HZV 30HZ I--,所有参数符合指标•设置仿真时间为2个周期,0-2ms,扫描步长为0.02ms,精度足够22图像处理: 将交流小信号源断开,分别观察IC,VCE,VBE,VC,的波形,利用标尺(toggle CUrSor) 得到仿真值为:⅛Λ⅛2∕∕(‰+r.+¾∕∕⅛∕∕^L -↑Aβ~~= +83⅛μf四、实验步骤与过程(一).实验电路仿真:1.代入参数的实验电路2.直流工作点Q:2.1仿真类型与参数设置:选择时域瞬态分析(Time domai n ),由于交流小信号的频率为 1kH Z,IC=0.892V,VCE=2.38V,VBE=0.622V,VC=5.45V3. 交流参数分析:3.1仿真类型与参数设置:选择频域分析(AC SWEEP),要将电压源由给定频率的VSlN源换成可供频率扫描的VAC,幅值设定为10mV;为得到完整频域特性,扫描频率选择对数扫描,从1HZ到100MHZ,采样点设置为10, 3.2图像处理(其他图像略去,只摘取需要用到标尺工具的复杂图像)(1).电压增益:IrHφiι∙ιKF在直流分析中,设置y轴变量为max(V2(RL))∕max(V1(RS)利用标尺得到电压增益为178.55mv∕9∙993mv=17.87;(2) .上下限截止频率与通频带:同样是上面的频域增益波形,利用OrCad自带的信号处理函数可以得到:⑶.输入电阻:观察V(VS+)∕I(C1的频域波形,利用标尺可得,当信号源的频率为1Khz时, 输入电阻Ri=7.6816kΩ4.IC VCE VBE VC AV FL RI理论计算值0.9172210.7 5.32320.24268.305电子仿真结果0.8922380.622 5.4517.8926257.6816相对误差0.0272630.0769230.0238590.1161070.0096150.075063计算可得除VCE外直流工作点的相对误差约为 2.5%,而频幅特性相对误差约为10%,较大;直流工作状态的误差主要是由于将VCE直接认定为0.7V导致的,而交流特性是由三极管直流工作点决定的,且计算时忽略了电容对电路产生的影响,且忽略厄利效应,所以会有至少3类误差的叠加,导致误差较大.(二).实际电路测试:1.测试原理:(注释:由于事先不知道实际测试电路所用三极管放大倍数只有160的,而我设计是用100的,所以在测试时无法利用我的设计方案,采用了另一个设计方案,附在报告最后.)1. 静态工作点:(1)按元件参数安装、连接电路(2)不加输入信号,调节Q两端的电压使IC符合设计值(3)测量放大电路的静态工作点,并和理论值相比较2. 电压增益:(1)保持静态工作点不变,利用示波器观察输入信号波形,调节信号源,使输出信号为频率1kHz,幅值30MV的正弦波.(2)输入、输出波形用双踪显示观察,指出它们的相位关系。
当输入输出波形无失真时,分别读出V i、V o的峰-峰值,记入表格(3)增大输入信号幅度,用示波器监视输出波形。
使输出波形出现失真,记下此时的输出波形草图,说明首先出现的是哪种失真。
测出最大不失真输出电压峰值,记入表格。
(4)接入负载R=5.1k Ω。
重做上述步骤,分析负载对电压增益的影响。
3. 输入电阻:(1)在信号源与被测放大器之间串入一个与R同一数量级的已知电阻R在输出波形不失真的情况下,分别测出V S和V i,则放大器的输入电阻为:V i(V s —v)/R4. 输出电阻:V iV o和接入负载(1)输出波形不失真的情况下,分别测出输出端空载时的输出电压R L 后的输出电压V o ,则放大器的输出电阻为:5. 幅频特性: 电压增益下降到中频增益 0.707倍时(分贝数下降3dB )所对应的的上、下限频率 即f fL H(1)在I C 为设计值、R L =二情况下,输入IkHZ 正弦信号,改变输入信号幅度,使输出电压峰-峰值为0.5V O P -PmaX 左右。
测出此时输出电压峰 -峰值V o P -P(2)保持放大器输出电压 V i 幅度不变,改变信号源输出频率(增大或减小),当输出电压值达到0∙707V O P 4值时,停止信号源频率的改变,此时信号源所对应的输出 频率即为f L ,f H2.实验数据记录(1).静态工作点:(2).电压增益:(3).输入电阻:(4).输出电阻: (5).幅频特性Vo-V 。
V / RV oF ) R L3.结果分析:1. 静态工作点:理论值和实际值相差不大,在合适的工作范围内,相对误差已随表给出估计静态工作点的误差一部分是由于计算时默认VBE=O.7V,而实际为0.64V造成的.2. 电压增益:(1)加入负载后,电压增益下降,本次实验的负载和F C相同,带负载电压增益减半。
可以看出,若要获得更大的电压增益,且不考虑其他因素,在甩相同的情况下,负载电阻越大越好。
但最大不失真输出电压的峰峰值(输入信号摆幅)减小,容易出现饱和失真(在静态工作点较高时)、或截止失真(静态工作点较低时)。
(2)利用示波器双踪显示同时观察输入输出波形,不断增大输入信号的幅度,观察发现输出信号最先产生削顶现象,即电路最先产生截止失真;继续增大输入信号的幅度,然后输出信号发生削底现象,即饱和失真.由示波器的标尺分别测量得到最大不失真输出电压峰峰值和饱和失真的输出电压峰峰值.输入与输出信号相位差恒定为(2k+1).!,反相.(3)最大不失真输出电压峰峰值测量为 4.2V,与理论分析值接近:由于直流偏置信号为15V,且设计时的直流工作点工作在VC=10.053V情况,所以不失真的信号摆幅约为5V,最大不失真输出电压峰峰值<5V,而4.2V<5V,且足够大,符合要求.实验中判断截止失真的临界输出电压方法:在实验中,通过通过观察可知最先发生截止失真,所以不断增大电压在波形明显削顶之前微调输入电压,比对顶端和底端在相同信号衰减的情况下的相位跨度(即示波器上幅值下降两格的横线确定的相位差),当二者刚好从相等到不等时,即为所求临界输出电压.(4)电压增益的实际值和仿真值均小于计算值,实际和仿真都会受到频率和电容的影响,但实际情况下还有电阻阻值偏小等情况,所以实际值最小,而计算值是理想的情况,频率和电容都按照理想情况处理,并未考虑三极管的极间电容,所以增益最大。
3. 输入电阻:(1)实际值与仿真值和计算值相比略小。
可能是因为实际用的电阻R并不标准存在偏差。
仿真值部分,分析了1kHz时候的β值,发现只有121,导致输入电阻阻值下降。
(如下图所示)图中值:121.447121.464. 输出电阻:(1)计算值不考虑厄利效应,数值最大。
仿真和实际值都包含了厄利效应导致的电阻 r o ,而实际电阻F L 的阻值无法保证,偏差会更大。
5. 幅频特性:(1)实际值和仿真值的下限截止频率相差不大,但是上限截止频率相差巨大。
下限截 止频率主要由耦合电容、 旁路电容和电阻影响, 实际值和仿真值不会相差很大。
上限截止频率主要是电阻和极间电容影响 .经过查阅资料,引起上限截止频率的仿真值和实际测量值存在较大差异的主要原因是,示波器的输入电容限制拉低了输出回路的上限截止频率,起主要作用,是高频响应函数的主极点. 经过计算,在某个合适不失真的输入信号下,输出信号峰峰值为1.42V 时,3DB 衰减后的输出信号峰峰值为1.007V ,所以调节输入信号频率,直到输出信号波形在示波器上显示 的幅值为1.00V,此刻的输入信号频率即为上下限截止频率八、讨论、心得本次实验涉及完整的放大器设计、仿真、测试过程,整体过程较为复杂。