模电仿真实验共射极单管放大器仿真

实验一 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式方法和测量方法。

2．掌握放大器电压放大倍数的测试方法及放大器参数对放大倍数的影响。

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。

偏置电阻R B1、R B2组成分压电路，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后，在放大器的输出端便可得到一个与输入信号相位相反、幅值被放大了的输出信号，从而实现了电压放大。

三、实验设备1、 信号发生器2、 双踪示波器3、 交流毫伏表4、 模拟电路实验箱5、 万用表四、实验内容1．测量静态工作点实验电路如图1所示，它的静态工作点估算方法为：U B ≈211B B CCB R R U R +⨯图1 共射极单管放大器实验电路图I E ＝EBEB R U U -≈Ic U CE = U CC －I C （R C ＋R E ）实验中测量放大器的静态工作点，应在输入信号为零的情况下进行。

1）没通电前，将放大器输入端与地端短接，接好电源线（注意12V 电源位置）。

2）检查接线无误后，接通电源。

3）用万用表的直流10V 挡测量U E = 2V 左右，如果偏差太大可调节静态工作点（电位器RP ）。

然后测量U B 、U C ，记入表1中。

表1测 量 值计 算 值U B （V ） U E （V ） U C （V ） R B2（K Ω） U BE （V ） U CE （V ） I C （mA ） 2.627.2600.65.22B2所有测量结果记入表2—1中。

5）根据实验结果可用：I C ≈I E ＝EER U 或I C ＝C C CC R U U -U BE ＝U B －U EU CE ＝U C －U E计算出放大器的静态工作点。

2．测量电压放大倍数各仪器与放大器之间的连接图关掉电源，各电子仪器可按上图连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起后接在公共接地端上。

前言本次电子课程设计的主要内容分为数字电子部分和模拟电子部分。

其中，数字电子部分为三位二进制加法计算器设计和串行数据检测器的设计；模拟电子部分为电压并联反馈电路和多级放大电路。

《电子课设》，是电子技术实验教学中的一个重要环节，它以数字电子技术、模拟电子技术为理论基础，根据课题任务的具体要求，由学生独立完成方案设计、EDA模拟、硬件组装、实际调试和撰写总结报告等一系列任务，具有较强的综合性，可以大大提高学生运用所学理论知识实际解决问题的能力。

对于电子技术课程设计的特点，本次试验设计采用了加拿大EWB（Multisim）软件，既能加强学生对理论知识的掌握及提高解决实际问题的能力，又能为课堂教学及教学方法和手段的改革增添活力。

目录模拟电子设计部分一. 课程设计目的及要求 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的要求 (3)二.设计任务及所用Multisim软件环境介绍 (4)2.1设计任务 (4)2.2Multisim软件环境介绍 (4)三. 课程任务设计，设计，仿真 (5)3.1单管共射放大电路 (5)3.2 差分放大电路 (9)数字电子设计部分一. 课程设计目的及要求 (12)1.1 课程设计的目的 (12)1.2 课程设计的要求 (12)二. 课程任务分析、设计 (13)2.1三位二进制同步减法计数器 (13)2.2串行数据检测器 (16)四. 设计总结和体会 (21)五. 参考文献 (22)模拟电子技术课程设计报告一. 课程设计目的及要求1.1 课程设计的目的1.学会在Multisim软件环境下建立模型2.熟悉Multisim的基本操作3.熟练掌握Multisim设计出的仿真电路4.掌握分析仿真结果1.2 课程设计的要求根据设计任务，从选择设计方案开始，进行电路设计；选择合适的器件，划出设计电路图；通过安装、调试，直至实现任务要求的全部功能。

对电路要求布局合理，走线清晰，工作可靠。

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）：CC21W 2BQ ≈U R R R R U ++ （3-2-1）C 4BEB 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 beL3u ||=r R R βA - （3-2-4） 输入电阻 be 21W i ||||)(r R R R R += （3-2-5）图3.2.1 共射极单管放大器输出电阻 3o ≈R R （3-2-6） 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万用表，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 。

模拟电子线路实验实验二晶体管共射极单管放大器【实验名称】晶体管共射极单管放大器【实验目的】1.学习单管放大器静态工作点的测量方法。

2.学习单管放大电路交流放大倍数的测量方法。

3.了解放大电路的静态工作点对动态特性的影响。

4.熟悉常用电子仪器及电子技术实验台的使用。

【预习要点】1.复习课件中有关单管放大电路工作点稳定问题的内容。

2.放大电路输出信号波形在哪些情况下可能产生失真？应如何消除失真？【实验仪器设备】【实验原理】实验电路图如图2-1所示。

温度的变化会导致三极管的性能发生变化，致使放大器的工作点发生变化，R和射极电阻影响放大器的正常工作。

图2-1所示电路中通过增加下偏置电阻B2R来改善直流工作点的稳定性，其工作原理如下：E图2-1 分压偏置共射极放大电路①利用B1R 和B2R 的分压作用固定基极电压V B 。

当B1R 、B2R 选择适当，满足I B1>> I B 时，有B2B CC B1B2R V V R R =+式中B1R 、B2R 和CC V 都是固定的，不随温度变化，所以基极电位V B 基本上为一定值。

②通过E R 的负反馈作用，限制C I 的改变，使工作点保持稳定。

具体稳定过程如下：CT ︒I电容C 1、C 2有隔直通交的作用，C 1滤除输入信号的直流成份，C 2滤除输出信号的直流成份。

射极电容C E 在静态时稳定工作点；动态时短路R E ，增大放大倍数。

当流过偏置电阻B1R (b1R 和电位器W R 的阻值和)的电流I B1远大于晶体管的基极电流B I (一般5～10倍)，基极电压V B 远大于V BE 时，它的静态工作点可用下式估算B1B CC B1B2R V V R R =+B BEC E E=V V I I R ≈－ CE CC C C E =(+)V V I R R －当放大器的输入端加交流输入信号i v 后，基极回路便有交流输入b i 产生，经过放大在集电极回路产生β倍的c i ，同时在负载输出o c L 'v i R =，从而实现了电压放大。

单管放大电路仿真实验报告实验目的：通过搭建单管放大电路并进行仿真实验，掌握单管放大电路的基本原理、电路参数与特性，以及使用仿真软件进行电路设计和分析的能力。

实验器材：电脑、仿真软件（如Multisim、Proteus等）、电源、电阻、电容、二极管、NPN型晶体管、示波器等。

实验原理：共发射极放大模式是指输入信号与晶体管的发射极之间相连，通过控制基极电压来控制管中的电流，从而实现放大作用。

在这种模式下，晶体管的电压放大倍数为低阻输入电阻和高阻输出电阻之商。

共集极放大模式是指输入信号与晶体管的集电极之间相连，通过控制基极电流来控制输出信号的幅度。

晶体管在该模式下的输入电阻很高，输出电阻很低，所以适合用于电压放大和阻抗匹配。

实验步骤：1.搭建共发射极放大模式的单管放大电路。

按照晶体管型号的参数表和电路要求，选择合适的电阻值、电容值和电源电压，并按照电路图进行连线。

2.通过仿真软件验证电路是否正确。

打开仿真软件，选择合适的元件连接到电路中，并设置电路参数。

然后运行仿真，观察输出波形和电流电压等参数。

3.测量并记录电路中各元件的电流、电压值。

使用示波器测量输入信号波形和输出信号波形，记录各点的幅度值。

4.通过仿真结果和实测数据，计算电路的增益、输入电阻、输出电阻、功率增益等参数。

并与理论值进行比较，分析误差原因。

5.调整电路参数，观察电路各项指标的变化，并进行比较分析。

实验结果：根据实验步骤进行操作后，我们得到了如下实验结果：1.得到了理论计算出的电路增益、输入电阻、输出电阻、功率增益等参数，并与仿真结果进行比较。

2.经过调整电路参数的实验，观察到电路中各项指标的变化，并进行了比较分析。

3.实测数据与仿真结果基本吻合，分析了误差产生的原因。

结论：通过单管放大电路的仿真实验，我们掌握了单管放大电路的基本原理、电路参数与特性，以及使用仿真软件进行电路设计和分析的能力。

我们发现，实验结果与理论计算值基本吻合，说明了我们所搭建的电路正确。

实验一 BJT 单管共射电压放大电路一、 实验目的1． 掌握放大电路静态工作点的测试方法，并分析静态工作点对放大器性能的影响。

2． 掌握放大电路动态性能（电压增益、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压以及幅频特性等）的测试方法。

3． 进一步熟练常用电子仪器的使用。

二、 实验仪器及器件三、 实验原理图1-1为射极偏置单管放大电路。

图1-1静态工作点可用下式估算：CC b2b1b2B V R R R V +≈eBEB EC R V V I I -=≈ )R (R I V R I R I V V e C C CC e E C C CC CE +-≈--=电压增益beLCi 0V r R R βV V A ∥-==输入电阻R i = R b1∥R b1∥r be R V -V V RV V I V R i S iR i i i i ===输出电阻R o ≈ R c L L1)R -V V R (o = I c 的测量EEE C R V I I =≈ 四、 实验内容及实验步骤实验电路如图1-1所示。

为防止干扰，各电子仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。

1. 调试静态工作点。

接通直流电源前，先将R W 调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。

接通+12V 电源、调节R W ，使I C = 2.0mA(即V E =2.0V)，测量V B 、V E 、V C 及R B1值。

计入表1-1。

计算过程：由题可知：I C =2.0mA ； V B =R b2/(R b1+R b2)V CC =2.706V 由公式V BE =V B-I C R E =0.706V由)R (R I V R I R I V V e C C CC e E C C CC CE +-≈--=得：V CE =12-2*（1+1）=8.0(V);而由测量值所得V CE =9.431-2.007=7.424(V) 有一定的误差但在可接受范围内。

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用户界面在众多得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得青睐。

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、电路测试得虚拟仿真软件。

Ｍuｌtisim来源于加拿大图像交互技术公司（Interaｃtｉve IｍａgｅTeｃhnolｏgieｓ,简称IＩT公司)推出得以Winｄows为基础得仿真工具,原名EＷB。

ＩＩＴ公司于1９8８年推出一个用于电子电路仿真与设计得EＤＡ工具软件EleｃｔｒonicｓWork 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,NationaｌInstruments）公司收购,软件更名为NI Multisim，Multｉsim经历了多个版本得升级,已经有Muｌtisｉm200１、Muｌtisｉｍ7、Multｉｓim8、Ｍｕltｉsｉm9 、Ｍultisiｍ10等版本,9版本之后增加了单片机与LａbＶIEW虚拟仪器得仿真与应用。

下面以Muｌtｉsｉｍ１0为例介绍其基本操作。

图1-1就是Muｌｔｉsim１0得用户界面，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1-２Mｕlｔisiｍ菜单栏其中,Ｏｐtionｓ菜单下得GlobaｌＰrｅfｅreｎces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。

实验二晶体管共射极单管放大器一、实驗目的①加深对晶体管共射极基木放大器特性的理解。

②学习对静态工作点的测最方法。

③学习澜S电压放大倍数的方法。

④观察点的设罝对交、直流负载线以及对放大倍数和波形的影响。

二、預习要求①阅读教M中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的各项性能指标B假设：3DG6 的々=100, Λm=20kΩ, Λβ2=60kΩ, Λc=2.4kΩ, ΛL=2.4kT‰估算放大器的静态工作点，电压放大倍数人，输入电阻Λ,和输出电阻7?。

②阅读实验附录A中有关放大器干扰和激振荡消除的内容。

③阅读本实验内容和步骤。

④思考能否用直流电压表直接测萤晶体管的⑤思考怎样测S ΛB2阻值？⑥思考在澜试/?,和/?。

时怎样选择输入倌号的大小和频率？⑦使用MUltiSimIo仿真软件对实验内容进行仿真。

（三极管可用2N3904）三、实验鹰理图1∙4为电阻分压式单管放大器实验电路图。

它的偏S电路采用∕⅛1和组成的分压电路，并在发射极中接有电阻ΛE,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估号％后，在放大器的输出端便可得到一个与％相位相反、幅值被放大了的输出倌号«。

，从而实现了电压放大•图14共射ft单曾放大■实电ft在图1∙4电路中，当流过偏S电阻∕?BI和ΛB2的电流远大于晶体管T的基极电流/B时（一般5〜10倍）.则它的静态工作点可用下式估算：（7CE= UiCC∙∙Λ?（及C + 及E）输入电阻：R I-=R B,//R B2∕∕r bc∕⅛C=200Ω÷（1+分）了I E输出电阻：R o≈R c在完成设计和装配以后，还必须测蛍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虽和调试技术。

放大器的澜虽和调试一般包括：放大器静态工作点的测虽与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测虽与调试等。

实验名称：晶体管共射极单管放大器实验日期：2023年10月25日一、实验目的1. 理解晶体管共射极单管放大器的工作原理。

2. 掌握晶体管共射极单管放大器的静态工作点设置方法。

3. 研究静态工作点对放大器性能的影响。

4. 学习使用示波器和万用表等仪器进行实验测量。

二、实验原理晶体管共射极单管放大器是一种基本的模拟电子电路，其工作原理是利用晶体管的放大特性，将输入信号放大到所需的幅度。

共射极放大器具有电压增益高、输入阻抗低、输出阻抗高、输入输出相位相反等特点。

三、实验内容1. 电路搭建：按照实验指导书的要求，搭建晶体管共射极单管放大器电路，包括晶体管、电阻、电容等元件。

2. 静态工作点设置：通过调节偏置电阻，使晶体管工作在放大区，设置合适的静态工作点。

3. 输入信号接入：使用函数信号发生器产生正弦波信号作为输入信号，接入放大器电路。

4. 测量放大器输出：使用示波器观察放大器输出波形，记录输出信号的幅度和相位。

5. 分析静态工作点对放大器性能的影响：改变静态工作点，观察输出波形的变化，分析静态工作点对放大器性能的影响。

四、实验结果与分析1. 静态工作点设置根据实验指导书的要求，调节偏置电阻，使晶体管工作在放大区。

通过测量晶体管的发射极电压和集电极电流，确定静态工作点。

2. 输入信号接入将函数信号发生器产生的正弦波信号接入放大器电路，观察输入信号波形。

3. 测量放大器输出使用示波器观察放大器输出波形，记录输出信号的幅度和相位。

4. 静态工作点对放大器性能的影响通过改变静态工作点，观察输出波形的变化。

当静态工作点过低时，输出波形失真严重；当静态工作点过高时，输出波形振幅减小。

因此，需要设置合适的静态工作点，以保证放大器正常工作。

五、实验结论1. 成功搭建了晶体管共射极单管放大器电路，并实现了放大功能。

2. 通过调节偏置电阻，可以设置合适的静态工作点，保证放大器正常工作。

3. 静态工作点对放大器性能有显著影响，需要合理设置。