基本放大电路仿真实验

单管放大电路仿真实验一、实验目的熟悉晶体管和场效应管放大电路以及集成运放的基本设计原则，并理解放大电路性能参数的调试和测试方法、静态工作点对动态参数的影响；熟悉仿真软件的基本分析和测量方法。

二、实验内容及理论分析本部分主要针对仿真电路进行初步的理论分析，以及依据理论预测实验现象，以便于和最后的仿真结果作对比。

1、仿真题2-1（3分）：利用晶体管2N2222A（模型参数中的BF即β=220，RB即r bb’=0.13Ω）设计一个单电源供电的单管放大电路，电源电压为V CC = +15V。

具体要求如下：（1）设计并调整电路参数，使电路具有合适的静态工作点，测量静态工作点。

（2）测量动态参数A u、R i、R o、f L、f H，比较A u、R i、R o的理论计算值与实测值，并说明电路的特点。

注意测量时输出信号不能失真。

（3）调整电路参数，改善某一性能指标（如增大A u、或增大R i、或减小R o、或增大f H）。

要求先进行理论分析，然后再实验验证。

（4）调整电路参数或输入信号大小，使输出波形产生失真，分析是何种失真，可采取哪些措施消除并进行实验验证。

（通常，当失真度较大时，能够观察到波形顶部或底部变平或者曲率变小，而当失真度较小时，则需要借助失真度仪（Distortion Analyzer）来测量。

）设计采用如下图所示的电路实现：（1）分析电路的直流通路和静态工作点I BQ R b+(1+β)I BQ R e+U BEQ=V CCI BQ=V CC−U BEQ R b+(1+β)R eU CEQ=V CC−(1+β)I BQ R e经查阅2N2222A的参数，取U BEQ=0.7V进行估算，并且要求I CQ=βI BQ<10mA，即R b+(1+β)R e>314.6kΩ。

另外，由IV分析仪测得2N2222A的特性，认为4V<U CE<8V时晶体管处在放大区，所以U CEQ =V CC −(1+β)I BQ R e =V CC −221×14.3R e R b +221R e解得，66.3R e <R b <230.47R e 。

实验步骤
1、按图构建电路 2、接入信号源，示波器和波特图仪 3、将输入信号设为1KHz，10mVp 4、开始仿真，调节R3并观察输出波形 5、测量输入和输出波形的峰峰值 6、测量静态工作点 7、观察放大器的幅频特性
增益（放大倍数）
38.498 20 log10 84.12
射极跟随器 仿真实验
按图构建电路
实验步骤
1、按图构建电路 2、接入信号源，示波器 3、将输入信号设为1KHz，1Vp 4、开始仿真，并观察输出波形 5、测出最大不失真信号源的输入电压 逐渐增大信号源的输入电压，调节甚 至更换R3使波形不失真，直到通过R3 的调节无法使波形不失真。 6、测出静态工作点
上机操作 单级放大器仿真
实验
按图构建电路
上机操作
按图构建电路 将输入信号设为1KHz，10mVp 开始仿真，调节R3并观察到不失真输出 波形 测量输入和输出波形的峰峰值并计算AU 测量静态工作点 观察放大器的幅频特性，测出 fL,fH
打开波特图仪
开始仿真
改变参数
引入负反馈
实验步骤
1、按图构建电路 2、接入信号源，示波器 3、将输入信号设为1KHz，10mVp 4、开始仿真，并观察输出波形 5、测量输入与输出的峰峰值并计算AU 6、闭合开关 J1 再次测量并计算AU 7、测量闭合 J1 前后的带宽 8、测量闭合 J1 前后的失真度
f L 187 Hz
38.5 - 3
f H 28 MHz
38.5 - 3
多级放大器仿真
实验步骤
1、按图构建电路
实验步骤
1、按图构建电路 2、接入信号源，示波器 3、将输入信号设为1KHz，10mVp 4、开始仿真，并观察输出波形

EDA设计(一) 实验报告——实验一单级放大电路的设计与仿真一．实验内容1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率2kHz(峰值5mV) ，负载电阻Ω，电压增益大于50。

2.调节电路静态工作点，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。

3.调节电路静态工作点，要求输入信号峰值增大到10mV电路输出信号均不失真。

在此状态下测试：①电路静态工作点值；②三极管的输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值；③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；④电路的频率响应曲线和f L、f H值。

二．单级放大电路原理图单级放大电路原理图三．饱和失真、截止失真和不失真1、不失真不失真波形图不失真直流工作点静态工作点：i BQ=, i CQ=, v CEQ=2、饱和失真饱和失真电路图饱和失真波形图饱和失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=3、截止失真截止失真电路图截止失真波形图截止失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=四．三极管输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值1、β值静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=V BEQ=β=i C/i B=2、输入特性曲线及r be值:由图：dx=，dy=r be=dx/dy=输入特性曲线3、输出特性曲线及r ce值:由图dx=, 1/dy=r ce=dx/dy=输出特性曲线五．输入电阻、输出电阻和电压增益1、输入电阻测输入电阻电路图由图：v= ，i=μAR i=v/i=μA=Ω2、输出电阻测输出电阻电路图1测输出电阻电路图2 由图：v o’= v o=R o=(v o’/v o-1)R L==Ω3、电压增益测电压增益电路图由图可得A V=六．幅频和相频特性曲线、f L、f H值由图可得f L= f H=Δf= f H - f L=七．实验结果分析1、R iR i理论=[r be+(1+β)R E]//R b1//R b2 =[2976+(1+220)x10]//127k//110k=ΩE1=、R oR o理论=R c=3 kΩE2=/3=1%3、AvI E理论=V B/R E=[ V cc R5/(R2+R5)]/( R6+R1)=[10x110/(127+110)]/2010=r be理论=200+26(1+β)/ I E =2976ΩAv理论=β(R C//R L)/[ r be+(1+β)R E]=220(3kΩ//Ω)/[2976+(220+1)x10]= E3=、V1=10mV时，会出现失真，但加一个小电阻即可减少偏差。

基本放大电路仿真实验实验报告四一、实验目的1、通过仿真电路掌握单管共射电路的静态分析和动态分析 ;2、通过对共射电路的仿真实验，分析静态工作点队对电路输出的影响 ;二、实验内容1.测量NPN管分压偏置电路的静态工作点并与估算值进行比较;2.测量放大电路性能指标;3.分析放大电路交流特性;4.通过仿真测试理解单管共射放大电路静态工作点对电路输出的影响;三、实验环境计算机、MULTISIM仿真软件四、实验电路1.实验电路1.1静态分析静态工作点仿真结果:从仿真结果可知:VBQ= 1.799V因此:动态分析:由仿真所得的数据可得: -38.7仿真波形:1、因此:、VoLp仿真Vop仿真因此:放大电路交流仿真分析3、通过仿真测试理解单管共射放大电路静态工作点对电路输出的影响; 在电路图中放入探针从图中可以得出，此时:AV=打开示波器，图形显示:91921.6=42.5从图中的显示数据可以知道，输出波形已有部分失真 ;1、增大Rb(增大至)从图中数据可得，输出失真2、减小Rb(减小至)饱和失真(信号源幅值增大至60，将滑动变阻器滑至) 从图中数据可得，输出失真截止失真(信号源幅值增大至60，将滑动变阻器滑至) 从图中数据可得，输出失真2.理论分析计算1、共射放大电路的静态分析:如图:三极管的2、共射放大电路的动态分析:如图其中:在一般下，rbb’=3)IEQ(mA)将数据代入得:，与实验所得的数据比较:3、求输入输出电阻-38.7，实验值与理论值相差不大，符合 ;代入数据得:，在实验仿真中，有:Vop实验值与理论值相差不大，符合 ;五、分析研究1、在该实验中，调整滑动变阻器的阻值可改变静态工作点和动态参数，在放，，减小滑动变阻器阻值大区内，增大滑动变阻器阻值，，，当滑动变阻器阻值为时，静态工作点较为合适 ;2、关于失真的情况晶体管仿真波形分为三个区:放大区，截止区，饱和区。

当静态工作点设置过低，则信号进入截止区;反之，过高则信号进入饱和区 ;六、总结1、对基本放大电路有了更深层次的了解了，在原来学模电的理论基础上，再加上在实验平台上的学习，让我对基本放大电路认识了更多，但这还远远不够，我必须在课余时间更加认真的研究学习，才能让我真正的掌握基本放大电路。

一、实验目的1.认识并了解Multisim的元器件库；2.学习使用Multisim绘制电路原理图；3.学习使用Multisim里面的各种仪器分析模拟电路；二、实验内容【基本单管放大电路的仿真研究】1.仿真电路如图所示。

2.修改参数，方法如下：双击三极管，在Value选项卡下单击EDIT MODEL；修改电流放大倍数BF为60，其他参数不变；图中三极管名称变为2N2222A*；双击交流电源，改为1mV,1kz；双击Vcc，在Value选项卡下修改电压为12V；双击滑动变阻器，在Value选项卡下修改Increment值为0.1% 或更小。

三、数据计算1.由表中数据可知，测量值和估算值并不完全相同。

可以通过更精细地调节滑动变阻器，使V E更接近于1.2V.2.电压放大倍数测量值A u =−13.852985 ；估算值A u =−14.06 ；相对误差=−13.852985−(−14.06)−14.06×100% =−1.47%由以上数据可知，测量值和估算值并不完全相同，可能的原因有：1) 估算值的计算过程中使用了一些简化处理，如动态分析时视电容为短路，r be =300+(β+1)∙26I E等与仿真电路并不完全相同。

2) 仿真电路的静态工作点与理想情况并不相同，也会影响放大倍数。

3. 输入输出电阻验相同的原因外（不再赘述），还有：万用表本身存在电阻。

4.去掉R E1后，电压放大倍数增大，下限截止频率和上限截止频率增大，输入电阻减小。

说明R E1减小了放大倍数，增大了输入电阻。

四、感想与体会电子实验中，估算值与仿真值、仿真值与实际测量值往往并不完全一致。

在设计电路时可以通过估算得到大致的判断，再在电脑中进行仿真，最后再实际测量运行。

用电脑仿真是很必要的，一方面可以及早发现一些简单错误，防止功亏一篑，另一方面还可以节省材料和制作时间。

但必须考虑实际测量与仿真的不同之处，并应以实测值为准。

实验四放大电路电路频率响应分析和仿真实验1 实验要求与目的（1）. 熟悉Hspice 编程语言和文件格式；（2）. 通过实验掌握Hspice软件的基本用法；（3）. 通过实验了解共源放大器、源极跟随器和共源共栅增益级放大电路频率响应分析和仿真。

2 实验原理（1）. 共源放大器电路分析为了进行高频分析，图1中共源放大器的小信号等效电路如图2 所示。

这里，Cgs1 是M1 的栅极－源极电容。

注意，我们已经假设输入源极的输出电容可以忽略。

电容C2 由M1和M2 的漏极－ 衬底电容与负载电容CL 的并联组成。

CL 一般占主导地位。

图1 电流源负载共源放大器图2 共源放大器高频分析的小信号模型（2）. 源极跟随器放大器电路分析图4 源极跟随器频率响应的结构图5源极跟随器的一个等效小信号模型加补偿后源极跟随器（3） 共源共栅增益级3，实验步骤(1) 共源放大器a) Hspice仿真SP文件如下：.title Common-Source Amp Frequency Test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Ibias 2 0 dc 100uM3 2 2 1 1 pmos w=100u l=1.6uM2 3 2 1 1 pmos w=100u l=1.6uM1 3 4 0 0 nmos w=100u l=1.6uRin 5 4 180kVin 5 0 dc 0.849 ac 1Cl 3 0 0.3p.op.ac dec 20 1k 100Meg.print vdb(3).MODEL nmos NMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=500，VMAX=2.0E5，PHI=0.6，GAMMA=0.5，+NSUB=2.5E16，VTO=0.7，NFS=8.2E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.5E-10，CJSW=2.5E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=2.5E-4，PB=0.9，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=165，VMAX=2.7E5，PHI=0.80，GAMMA=0.75，+NSUB=5.5E16，VTO=-0.7，NFS=7.6E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.75E-10，CJSW=3.4E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=3.7E-4，PB=0.8，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程增益随频率变化(2) 源极跟随器放大器a) 源极跟随器HSPICE 频率分析.title source follower frequency test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Vss 2 0 dc -5Ibias 3 2 dc 100uRin 4 0 180kCin 4 0 30fCl 3 0 10pM1 1 4 3 2 nmos w=100u l=1.6uIin 4 0 pulse(0 -5u 10n 0 0).op.tran 0.5n 300n.print v(3).MODEL nmos NMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=500，VMAX=2.0E5，PHI=0.6，GAMMA=0.5，+NSUB=2.5E16，VTO=0.7，NFS=8.2E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.5E-10，CJSW=2.5E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=2.5E-4，PB=0.9，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=165，VMAX=2.7E5，PHI=0.80，GAMMA=0.75，+NSUB=5.5E16，VTO=-0.7，NFS=7.6E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.75E-10，CJSW=3.4E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=3.7E-4，PB=0.8，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程源极跟随器的阶跃响应没有补偿.title source follower frequency test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Vss 2 0 dc -5Ibias 3 2 dc 100uRin 4 0 180kCin 4 0 30fCL 3 0 10pM1 1 4 3 2 nmos w=100u l=1.6uIin 4 0 dc 0 ac 1.op.ac dec 20 1k 1GEG.print vdb(3).MODEL nmos NMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=500，VMAX=2.0E5，PHI=0.6，GAMMA=0.5，+NSUB=2.5E16，VTO=0.7，NFS=8.2E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.5E-10，CJSW=2.5E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=2.5E-4，PB=0.9，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=165，VMAX=2.7E5，PHI=0.80，GAMMA=0.75，+NSUB=5.5E16，VTO=-0.7，NFS=7.6E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.75E-10，CJSW=3.4E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=3.7E-4，PB=0.8，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程源极跟随器的电压增益曲线b) 加补偿后源极跟随器HSPICE频率分析.title source follower frequency test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Vss 2 0 dc -5Ibias 3 2 dc 100uRin 4 0 180kCin 4 0 30fCL 3 0 10pM1 1 4 3 2 nmos w=100u l=1.6uIin 4 0 dc 0 ac 1C1 4 5 0.17pR1 5 0 49.3k.op.ac dec 20 1k 1GEG.print vdb(3).MODEL nmos NMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=500，VMAX=2.0E5，PHI=0.6，GAMMA=0.5，+NSUB=2.5E16，VTO=0.7，NFS=8.2E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.5E-10，CJSW=2.5E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=2.5E-4，PB=0.9，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=165，VMAX=2.7E5，PHI=0.80，GAMMA=0.75，+NSUB=5.5E16，VTO=-0.7，NFS=7.6E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.75E-10，CJSW=3.4E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=3.7E-4，PB=0.8，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程源极跟随器的电压增益曲线(3) 共源共栅增益级a) Hspice仿真.title Cascode AMP frequency test.option post=2 numdgt=7 tnom=27Vdd 1 0 dc 5Ibias 6 0 dc 100uM4 6 6 7 1 pmos w=390u l=2uM5 7 7 1 1 pmos w=390u l=2uM6 8 7 1 1 pmos w=390u l=2uM3 2 6 8 1 pmos w=390u l=2uM2 2 3 4 0 nmos w=100u l=1.6uM1 4 5 0 0 nmos w=100u l=1.6uCl 2 0 0.3pVbias 3 0 dc 2.5Vin 5 0 dc 0.8425 ac 1.op.ac dec 10 0.1 1000Meg.print vdb(2).MODEL nmos NMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=500，VMAX=2.0E5，PHI=0.6，GAMMA=0.5，+NSUB=2.5E16，VTO=0.7，NFS=8.2E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.5E-10，CJSW=2.5E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=2.5E-4，PB=0.9，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=600E-27 AF=0.8 NLEV=2 RS=600+RD=600 ETA=0.05 KAPPA=0.007 THETA=0.06+ACM=2 XJ=2.7E-7 DELTA=0.7.MODEL pmos PMOS LEVEL=3，TOX=1.8E-8，LD=0.08U，+UO=165，VMAX=2.7E5，PHI=0.80，GAMMA=0.75，+NSUB=5.5E16，VTO=-0.7，NFS=7.6E11，CGSO=2.5E-10，+CGBO=2.75E-10，CJSW=3.4E-10，CGDO=2.5E-10，MJ=0.5，+CJ=3.7E-4，PB=0.8，IS=1.0E-16，JS=1.0E-4+KF=400E-27 AF=1.0 NLEV=2 RS=1200+RD=1200 ETA=0.12 KAPPA=1.5 THETA=0.135+ACM=2 XJ=2.3E-7 DELTA=0.3.end仿真过程共源共栅增益级的电压增益曲线。

图 3 三极管放大电路截止失真时的输出电压波形 再通过对电路图进行直流分析，可得图 4 中的数据。
图 4 三极管放大电路饱和失真时的静态工作点值 此时静态工作点为 Ib=947.55nA、Ic=208.40uA、Vce=10.84V。 3)观察不失真并测定参数 无需改变设计图中的任何参数。观察波形，发现输出电压波形出现了较为对称的波形（图 5）。
Av
=
vo vi
=
65.42
图 19 电压增益的测试电路
图 20 输出电压和输出电压的读数 6．电路的频率响应曲线和 fL、fH 值 1）电路的频率响应曲线 对电路进行交流分析，幅频，相频特性曲线如图 21 所示。
图 21 频率特性曲线 2） fL、fH 值的测定
通过软件得到幅频最大的值后，再通过三分贝点得到 fL、fH 值，从而得到通频带宽。 fL、fH 值的测定可通过图 22 得到。fL=69.21HZ、fH=27.13MHZ。
图 9 测试输入特性曲线的实验图
图 10 输入特性曲线
通过静态时的 Ib 找到 Q 点，在 Q 点附近取两个点，斜率的倒数即为 rbe。求 rbe 值的过
程如图 11 所示。r = Nhomakorabeax = 6K
be dy
。
图 11 通过输入特性曲线得到 rbe 3）测试三极管的输出特性曲线 图 12 为测试输出特性曲线的实验图，使得 IB=IBQ,使用直流扫描，可得输出特性曲线 如图 13 所示。
E=
be真 −
| be = 7.7%
rbe真
3）
R
i
=
R1||R
||r
2
be
=
5.11K
，则误差为
R R |

附录
1、电压跟随器
2、上图为Vi=3V、RL=2KΩ时仿真所得数据V0=3V；改变RL,V0不变；改变Vi, 始终有V0=Vi。

3、反相放大电路
4、上图为反相放大电路, 其中输入电压Vi=0.1V, 输出电压V0=-1V。

改变Vi, 当Vi分别为
0.2V,0.3V,0.4V,0.5V时, V0分别为-2V,-3V,-4V,-5V.由此可得AV=V0/Vi=-10.
5、同向输入放大电路
6、上图为同相放大电路, 其中输入电压Vi=0.1V, 输出电压V0=1.1V。

改变Vi, 当Vi分别为
0.2V,0.3V,0.4V,0.5V时, V0分别为2.2V,3.3V,4.4 V,5.5V.由此可得AV=V0/Vi=11.
7、电压比较器
电路图:
（1）当输入电压Vi=50mv（峰值）f=1000Hz的正弦电压时, 输出波形如下:
(2)将Vi降至1Hz, 在输出端以两只反向并接的发光二极管代替负载RL, 输出波形如下图:
8、运放组合
上图为仪用放大器, 由图可知, V1=0.1V,V2=0.2V时, V0=1V;类似的, 改变V1,V2;使V1=0.3,V2=0.2,仿真结果V0=-1V.。

两级放大电路
M u l t i s i m仿真试验报
告
Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
两级放大电路M u l t i s i m仿真试验报告
一、实验目的
1、掌握多级放大电路静态工作点的调整与测试方法
2、学会放大器频率特性的测量方法
3、了解放大器的失真及消除方法
4、掌握两级放大电路放大倍数的测量方法和计算方法
5、进一步掌握两级放大电路的工作原理
二、实验仪器
1、示波器
2、数字万用表
3、函数信号发生器
4、直流电源
三、预习报告
1、电路连接如图
2、静态工作点的调节
先调节第一级放大电路的静态工作点，再调节第二级，过程如下：
第一级的失真波形
第一级最大不失真输出波形
第二级的失真波形
第一级与二级最大不失真输出波形
静态工作点数据记录
电压放大倍数
Au1≈3 Au2≈100 Au=Au1*Au2=300两级放大器幅频特性测试数据
f(Hz)501002505001000250050001000
02000 0
Uo(m V)RL=
∞
2314307669259831001100410041003
RL=3
K
142265508640693711713714713。

实验一单级放大电路的设计与仿真一、实验目的一、把握放大电路的静态工作点的调整和测试方式。

二、把握放大电路的动态参数的测试方式。

3 、观看静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的阻碍。

二、实验内容和步骤1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(峰值10mV) ，负载电阻Ω，电压增益大于50。

2.调剂电路静态工作点(调剂电位计)，观看电路显现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。

3.调剂电路静态工作点(调剂电位计)，使电路输出信号不失真，而且幅度尽可能大。

在此状态下测试：1电路静态工作点值；2三极管的输入、输出特性曲线和 、rbe 、rce值；3电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；4电路的频率响应曲线和fL、fH值。

三、实验步骤（电路图入图1所示）图12．测定饱和失真和截止失真1）饱和失真调剂滑动变阻器，当滑动变阻器的值为15kΩ时，示波器中输出电压的波形底部被削平，显现了饱和失真。

如图2所示图2对电路进行直流分析，取得如下静态工作点的值：Ib=,Ic=11uA,Vce=2) 截止失真由于输入的信号过小，因此很难观看到截止失真的现象，因此将小信号的峰值调至50mV，调剂滑动变阻器，当滑动变阻器的值为50kΩ时，示波器中输出电压的波形顶部被削平，显现截止失真。

如图3所示。

图3对电路进行直流分析，取得如下静态工作点的值：Ib=,Ic=观看不失真并测定参数调剂滑动变阻器，当滑动变阻器的值为30kΩ时，波形大体对称且幅度最大，如图5所示图5再通过对电路图进行直流分析，取得如下静态工作点的值：Ib=,Ic=测试三极管的输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值1)当电路不失真时，可依照Ib与Ic的值测得 =Ic/Ib=2122) 三极管的输入特性曲线：图6为测试三极管输入的实验图，利用直流扫描，可得输入特性曲线如图7所示：图6图7静态时Ib=,在图7中找到静态工作点Q, 在Q点周围取两个点，斜率的倒数即为=dx/dy=Ωrbe,r be3）三极管的输出特性曲线：图8为测试三极管输出的实验图，利用直流扫描，可得输出特性曲线如图9所示：图8图9Ib=通过静态时的Ic找到Q点，在Q点周围取两个点，斜率的倒数即为r ce=dx/dy=68k4.测量电路的输入电阻、输出电阻和电压增益1)测量输入电阻输入电阻的测试电路如图10所示。

四、实验步骤
1.在 EWB 平台上建立如图 5-1 所示的分压式偏置电路。单击仿真电源开关，激活电路进 行动态分析。
2.记录集电极电流 Icq，发射极电流 Ie，基极电流 Ibq，集－射电压 Vceq 和基极电压 Vb 的测量值。Ie=3.929mA Icq=3.929mA Ibq=0.022mA Vceq=9.593V Vb=3.292V 3.估算基极偏压 Vb,并比较计算值与测量值。 Vb=V2*R3/R1+R3=3.33V 基本相同 4.取 Vbe 的近似值为 0. 7V，估算发射极电流 Ie 和集电极电流 Icq，并比较计算值和测 量值。 Ie=（Vb-Vbe）/R4=4mA Icq=Ie-Ib≈Ie=4mA 基本相同 5.由 Icq 估算集－射电压 Vceq，并比较计算值和测量值。 Icq=Ie-Ib≈Ie Vceq≈Vcc-Icq(Rc+Re)=9.36V 基本相同
5．估算静态工作点 Q，即 Ibq,Icq 和 Vceq。 Icq=Veq/Re=1.41mA Ibq=Icq/B=0.07mA Vceq=20-Ieq*660=10.7V 6．将万用表的虚拟面板缩成图标，以免挡住示波器屏幕。单击仿真开关进行动态分析。 记录峰值输入电压 Vip 和输出电压 Vop 并记录输出和输入波形之间的相位差。


三极管输入电阻 等效交流负载
rbe 300 1 26 / I eq =4.006KΩ
' RL RE // RL = 500*660/(500+660)=284.5 Ω
Av
' 1 RL =201*284.5/4006+201*284.5=57184.5/61190.5=0.935 ' rbe 1 RL

实验六：乙类及甲乙类功率放大电路仿真
一、实验目的：
1、 理解乙类、甲乙类功率放大器的工作原理。

2、 掌握利用直流扫描分析法实现功率放大电路输出线形范围的测量。

3、 掌握利用误差分析仪分析乙类功率放大电路的谐波失真系数。

4、 掌握功率放大电路的傅里叶分析方法。

二、实验内容：
-5V 1、简要叙述上图乙类功率放大电路的工作原理。

2、用示波器观察电路输出波形，并观察交越失真现象，并解释产生原因。

3、利用直流扫描分析方法测量该功率放大电路的最大电压输出范围及交越失真电压范
围。

4、利用失真分析仪测量该电路的谐波失真系数THD 。

5、利用傅里叶分析工具完成对功率放大电路的傅里叶分析。

6、如何改经电路消除交越波形失真，并测量改进后电路的失真大小及负载上的输出功率。

三、实验总结：
课程名称 电子线路仿真 实验成绩 指导教师 李晓亮 实 验 报 告 院系 信息工程学院 班级 学号 姓名 日期。

4.5 集成运算放大器应用电路的设计4.5.1实验目的1 .进一步理解集成运算放大器的工作特性及参数；2 .根据集成运算放大器的传输特性，设计信号运算和处理方面的电路；3 .学习集成运算放大器电路的综合设计、制作和调试方法。

4.5.2实验仪器与设备1 .电工电子综合实验台；2 .信号发生器；3 .数字示波器；4 .数字交流毫伏表；5 .数字万用表；6 .自选的元器件。

4.5.3实验原理实验采用双列直插式单运算放大器，芯片型号为LM741（μA741），其外形和引脚图如图4-3-2所示，符号图如图4-3-3，其中，2管脚为反相输入端，3管脚为同相输入端，4管脚为负电源端，接-12V 直流稳压电源，7管脚为正电源端，接+12V 直流稳压电源，6管脚为输出端，1和5管脚为外接调零电位器的两个端子，8管脚为空脚。

LM74112345876反相同相图4-3-2 LM741外形和引脚图 图4-3-3 LM741符号图4.5.4 实验内容本次实验采用集成运算放大器等基本器件完成各电路设计，要求集成运算放大器数量为一个，直流工作电压为±12V ，设计时需要考虑运放输入端电阻的平衡问题，。

1 .依据集成运算放大器的线性工作特性设计信号的运算电路。

（1）()O 122515u .u +.u =-（2）O 122515u .u .u =-（3）O 122515u .u +.u =(1)反相加法运算电路如图4-5-1所示，根据表4-5-1所设计的输入电压值进行理论计算，并将计算结果填入表中。

按照实验电路图4-5-1连接线路，电路的输入电压由直流信号源提供，用数字万用表直流电压挡测试相应的输出电压，并与理论值比较。

（写出所设计电阻的阻值,电路的输入和输出电压关系）图4-5-1 反相加法运算电路（2）按照（1）写。

基本放大电路仿真实验一、实验目的1、加深对基本放大电路及静态工作点的认识与理解；2、掌握基本放大电路及静态工作点检测的仿真方法；3、掌握放大电路及性能特征检测的仿真方法；4、探讨电子技术实验电路的设计方法，提高专业素养；5、掌握MULTISIM10.1仿真软件的使用。

二、工作任务及要求一、用MULTISIM10.1仿真软件分析基本放大电路及静态工作点（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤①观查整个电路的波型（输入、输出）按上述要求搭建仿真电路，信号源是幅值为5mVP-P、频率为50Hz的正弦交流电。

②调节Rb（R1+R4）使其电路进入截止失真，观查其波型调不出（下面正常波形，上面为平线）例如：③调节Rb（R1+R4）使其电路进入饱和失真，观查其波型④调节Rb（R1+R4）使其电路不失真，观查其波型⑤在④基础上改变信号源幅值为50mVP-P使其电路进入双向限幅失真，观查其波型二、用MULTISIM10.1仿真软件分析放大电路的性能特征（1）仿真电路图（2）仿真内容及步骤①搭建仿真电路按上述要求搭建仿真电路，信号源是幅值为100mVP-P、频率为50Hz的正弦交流电。

②调节R2电位器，使集电极上流过的直流电流为2mA左右记录上偏置电阻（R1+R2）的阻值110欧③用直流电压表测极间电压测Vbe、Vce电压值Vbe=474mV Vce=1.96V④用示波器观查输入、输出波型⑤在④基础上计算放大电路的电压放大倍数读出输入信号、输出信号的幅值（Vp-p），计算电压放大倍数输入:400mV 输出：2V 放大倍数：5倍⑥在④基础上改变输入信号幅值为1vpp，观查双向限幅失真波型⑦在④基础上调节上偏置电阻使其输出出现截止失真记录上偏置电阻（R1+R2）的阻值⑧在④基础上调节上偏置电阻使其输出出现饱和失真记录上偏置电阻（R1+R2）的阻值36V三、用MULTISIM10.1仿真软件分析测量放大电路的输入电阻和输出电阻测量输入电阻——按下图连接电路，在输入端接电位器RW2，输入正弦波信号，电压幅值为100mVP，频率为1KHZ，调节电位器RW2使XSC2示波器B通道波形为A通道波形幅值的一半，则放大电路的输入电阻就等于电位器当前阻值、测量并记录Ri。

2.静态工作点测量方法：
接通电源，调节RW ，使 VCE = 4 V。 用电压表(DC档)测量晶体管的VCE，使之接近于
要求值,然后测量VB、VC、VE的值；并填入表中。
注意：
静态工作点必须在输入信号（Vi＝0）的情况下 进行测试。
3. 静态工作点调试
放大器的基本任务是不失真地放大信号。要
幅度或相 位设定 频率范 围设定 幅频选择 相频选择
读数指针可拖曳
指针垂 直读数
指针水平读
读数指针 移动按钮
座标起点
座标终点
三、操作示范




选取电阻和电容，双击后将阻值改为 200Ω，电容值为1uF。 连线时鼠标点中电阻一端，会出一个 小黑点，按住后再将鼠标向外沿伸， 一直拉到电容一端引脚（这时电容的 引脚也会出现一个小黑连接点）。 在仪器库中取出信号源和示波器，再 取出接地，按图示完成连线。 若连接点的线不平直，可选中接点 （或任何器件），利用键盘上的 ←↑→↓四个键作调整。 双击仪器的面板，可对信号源和示波 器进行参数设置。 双击连线，可改变连线的颜色。 与示波器相连的线的颜色会显示同色 的波形。
输 出 电 阻 ：R o R c
五、EWB使用介绍
E W B 概述 EWB（Electronics Workbench）即电子工作 台，是加拿大Interactive Image Technologies公司 于八十年代末、九十年代初推出的专门用于电子线 路仿真的“虚拟电子工作台”软件，它界面直观、 操作方便，可大大提高电子设计工作的效率。
面板展开
外触发输入
X轴偏置
Y轴偏置 Y轴输入方式 自动触发
触发控制
为了能够更细致地观察波形，按下示波器面板上的Expand按钮将面板进一步展开成下 图所示。通过拖曳指针可以详细读取波形任一点的读数，以及两个指针间读数的差。

课程编号实验项目序号本科学生实验卡和实验报告信息科学与工程学院通信工程专业2015级1班课程名称：电子线路实验项目：三种基本组态晶体管放大电路2017——2018学年第一学期学号：201508030107 姓名：毛耀升专业年级班级：通信工程1501班四合院102 实验室组别：无实验日期：2017年12 月26日图5.1 工作点稳定的共发射极放大电路2、打开仿真开关，用示波器观察电路的输入波形和输出波形。

单击示波器上Expand按钮放大屏幕，测量输出波形幅值，计算电压放大倍数。

根据输入端电流表的读数计算输入电阻；3、利用L键拨动负载电阻处并关，将负载电阻开路，适当调整示波器A通道参数，再测量输出波形幅值，然后用下列公式计算输出电阻Ro；其中Vo是负载电阻开路时的输出电压；4、连接上负载电阻，再利用空格键拨动开关，使发射极旁路电容断开，适当调整示波器A通道参数，再测量、计算电压放大倍数。

并说明旁路电容的作用。

(二)共集电极放大电路1、建立共集电极放大电路如图5.2所示。

NPN型晶体管取理想模式，电流放大系数设置为50，用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号，输入端电流表设置为交流模式；图5.2 工作点稳定的共集电极放大电路2、打开仿真开关，用示波器观察电路的输入波形和输出波形。

单击示波器上Expand按钮放大屏幕，测量输出波形幅值，计算电压放大倍数。

根据输入端电流表的读数计算输入电阻；3、仿照5.3.1中的步骤3求电路输出电阻。

(三)共基极放大电路1、建立共基极放大电路，如图5.3所示。

NPN型晶体管取理想模式，电流放大系数设置为50。

用信号发生器产生频率为lkHz、幅值为10mV的正弦信号，输入端电流表；图5.3 工作点稳定的共基极放大电路2、打开仿真开关，用示波器观察电路的输入波形和输出波形。

单击示波器上Expand按钮放大屏幕，测量输出波形幅值，计算电压放大倍数。

根据输入端电流表的读数计算输入电阻；3、仿照5.3.1步骤3求电路输出电阻。

实验报告一单极放大电路的设计与仿真1.实验目的（1）使用Multisim软件进行原理图仿真。

（2）掌握仿真软件调整和测量基本放大电路静态工作点的方法。

（3）掌握仿真软件观察静态工作点对输出波形的影响。

（4）掌握利用特性曲线测量三极管小信号模型参数的方法。

（5）掌握放大电路动态参数的测量方法。

2.实验内容1. 设计一个分压偏置的单管共射放大电路，要求信号源频率5kHz(峰值10mV)，负载电阻5.1kΩ，电压增益大于50。

2.调节电路静态工作点(调节电位计)，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。

3.调节电路静态工作点(调节电位计)，使电路输出信号不失真，并且幅度最大。

在此状态下测试:①电路静态工作点值;②三极管的输入、输出特性曲线和β、rbe、rce值;③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;④电路的频率响应曲线和fL、fH值。

3.实验步骤单管共射放大电路示意图图1.1（1）非线性失真分析放大器要求输出信号和输入信号之间是线性关系，不能产生失真。

由于三极管存在非线性，使输出信号产生了非线性失真。

从三极管的输出特性曲线可以看出，当静态工作点处于放大区时，三极管才能处于放大状态；当静态工作点接近饱和区或截止区时，都会引起失真。

放大电路的静态工作点因接近三极管的饱和区而引起的非线性失真称为饱和失真，对于NPN管，输出电压表现为顶部失真。

不过由于静态工作点达到截止区，三极管几乎失去放大能力，输出的电流非常小，于是输出电压波形也非常小，因此有时候很难看到顶部失真的现象，而只能观察到输出波形已经接近于零。

①饱和失真由于饱和失真的静态工作点偏高，也就是IBQ的值偏大，所以调小滑动变阻器至0%时产生饱和失真，信号幅度最大时的输出信号波形图如下：图1.32.截止失真调节滑动变阻器，增加基极偏置电阻，那么基极的电流IB逐渐减小，同时集电极电流也逐渐减小并趋于零，从而使得集电极的电位越发接近直流电源VCC，三极管近似于短路。