两级阻容耦合放大电路实验任务书
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西安科技大学课程设计(论文)任务书题目:两级阻容耦合放大器的设计与仿真课程:模电综合实验院(部):通信与信息工程学院专业:电子信息工程班级:1002班学生姓名:王坏东学号:1007050229设计期限:2012.6.27指导教师:吴文峰课题 两级阻容耦合放大器的设计与仿真一、设计目的及要求 (1)设计目的1、进一步熟悉multisim 仿真软件的使用方法;2、掌握测试多级放大器的电路参数及性能指标的方法;3、能够较全面地巩固和应用“模拟电子技术”课程中所学的基本理论和基 本方法,并初步掌握电路设计的全过程(设计-仿真-PCB 板制作-调试安装)。
4、培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的模拟电子系统的能 力。
5、培养独立设计能力,熟悉multisim 工具的使用 (2)设计任务与要求 已知条件 (1)Vcc=12V(2) 输入信号为Vi=4mV ,f=1kHz 的正弦波电压 (3)晶体管用2N2222A 技术指标(1)放大器不失真电压V o ≥1V ,即放大倍数|Au|≥250 (2)BW=300Hz-80kHz (3)放大工作点稳定 二、原理简述为了尽可能保证不失真放大,采用两级放大电路。
阻容耦合放大器是多级放大器中最常见的一种,其电路原理图如图 1 所示。
两级之间通过耦合电容及下级输入电阻连接,故称为阻容耦合,由于电容有隔直作用,使用前、后级的直流工作点互相不影响,各级放大电路的静态工作点可以单独计算。
每一级放大电路的电压放大倍数为输出电压U o 与输入电压U i 之比,其中,第一级的输出电压U o1 即为第二级输入电压U o2,所以两级放大电路的电压放大倍数为AV=VV iO 2=V V iO 1*VV O O 12=*1AV AV 2利用MultiSim 软件绘制如图所示的多级放大器实验电路。
图1 两级阻容耦合放大器的原理图备注:电容值的选择将影响放大器的频率响应,通常所使用的电容值,即C =24nF,提供了合适的交流特性。
实验三两级耦合放大电路——阻容耦合、直接耦合一、实验目的1、学习两级阻容耦合及直接耦合放大电路静态工作点的调试方法。
2、学习两级放大电路电压放大倍数的测量。
3、掌握两级放大电路输入、输出的相位关系。
二、预习要求1、熟悉单管放大电路不失真的调整方法。
2、预习多级放大电路的耦合方式,掌握阻容耦合放大电路各级静态工作点的调试方法。
3、预习多级放大电路电压放大倍数的测量方法、步骤及计算。
4、分析多级放大电路各级输入、输出电压的相位关系。
三、实验设备及仪器智能网络型实验台、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、函数信号发生器。
四、实验内容及步骤1、实验电路原理图如图3.1所示。
(将图中的第二极输入端与信号源之间不加耦合电容的话,就可以得到直接耦合两极放大电路的原理图,具体实现方法为在模拟板上改变跳线连接方法)图 3.1电路中Re11、Re21都取100Ω,其中一个用实验板T1-2M1左下角的100Ω电位器代替,另一个用680Ω电位器调出100Ω电阻。
2、静态工作点的调试①分别调试各级的静态工作点,将每级的静态工作点设在交流负载线的中间(即V CE≈6V)。
两级的调试方法相同。
以第一级为例,在输入端输入频率为1kHz正弦波信号u i,用示波器观察本级输出波形,在逐渐增大u i的同时调节P1,直至使输出信号波形幅度为最大且不失真。
②第二级输入端与信号源之间必须加接耦合电容。
③将信号源拆除,用直流电压表测量两级的三极管各脚的直流工作电压,将数据填入表3.1中。
表 3.13连接好级间连线,在第一级输入端输入1kHz正弦波信号u s,调节信号发生器,使u s逐渐减小,用示波器观察输出信号u o的波形不失真,此时用交流毫伏表和示波器测量各级的输入、输出交流电压值和波形,记录于表3.2和表3.3中。
4、根据测量的数据,将电压放大倍数的计算结果填入表3.4中。
表 3.4五、要求与思考1、整理实验数据,并对实验数据进行比较和分析。
实验四 两级阻容耦合放大电路一、 实验目的1. 练习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法2. 学习两级阻容耦合放大电路电压放大倍数的测量方法3. 掌握放大电路频率特性的测量方法4.了解多级放大电路的级间影响二、 实验设备1. 双踪示波器(GOS-630FC 型)2. 模拟电路学习箱3. 函数信号发生器(DF1641B 型)4. 数字万用表(DT9205型) 三、 晶体管图示仪(YB4810A )四、 实验电路原理(如图1所示)五、 实验内容及步骤1. 连接电路对照图1检查电路板,接线无误后接通电源。
2. 调整静态参数调节1P R 使18C V V =,确定第一级静态工作点1Q ,调2P R 使第二级静态工作点2Q 在交流负载线的中点,使放大器(带L R )工作在最大输出幅度下,测量此时2C V ,并与估算值比较。
3. 测量电压放大倍数(1) 引入15,3i v mV f kHz ≤=的输入信号,以O v 波形不失真为准,若出现失真应减少1i v 的信号,并分别测量L R =∞和 2.7L R k =Ω两种情况下的1O v 和O v ,计算V A ,记入表1中。
表1(2) 将放大电路的第一级输出同第二级的输入断开,使两极放大电路变成两个彼此独立的单级放大电路,分别测量输入和输出电压,并计算每级的电压放大倍数;此时的静态工作点同前,负载为L R =∞和 2.7L R k =Ω(第二级带负载),将测量数据记入表2。
表2*4.组成共射——共集放大电路第一级为共射放大电路,第二级为射级输出器,测量两极的电压放大倍数。
电路如图4-7-17所示。
(1)测量静态工作参数第一级18C V V =,测量第一级、第二级静态工作点(L R =∞和1L R k =Ω)。
(2)测量电压放大倍数引入15,3i v mV f kHz ==正弦波德输入信号,以Ov 波形不失真为准,并分别测量L R =∞和2.7L R k =Ω两种情况下的1O v 和O v ,计算V A ,记入表3中。
课程设计(论文)报告书题目:两级阻容耦合放大器的设计与仿真课程:电子设计与制作院(部):通信与信息工程学院专业:电子信息工程班级:学生姓名:学号:设计期限:指导教师:一、题目两级阻容耦合放大器的设计与仿真二、选题的意义1. 能够较全面地巩固和应用“模拟电子技术”课程中所学的基本理论和基本方法,并初步掌握电路设计的全过程(设计-仿真-PCB生成-调试等)。
2. 能合理、灵活地应用分立元件或标准集成电路芯片实现规定的电路。
3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的模拟电子系统的能力。
4. 培养独立设计能力,熟悉EDA工具的使用,比如EWB(现在为Multisim 系列)(仿真分析)及Protel(原理图和PCB版图的制作)等。
5.培养书写综合设计实验报告的能力。
三、具体要求1、设计要求1. 根据性能指标要求,确定电路及器件型号,计算电路组件参数;2. 在EWB中进行电路仿真,测量与调整电路参数,使满足设计计算要求。
3. 测试性能指标,调整修改组件参数值,使其满足电路性能指标要求,将修改后的组件参数值标在设计原理图上。
4. 上述各项完成后,在Protel软件中绘制电路原理图及其PCB版图。
5. 写出课程设计报告。
2、设计步骤1.选择电路形式及晶体管;2.设置静态工作点并计算电路组件参数;3.电路性能仿真分析,静态工作点的测量与调整;性能指标测试及电路参数修改;4.放大器的幅频特性测试;5.放大器的输入电阻及输出电阻计算。
6.在Protel软件中绘制原理图及PCB版图。
注:步骤 3 ~ 5 在multisim中完成。
四、设计方案1、方案简介由于实际待放大的信号一般都在毫伏或微幅级,非常微弱,要把这些微弱信号放大到足以推动负载工作,单靠一级放大电路器远远不能满足要求,这就需要将两个或两个以上的基本单元放大电路连结起来组成多级放大电路,使信号逐级放大到所需要的程度。
其中每个基本单元放大电路为多级放大器的一级,级与级之间的联结方式称为耦合方式。
一.实验内容1.设计一个阻容耦合两级电压放大电路,要求信号源频率10kHz(幅度1mv) ,负载电阻5.1kΩ,电压增益大于100。
2.给电路引入电压串联负反馈,并分别测试负反馈接入前后电路放大倍数、输入、输出电阻和频率特性。
改变输入信号幅度,观察负反馈对电路非线性失真的影响。
二.两级放大电路原理图为了简便起见,这里引用实验一中的电路,将实验一的电路再接一级,不过要作适当修改,第一级的发射极电阻要拆成两个,这是为了进一步引入电压串联负反馈。
两个滑动变阻器左边一个要调到30%,右边一个要调到80%,这样设计出来的电路就满足电压放大倍数大于100的条件。
两级都是是共射级接法,第一级的输出给第二级的输入。
接入负反馈前:Av=0.078v/0.707mv=110.3输入电阻Ri=0.707mv/0.103uA=6864欧输出电阻Rt=0.078v/0.015mA=5.2K欧FL=31.8HZ FH=310.8KHZ接入负反馈后:Av=1.386/0.707=1.96输入电阻Ri=7070欧输出电阻Rt=1.386m/0.273u=5.0769K 欧FL=3.68HZ FH=32.53MHZAf=1.96≈1/F=2 所以符合深度负反馈。
由以上可知接入负反馈后输入电阻增大,输出电阻减小增益减小同频带增宽前::35mV 时失真后:35mV时800mV时:接入负反馈前35mV 时就已失真 接入后要800mV 才出现失真。
实验结果分析:根据电路可以计算出不加负反馈时电压增益以为110,所以误差为0.3/110=0.27%<1% 接入负反馈时电压增益应为 2,所以误差为 1.96/2=2%<5%所以实验成功。
通过引入电压串联负反馈后的电路的参数与引入负反馈之前的电路参数比较可以得出以下结论:1. 引入电压串联负反馈后电压增益明显减小,这也正是负反馈所起到的作用,它是用电压的放大倍数来换电路的非线性失真的减小。
两级阻容耦合放大电路实验报告两级阻容耦合放大电路实验报告引言:阻容耦合放大电路是一种常用的放大电路结构,广泛应用于各种电子设备中。
本实验旨在通过搭建两级阻容耦合放大电路并进行测量,研究其放大特性和频率响应。
实验步骤:1. 搭建电路:根据实验要求,搭建两级阻容耦合放大电路。
电路中包括两个放大器级别,其中第一个级别为共射放大器,第二个级别为共集放大器。
合理选择电阻和电容值,以满足放大要求。
2. 连接信号源:将信号源与电路输入端相连,确保信号源输出正常。
注意保持输入信号的幅度适中,避免过大或过小。
3. 测量电路参数:使用示波器测量电路的输入和输出信号波形,记录幅度和相位差。
同时,使用万用表测量电路中各个元器件的电压和电流值。
4. 测量频率响应:改变输入信号的频率,测量输出信号的幅度变化。
记录幅度变化的曲线,并分析其特性。
5. 分析结果:根据测量数据,计算电路的放大倍数、增益带宽积和输入输出阻抗等参数。
分析电路的性能和优缺点,并与理论值进行比较。
实验结果与分析:通过实验测量得到的数据,我们可以得出以下结论:1. 电路的放大倍数:根据输入和输出信号的幅度差异,计算得到电路的放大倍数。
比较两级放大器的放大倍数,可以发现第一级共射放大器具有较高的放大倍数,而第二级共集放大器则具有较低的放大倍数。
2. 增益带宽积:通过测量不同频率下的输出信号幅度,可以绘制出增益带宽积曲线。
增益带宽积是电路的重要性能指标,表示电路在不同频率下的放大能力。
实验结果显示,增益带宽积在一定范围内随着频率的增加而降低。
3. 输入输出阻抗:通过测量电路中各个元器件的电压和电流值,可以计算得到电路的输入输出阻抗。
输入阻抗表示电路对外部信号源的负载能力,输出阻抗表示电路对负载的驱动能力。
实验结果显示,两级阻容耦合放大电路具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗。
结论:通过本次实验,我们成功搭建了两级阻容耦合放大电路,并对其进行了详细的测量和分析。
实验结果表明,该电路具有较高的放大倍数、较低的输出阻抗和一定的增益带宽积。
两级阻容耦合放大电路通常放大电路的输入信号都是很弱的,一般为毫伏或微伏数量级,输入功率常在1mV 以下。
为了推动负载工作,因此要求把几个单级放大电路连接起来,使信号逐级得到放大,方可在输出获得必要的电压幅值或足够的功率。
由几个单级放大电路连接起来的电路称为多级放大电路。
在多级放大电路中,每两个单级放大电路之间的连接方式叫耦合;如耦合电路是采用电阻、电容进行耦合,则叫做“阻容耦合”。
阻容耦合交流放大电路是低频放大电路中应用得最多、最为常见的电路。
本实验采用的是两级阻容耦合放大电路,如图3-1所示。
图3-1 两级阻容耦合放大电路在晶体管V 1的输出特性曲线中直流负载线与横轴的交点U CEQ1=V CC ,与纵轴的交点(U CE =0时)集电极电流为=1CQ I 311E E C CCRR R V++静态工作点Q 1位于直流负载线的中部附近,由静态时的集电极电流I CQ1和集-射电压U CEQ1确定。
当流过上下偏流电阻的电流足够大时,晶体管V 1的基级偏压为2111RR V R U CCB +=晶体管V 1的静态发射极电流为311311117.0E E B E E E B EQ RR U R R UB U I +-≈+-=静态集电极电流近似等于发射极电流,即1111EQ BQ EQ CQ II I I ≈-=晶体管V 1的静态集电极电压为111C CQ CCCQ RI V U -=两级阻容耦合放大电路的总电压放大倍数为21u u uAA A =其中,第一级放大电路的电压放大倍数为11111)1(E be L uRr R A +++'-=ββ晶体管V1的等效负载电阻为211i C L RRR ='可作为第一级放大电路的外接负载,第二级放大电路的输入电阻为])1(//[//222432E be i R r R R R β++=晶体管V 1和V 2的输入电阻分别为11126)1(300EQ be I r β++≈22226)1(300EQ be Ir β++=第二级放大电路的电压放大倍数为222222)1(E be L u Rr R A ββ++'-=其中,等效交流负载电阻LC L RRR 22='。
两级阻容耦合负反馈放大电路实验报告以两级阻容耦合负反馈放大电路实验报告为标题引言:本实验通过搭建两级阻容耦合负反馈放大电路,研究其放大特性及负反馈对电路性能的影响。
通过实验数据的测量和分析,进一步理解负反馈放大电路的原理和应用。
一、实验目的本实验的主要目的是探究两级阻容耦合负反馈放大电路的特性,并验证负反馈对电路增益和频率响应的影响。
二、实验器材1. 信号发生器2. 两级阻容耦合放大电路实验箱3. 示波器4. 直流稳压电源5. 万用表6. 电阻、电容等元器件三、实验步骤与数据记录1. 按照电路图搭建两级阻容耦合放大电路,并接通电源。
2. 调节信号发生器输出频率为1000Hz,幅值为200mVrms。
3. 使用示波器测量输入信号Vin和输出信号Vout的幅值。
4. 记录不同频率下的输入输出数据。
5. 改变电路参数,如电阻、电容的数值,重复步骤2-4,得到更多数据。
四、实验数据分析1. 绘制输入输出电压的频率响应曲线。
2. 计算增益的幅值和相位随频率变化的情况。
3. 分析负反馈对电路增益和频率响应的影响。
五、实验结果与讨论通过实验数据分析,我们得到了两级阻容耦合放大电路的频率响应曲线。
曲线显示出在低频时,电路具有较大的增益,随着频率的增加,增益逐渐下降。
这是由于电容的作用导致高频信号的衰减。
同时,我们观察到在整个频率范围内,电路的相位随频率的变化而变化。
负反馈对电路的影响主要体现在增益的稳定性和频率响应的改善上。
通过引入负反馈,可以减小电路的增益变化范围,使得电路在不同频率下都能保持较稳定的增益。
此外,负反馈还可以改善电路的频率响应特性,使得电路在更宽的频率范围内具有较平坦的响应。
六、实验结论通过本实验,我们深入了解了两级阻容耦合负反馈放大电路的特性。
实验结果表明,负反馈对电路的增益和频率响应具有显著的影响。
负反馈可以稳定电路的增益,并改善其频率响应特性,使得电路在更广泛的应用中具有更好的性能。
七、实验总结本实验通过实际搭建电路并测量数据,深入理解了两级阻容耦合负反馈放大电路的原理和特性。
二级阻容耦合放大电路一、实验目的1.进一步掌握直流电压及正弦信号的测试方法;2.掌握如何合理设置静态工作点;3.掌握两级放大电路的测量方法。
二、实验仪器名称型号数量双踪示波器 1台函数发生器 EE1641B 1台数字电表 1台实验板两级阻容耦合放大器1块三、工作原理说明1、电路的组成NPN型三极管T担负着放大作用,它具有能量转换和电流控制的能力,当微弱的输入信号ui使二极管基极电流i B产生微小变化时,就会使集电极电流i C产生较大的变化。
它是放大电路的核心。
V CC是集电极直流电源,为信号的功率放大提供能量。
Rc是集电极负载电阻,集电极电流ic通过Rc,从而将电流的变化转换为集电极电压的变化,然后传送到放大电路的输出端。
基极偏置电阻Rb的作用是,一方面为三极管的发射结提供正向偏置电压;同时给三极管提供一个静态基极电流Ib。
C1、C2是耦合隔直流电容为了使三极管工作在放大区,还必须使发射结正向偏置,集电结反向偏置,为此,Vcc、Rc和Rb等元件的参数应与电路中三极管的输入、输出特性有适当的配合关系。
由于单级放大电路的电压放大倍数有限,往往不能满足工程实际的需要,因此常由若干个单级放大电路组成多级放大器。
组成多级放大器时,要合理选择单级放大电路和级间耦合方式。
常用的级间耦合方式及特点见表 1。
表1 常用的级间耦合方式及特点因阻容耦合式电路简单,性能稳定,故本实验采用此耦合方式,实验原理图见实图 1。
四、实验内容1.设置静态工作点,要求第一级的静态工作电流为2 mA,第二级静态工作电流为 mA。
2.测量各级放大倍数3.测量两级放大器的输入电阻和输出电阻,其中,R=2KΩ,R L=Ω。
完成下表。
4.测量两级放大器的频率特性,并绘出频率特性曲线。
实图 1 两级阻容耦合放大器五、实验报告要求1.认真记录测试数据,正确描绘曲线;2.根据测试数据和计算结果,分析、总结多级放大器的工作性能;3.回答思考题。
计算1.静态在没有加输入信号(v i=0)时,放大电路的工作状态称为静态。
实验五两级放大电路一.实验目的1.掌握多级放大器静态工作点的调整与测量方法。
2.学会放大器频率特性测量方法。
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.进一步掌握年级放大电路的工作原理。
二.实验仪器示波器数字万用表信号发生器直流电源三.实验原理及测量原理实验电路图如下: 即是两级阻容耦合放大器。
1.静态工作点的计算测量 Ibq1=Re11Rb1Ubeq1V cc )(β++- Icq1=βIbq1Uceq1=Vcc-Icq1(Re1+Rc1) Ub2=Rb22Rb21Rb22+Ue2=Ub2-Ubeq Ie 2≈Re2Ue2Ib2=Ic2/β 实际测量时, 只要测出两个晶体管各极对地的电压, 经过换算便可得到其静态工作点值的大小2多级放大器放大倍数的测量 Au=Au1Au2=1Re )1(12//Rc1ββ++rbe Ri ﹒2//Rc2rbe RlβRi2=Rb21//Rb22//rbe2≈rbe2实际测量时, 可直接测量第一级和第二级输入输出电压, 或两级的输入输出电压, 并验证上述结论3.多级放大器的输入输出电阻多级放大器不存在级间反馈时, 输入电阻为第一级放大器的输入电阻, 输出电阻为最后一级放大器的输出电阻。
本实验电路中: 输入电阻 Ri=Ri1=Rb1//(Rbe1+(1+β)Re1) 输出电阻 Ro=Ro2=Rc2 4.多级放大器的幅频特性四. 多级放大器幅频特性的测量原理与单级放大器相同, 理论分析与实践证验都表明, 多极放大器的通频带小于任一单级放大器的通频带 五. 实验内容电路连接图如下:2.放大电路接入+12V 直流电源3、Rp为63%时, 得到最大不失真输出波形。
4.用毫伏表测量电压Us、Ui、Uc1.Uo(Rl=∞)及Uol(Rl=3KΩ), 记录在自拟的表格中, 然后断开信号发生器, 用万用表测量各三极管的各电极对地的直流电压并记录仿真结果如上图所示: (单位: mv)。
模拟电子技术综合实验报告姓名:学号:班级:课程设计名称:阻容耦合两级放大电路实验室(中心):电子电工实验室指导教师:设计完成时间:年月日一、设计目的与要求(一)目的1、在multisim中设计仿真一个阻容耦合两级放大电路,要求信号源频率10kHZ(有效值1mv),电压放大倍数100。
(可以用单管放大电路构成两级电路,也可以用运放构成两级电路)2、给电路引入电压串联负反馈(二)要求1、在multisim中设计仿真一个阻容耦合两级放大电路,要求信号频率10kHZ (有效值1mv),电压放大倍数100。
(可以用单管放大电路构成两级电路,也可以用运放构成两级电路)2、给电路引入电压串联负反馈:(1)测量负反馈接入前后电路放大倍数、输入输出电阻和频率特性;(2)改变输入信号幅度,观察负反馈对电路非线性失真的影响。
二、设计任务1、在multisim中设计仿真一个阻容耦合两级放大电路,要求信号源频率10kHZ(有效值1mv),电压放大倍数100。
(可以用单管放大电路构成两级电路,也可以用运放构成两级电路)2、给电路引入电压串联负反馈:(1)测量负反馈接入前后电路放大倍数、输入输出电阻和频率特性;(2)改变输入信号幅度,观察负反馈对电路非线性失真的影响。
要求得到的数据: (1)静态工作点;(2)接入负反馈前后电路放大倍数、输入输出电阻; (3)验证F f 1A;(4)测试接入负反馈前后两级放大电路的频率特性;(5)测试接入负反馈前后,电路输出开始失真时对应的输入信号幅度。
三、设计方案分析1.概述放大电路的前级输出端通过电容接到后级输入端,成为阻容耦合方式。
由于电容对滞留的阻抗为无穷大,因而阻容耦合放大电路各极之间的直流通路各不相痛,各级的静态工作点相互独立,求解或实际调试Q 点时可以按单级处理,所以电路的分析,实际和调试简单易行,而且,只要输入信号频率较高,耦合电容容量较大,前级的输出信号就可以几乎没有衰减地传递到后级的输入端,因此,在分立元件电路中阻容耦合方式的到非常广泛的应用。
阻容耦合两级放大电路实验1.实验目的(1)观察多级放大电路级间耦合的相互影响,掌握如何合理设置静态工作点。
(2)学会阻容耦合两级放大电路的频率特性测试方法。
(3)了解放大器的失真及消除方法。
2.实验仪器(1)双踪示波器。
(2)数字万用表。
(3)信号发生器。
(4)分立元件放大电路模块。
3.预习要求(1)复习教材多级放大电路内容及频率响应特性测量方法。
(2)分析图5.3.1两级交流放大电路,画出交流等效电路图。
(3)写出图5.3.1所示电路的输入、输出电阻,放大倍数的表达式,并根据图中提供的参数,初步估计测试内容的变化范围。
其中,假设β为100,r bb =200Ω。
4.实验原理(1)对于二级放大电路,习惯上规定第一级是从信号源到第二个晶体管V2的基极,第二级是从第二个晶体管V2的基极到负载,这样两级放大器的电压总增益Av 为:V2V1i1O1i2O2i1O2V A A V V V V V V A •=⋅==式中电压均为有效值,且i2O1V V =,由此可见,两级放大器电压总增益是单级电压增益的乘积,此结论可推广到多级放大器。
当忽略三极管V2偏流电阻R b 的影响,则放大器的中频电压增益为:be1be2C11be1L11i1O1V1r //r R βr R βV V A -='-==be2LC22be2L22O1O2i1O2V2r //R R βr R βV V V V A -='-===be2LC22be1be2C11V2V1V r //R R βr //r R βA A A ⋅==• 必须要注意的是A V1、A V2都是考虑了下一级输入电阻(或负载)的影响,所以第一级的输出电压即为第二级的输入电压,而不是第一级的开路输出电压,当第一级增益已计入下级输入电阻的影响后,在计算第二级增益时,就不必再考虑前级的输出阻抗,否则计算就重复了。
(2)在两级放大器中β和I E 的提高,必须全面考虑,是前后级相互影响的关系。
实验三两级阻容耦合放大电路一、实验目的(1)熟悉晶体管的管型、管脚和电解电容器的极性。
(2)学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调节方法。
(3)测量每级放大器静态工作点,并比较测量值与计算值。
(4)测量每级放大器的电压增益,并比较测量值与计算值。
(5)测量两级阻容耦合放大电路的电压增益,并比较测量值与计算值。
(6)观察两级阻容耦合放大电路的输入与输出波形,测量其相位差。
二、实验器材虚拟实验设备◆操作系统为Windows XP的计算机1台◆Electronics Workbench Multisim 8.x~9.x电子线路仿真软件1套◆示波器Oscilloscope1台◆直流稳压源1个◆数字万用表1个◆函数信号发生器1台◆电阻(250Ω,1/4W)2个◆电阻(750Ω,1/4W)2个◆电阻(5.1KΩ,1/4W)2个◆电阻(4.7KΩ,1/4W)2个◆电阻(10KΩ,1/4W)2个◆电阻(51KΩ,1/4W)2个◆电解电容(1μF,25V)2个◆电解电容(47μF,25V)2个◆NPN型晶体管2N3904 2个实际工程实验设备◆模拟实验箱1台◆函数信号发生器DF1647 1台◆双踪示波器DF4320 1台◆数字万用表DT9806 1个◆晶体管毫伏表DF2173B 1台◆电阻(250Ω,1/4W)2个◆电阻(750Ω,1/4W)2个◆电阻(5.1KΩ,1/4W)2个◆电阻(4.7KΩ,1/4W)2个◆电阻(10KΩ,1/4W)2个◆电阻(51KΩ,1/4W)2个◆电解电容(1μF,25V)2个◆电解电容(47μF,25V)2个◆NPN型晶体管2N3904 2个三、实验原理及实验电路通常放大电路的输入信号都是很弱的,一般为毫伏或微伏数量级,输入功率常在1mV 以下。
为了推动负载工作,因此要求把几个单级放大电路连接起来,使信号逐级得到放大,方可在输出获得必要的电压幅值或足够的功率。
由几个单级放大电路连接起来的电路称为多级放大电路。
电子技术综合设计实验
两级阻容耦合放大电路
1.实验任务
用常用电阻电容三极管等器件搭建不失真,通频带宽的二级阻容耦合放大电路,设计静态工作点和动态特性,测试通频带并用面包板实现。
2.实验目的
掌握用模拟电子技术中放大电路的设计与测试方法,掌握面包板电路基本调试手段
3.实验原理
1)两级阻容耦合放大电路开环特性测试
电路图如上所示,通过四通道示波器各个引脚可知两级放大倍数,静态工作点等信息:
第一级放大倍数为2.698/4.582=0.588倍,静态工作点为(D通道设置在第一级电容之前)即得11.949V如下图所示
第二级放大倍数由两级放大倍数之积与第一级放大倍数的比值。
如示波器所示,第二级静态工作点为6.613V。
两级放大倍数之积为329.535mV,则放大倍数为总体放大倍数329.535,第二级放大倍数为32.953/0.588=56.04,频率响应如图所示
2)两级阻容耦合放大电路闭环特性测试(电压串联负反馈)
测试增加反馈对通频带的影响以及放大倍数的影响如下:
如图,闭环放大倍数为32.47,比开环时缩小
2)两级阻容耦合放大电路开环特性测试(电流并联负反馈)
如图所示,放大倍数为32.89,放大倍数有所下降。
含负反馈的两级阻容耦合放大电路设计一实验目的:1.学习利用Electronics Workbench Multisim电子线路仿真软件构建自己的虚拟实验室。
2.学习多级共射极放大电路及其静态工作点、放大倍数的调节方法。
3.掌握多级放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频率特性的测量方法。
4.加深对负反馈放大电路放大特性的理解。
5.研究负反馈对放大电路各项性能指标的影响。
二主要仪器设备:1. 虚拟实验设备⏹操作系统为Windows XP的计算机 1台⏹Electronics Workbench Multisim 8.x~9.x电子线路仿真软件1套.2. 实际工程实验设备⏹模拟实验箱 1台⏹函数信号发生器 1台⏹示波器 1台⏹数字万用表 1台三实验原理及实验电路通常放大电路的放大倍数都是很微弱的,一般为毫伏或微伏数量级.为了推动负载工作,因此要求把几个单级放大电路连接起来,使信号逐级得到放大.因此构成多极放大电路.级间的连接方式叫耦合,如耦合电路是采用电阻,电容耦合的叫阻容耦合放大电路.本试验采用的就是两极阻容耦合放大电路,如图1-1所示.其中两极之间是通过耦合电容C2及偏置电阻连接,由于电容隔直作用,所以两极放大电路的静态工作点可以单独调试测定.两极阻容耦合放大电路的电压放大倍数Au= Au1*Au2从表面看,通过对多个单级放大电路的适当级联,可以实现任意倍数的放大。
似乎放大电路已经没有什么可以研究的了。
但是,问题并不是这么简单。
首先静态工作点与放大倍数是互相影响的,其次,放大倍数与输出电阻也可能互相影响,第三,输入电阻与放大倍数也可能互相影响.在电路中引入负反馈,可以解决这个问题。
如电路图所示.负反馈对放大电路性能主要有五个方面的影响:1.降低放大倍数2.提高放大倍数的稳定性3.改善波形失真4.展宽通频带5.对放大电路的输入电阻和输出电阻的影响四实验预习内容:1预习实验电路的原理,明确实验目的及内容2掌握放大电路的静态和动态的测试方法.3了解实验所需仪器设备的结构性能及使用方法(特别是波特图示仪)4求电路图1-1的静态工作点和电压放大倍数五实验研究分析报告参照实验电路图1-1,完成测量电路的接线,断开反馈支路。
实验三两级阻容耦合放大电路
一、实验目的
(1)熟悉晶体管的管型、管脚和电解电容器的极性。
(2)学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调节方法。
(3)测量每级放大器静态工作点,并比较测量值与计算值。
(4)测量每级放大器的电压增益,并比较测量值与计算值。
(5)测量两级阻容耦合放大电路的电压增益,并比较测量值与计算值。
(6)观察两级阻容耦合放大电路的输入与输出波形,测量其相位差。
二、实验器材
虚拟实验设备
◆操作系统为Windows XP的计算机1台
◆Electronics Workbench Multisim 8.x~9.x电子线路仿真软件1套
◆示波器Oscilloscope1台
◆直流稳压源1个
◆数字万用表1个
◆函数信号发生器1台
◆电阻(250Ω,1/4W)2个
◆电阻(750Ω,1/4W)2个
◆电阻(5.1KΩ,1/4W)2个
◆电阻(4.7KΩ,1/4W)2个
◆电阻(10KΩ,1/4W)2个
◆电阻(51KΩ,1/4W)2个
◆电解电容(1μF,25V)2个
◆电解电容(47μF,25V)2个
◆NPN型晶体管2N3904 2个
实际工程实验设备
◆模拟实验箱1台
◆函数信号发生器DF1647 1台
◆双踪示波器DF4320 1台
◆数字万用表DT9806 1个
◆晶体管毫伏表DF2173B 1台
◆电阻(250Ω,1/4W)2个
◆电阻(750Ω,1/4W)2个
◆电阻(5.1KΩ,1/4W)2个
◆电阻(4.7KΩ,1/4W)2个
◆电阻(10KΩ,1/4W)2个
◆电阻(51KΩ,1/4W)2个
◆电解电容(1μF,25V)2个
◆电解电容(47μF,25V)2个
◆NPN型晶体管2N3904 2个
三、实验原理及实验电路
通常放大电路的输入信号都是很弱的,一般为毫伏或微伏数量级,输入功率常在1mV 以下。
为了推动负载工作,因此要求把几个单级放大电路连接起来,使信号逐级得到放大,方可在输出获得必要的电压幅值或足够的功率。
由几个单级放大电路连接起来的电路称为多级放大电路。
在多级放大电路中,每两个单级放大电路之间的连接方式叫耦合;如耦合电路是采用电阻、电容进行耦合,则叫做“阻容耦合”。
阻容耦合交流放大电路是低频放大电路中应用得最多、最为常见的电路。
本实验采用的是两级阻容耦合放大电路,如图3-1所示。
图3-1 两级阻容耦合放大电路
在晶体管V 1的输出特性曲线中直流负载线与横轴的交点U CEQ1=V CC ,与纵轴的交点(U CE =0时)集电极电流为
=
1
CQ I
3
1
1
E E C CC
R
R R V
++
静态工作点Q 1位于直流负载线的中部附近,由静态时的集电极电流I CQ1和集-射电压U CEQ1确定。
当流过上下偏流电阻的电流足够大时,晶体管V 1的基级偏压为
2
1
11
R
R V
R U CC
B +=
晶体管V 1的静态发射极电流为
3
1
1
3
1
1
1
1
7
.0E E B E E E B EQ R
R U R
R UB
U I
+-≈
+-=
静态集电极电流近似等于发射极电流,即
1
1
1
1
EQ BQ EQ CQ I
I I I
≈-=
晶体管V 1的静态集电极电压为
1
1
1
C CQ CC
CQ R
I V U
-=
两级阻容耦合放大电路的总电压放大倍数为
2
1
u u u
A
A A =
其中,第一级放大电路的电压放大倍数为
1
1
1
1
1
)1(E be L u
R
r R A +++'
-
=ββ
晶体管V1的等效负载电阻为
2
1
1
i C L R
R
R ='
可作为第一级放大电路的外接负载,第二级放大电路的输入电阻为
])1(//[//2
2
2
4
3
2
E be i R r R R R β++=
晶体管V 1和V 2的输入电阻分别为
1
1
1
26)
1(300EQ be I r β++≈
2
2
2
26)
1(300EQ be I
r β++=
第二级放大电路的电压放大倍数为
2
2
2
2
2
2
)1(E be L u R
r R A ββ++'
-
=
其中,等效交流负载电阻L
C L R
R
R 2
2
='。
四、实验预习内容
1、阅读实验指导书附录中有关晶体管的管脚识别部分。
2、预习实验电路的原理,明确实验目的及内容。
3、在测量电路静态工作点参数时,输入信号U i=?其测试电路应怎样连接?
4、预习实验测量中所要用的仪器设备的结构性能及使用方法
五、实验步骤
1、两级放大电路静态工作点的测量。
(1)创建如图3-2所示两级阻容耦合放大电路。
断开函数信号发生器与电路的连接,将电路输入端接地。
单击仿真开关,进行仿真分析。
用数字万用表或动态测试探针分别测量节点电压V B1、V C1、V E1、V B2、V C2及V E,并记录测量结果于表3-1中。
图3-2两级阻容耦合放大电路静态工作点测量原理图(2)根据阻值R1、R2和电源电压V CC,计算节点电压U B1。
(3)设U BE为0.7V,由基极偏压U B1估算V1管的射极偏压U E1、射极电流I E1和集电极电流I C1。
根据I E1,V CC和R C1估算集电极偏压U C1。
(4)确定V1管的静态工作点Q1,即I BQ1,I CQ1和U CEQ1。
2、两级电压放大倍数的测量。
(1)创建如图3-3所示两级阻容耦合放大电路。
将函数信号发生器接入电路。
单击仿真开关,进行仿真分析。
由双踪示波器显示的波形,记录输入电压峰值U i1p和输出电压峰值U o1p,同时记录输入输出波形的相位差。
(2)创建如图3-4所示两级阻容耦合放大电路。
将函数信号发生器接入电路。
单击仿真开关,进行仿真分析。
由双踪示波器显示的波形,记录输入电压峰值U i2p和输出电压峰值U o2p,同时记录输入输出波形的相位差。
图3-3 第一级电压放大倍数测量原理图
图3-4 第二级电压放大倍数测量原理图
(3)创建如图3-5所示两级阻容耦合放大电路。
将函数信号发生器接入电路。
单击仿真开关,进行仿真分析。
由双踪示波器显示的波形,记录输入电压峰值U ip和输出电压峰值U op,同时记录输入输出波形的相位差。
(4)根据电压的读数,计算第一级放大电路的电压放大倍数A u1、第二级放大电路的电
图3-5 总电路电压放大倍数测量原理图
压放大倍数A u2和总电路的电压放大倍数A u。
(5)用第一级放大电路的电压放大倍数A u1和第二级放大电路的电压放大倍数A u2计算总电路电压放大倍数A u。
(6)设β为200,用R C1,R E1,r be1,r be2,R3,R4和R E2计算第一级放大电路的电压放大倍数A u1。
(7)用R C2,R L,r be2和R E2计算第二级放大电路的电压放大倍数A u2。
3、两级阻容耦合放大电路频率特性的测量
创建如图3-5所示两级阻容耦合放大电路。
将函数信号发生器接入电路。
单击仿真开关,
进行仿真分析。
在保持输入信号10mV的条件下,改变输入信号的频率f(由低到高),观
察放大电路输出电压Uop的变化规律,并测取其参数值记录于表3-2中(注意:特性曲线
弯曲部分应多测几个点)。
六、实验数据分析及讨论
(1)将第一级放大电路电压放大倍数的测量值与计算值比较,情况如何?
(2)将第二级放大电路电压放大倍数的测量值与计算值比较,情况如何?
(3)两级阻容耦合放大电路电压放大倍数与分级计算值比较,情况如何?
(4)两级阻容耦合放大电路输出波形与输入波形之间的相位差是多少?
表3-2 频率特性曲线测量数据记录表格
(5)根据表3-1的测量数据,计算表3-3中的各参数值。
(6)试说明什么电阻是第一级放大电路的负载电阻;第二级放大电路的输入电阻的大小对第一级放大电路有何影响?
(7)根据测量数据表3-2的值,试在坐标纸上画出两级阻容耦合放大电路的频率特性曲线。
表3-4 两级阻容耦合放大电路测量值及计算值。