单级放大电路的设计和仿真.docx
实验一单级放大电路的设计和仿真一、实验目的1、掌握放大电路静态工作点的调整和测试方法。2、掌握放大电路的动态参数的测试方法。3、观察静态工作点的选择对输出波形及电压放大倍数的影响。二、实验要求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（幅度1mV），负载 电阻5.1kQ，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、加入信号源频率5kHz（幅度1mV），调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作 点值。测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；4、测电路的频率响应曲线和fL、fH值。三、设计原理图Rb1=160k q ,Rb2=80.6k q ,Rc=2.2k q ,Re=1.65k q ,C1=C2=10uF,Ce=100uF,RL=3,9k q，R1=10q四、实验过程1、观测饱和失真、截止失真与不失真<1饱和失真的观测使Rb1=51kq，用示波器观测波形，并做直流工作点分析。此时的 静态工作点，ICQ=3.05334mA,IBQ=49.41790uA,VCEQ=130.534mV静态工作点单级放大电路饱和失真Operating Point3.053 3 4iri 49.4179011 657.20100m 526.66700mDC "HxTiia qql ic 0qql ib Gqqlvbe qqlvbc<2截止失真的观测使Rb2=20.0k ，信号源电压峰值40mv，用示波器观测波形，并做直流工作点分析。此时 的静态工作点，ICQ=418.088uA,IBQ=1.88563uA,VCEQ=10.382913V不失真静态工作点单级放大电路截止失真Operating PointDC Figqql icqql ibqqlvbeqql vine418.0880011 1.88563u602.5 63 00m -9.78035<2不截止失真的观测用示波器观测波形，并做直流工作点分析。此时的静态工作点，ICQ=1.78125mA,IBQ=8.28494uA,VCEQ=5.18389V静态工作点单级放大电路Operating PointDC苴1.78125mS .28494)1 641.44400m -4.542450qql icqql ib qqlvbeqqlvbc2、峰值10mV单级放大电路的观测与测量(1) 10mV单级放大电路设计原理图Rb1=160k Q ,Rb2=80.6k q ,Rc=3.9k q ,Re=1.65k q ,C1=C2=10uF,Ce=100uF,RL=3,9kq , R1=20q(2)静态工作点波形与直流工作分析如下图所示，可得：静态工作点ICQ=1.74639mA,IBQ=8.35250uA,VCEQ=2.2586V,不失真度 2.1%静态工作点10mV单级放大电路Operating PointDCqql ic ibqqlvbeqqlvbc1.74639m8.3 52 5OJ.641.65700m-1.61699(2)输入曲线、输出曲线的观察在VCE=2.2586V下三极管的输入曲线lOrnV单级放大电路输入曲线DC transfer characteristicwbe Voltage (V)200m600m:汩Dm2.00m -i(V)蟋屈£在IBQ=8.35250uA下三极管的输出曲线10mV单级放大电路输出曲线DC transfer characteristic500.00 -250.00D -05.07.510.0wee Voltage (V)(2) 6、rbe、rce 的测量<1 6的测量根据输出曲线及输出数据可算出<2 rbe的测量lc 1.7464m R lb Vce =2.2586V8.3525u209r be如下图电路测量r，据所得数据计算得京be77.9896 uMb = 27.4972 n = 2'836 k °<2 J的测量如下图电路测量J,据所得数据计算得62.5 k。r Mce 1.3158 mC = Me = 21.0526 n(3)输入电阻、输出电阻与电压增益的测量<1输入电阻的测量如下图电路测量输入电阻，据所得数据计算得Ri =UT7.071mTWU Q = 6.422 k Q万用I1.101|m rv i idB i +<r设置.|<2输出电阻的测量如下图电路测量输入电阻，据所得数据计算得ro=u = 706377： q=3.79 k qE万用表-XMM2X|707.104 mVpr | 阳+ 一设置.<r<2电压放大倍数的测量如下图电路测量电压放大倍数，据所得数据计算得加=385些 =54.4757.071m 电路的频率响应曲线和fL、fH的测量对电路做交流分析，可得如下图所示的频率响应曲线，从而可获得转折频率:AC Analysis22.6S14kIyl x2dx dy 1/dx 1/dy min x34.7440max xmin ymax yI4S.2891 31.7261 -22 . 6331k -3.0179 -44.1830D -331.3601m 1.0000 10.0000G -3.5994 34.7440五、数据分析1、误差分析输入电阻、输出电阻、电压增益以及尸施的误差如下表所示测量 值理论值误差P209152205%r be2.83626伸be = 200 + (1 + P) I9E6.5%输入电阻1./ k Q6.422Ri = (rbe + (1 ")气叫2 = 6.58792.5%输出电阻/ k。3.79R = R = 3.9°c2.8%电压增益54.475A =' R" 57V rcbe + (1 + P) R14.4%2、总结本次试验的测量值与理论值相对误差不大，基本都在容许的范围以内。用的是实际元件，误差是不能消除的。特别地，对于r的测量，方法本身就存在一定误差，因而相对误差较 be大。六、实验感想在这门课之前，对Multisim软件的运用只是最基本的，只是熟悉一些操作环境。有了 Protel的一点基础，要利用Multisim软件强大的仿真，这一个实验做得还蛮顺利，与所学的 模电关系密切，相对容易上手。本实验主要目的是让我们熟悉软件以及单级放大电路的特性， 因此实验的一个难点在于软件的运用，譬如交流失真等选项的作用。当然最重要的是电路图 的设计，要满足要求还要可以观察到失真等波形。观察失真时要注意偏置的调谐，以及适当 辅助调大信号源的幅度，这样可以观察到较明显的失真情况。假如不改变信号源幅度，仍用 5mV的话，可观测到明显的饱和失真波形，但截止失真波形则不那么明显。
