北航电子电路实验报告一

时间:2024.4.20

实验一 共射放大器分析与设计

一、实验目的

1、进一步了解Multisim的各项功能,熟练掌握其使用方法,为后续课程打好基础。

2、通过使用Multisim来仿真电路,测试如图1所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻,并观察静态工作点的变化对输出波形的影响。

3、加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出波形的影响。

4、观察失真现象,了解其产生的原因。

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图1

二、实验步骤

1、请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。

2、请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻。

3、请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻。

4、请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。

5、请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。

6、请分别在30Hz、1KHz、100KHz、4MHz和100MHz这5个频点利用示波器测出输入和输出的关系,并仔细观察放大倍数和相位差。

(提示:在上述实验步骤中,建议使用普通的2N2222A三极管,并请注意信号源幅度和频率的选取,否则将得不到正确的结果。)

三、实验内容

1、请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。

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Q1管Ube=V3-V5=0.61887V,Ubc=V3-4=-6.1471V,Uce=V4-V5=6.76597V

可以判断Q1管工作在放大状态

2、详细说明测量输入电阻的方法(操作步骤),并给出其值。

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按图连接电路,测量Q1b极对地的电压Ui与流过Q1b极的电流Ii;

则输入电阻Ri=Ui/Ii;

输入电阻https://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/3468626_4.jpg

3、详细说明测量输出电阻的方法(操作步骤),并给出其值。

按图连接电路,将左侧输入源短路,去掉负载RL;

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在负载位置加入合适电压源;

测量测试电压Uo与流过电压源的电流Io;

则输出电阻Ro=Uo/Io;

在本实验中https://upload.fanwen118.com/wk-img/img100/3468626_6.jpg

4、详细说明两种测量幅频、相频特性曲线的方法(操作步骤)。

(1)用软件提供的仪器仪表测量幅频相频特性曲线

按图连接电路,在电路中添加波特测试仪,IN+接电源正极,OUT+接负载正极,IN-与OUT-均接地;

运行交互仿真,打开波特仪仪表;

通过切换幅值、相位模式或打开图示仪观测幅频相频曲线;

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(2)利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线

打开分析与仿真菜单,选择交流分析选项,设置合适参数,如图;

在输出选项卡中添加V(1);

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运行交流分析仿真,观察结果;

北航电子电路实验报告一

5、根据得到的幅频特性曲线,利用作图器的标尺功能,指出该电路的fL和fH(3dB)。

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由图可得,最大幅值AMAX=16.68dB,A=AMAX-3=13.68dB

找到对应fL=103.2497Hz,fH=3.9557MHz

6、将得到的30Hz、1KHz、100KHz、4MHz和100MHz这5个频点的输入和输出关系和刚才得到的幅频、相频特性曲线对比,你有何看法?

(1)30Hz

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增益A=15.834/14.142=1.120

(2)1kHz

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增益A=150.775/13.937=10.818

(3)100kHz

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增益A=150.712/13.887=10.852

(4)4MHz

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增益A=16.550/14.010=1.181

(5)100MHz

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增益A=0.662/14.031=0.047

通过分析比较实验结果可以发现,当输入低频信号时电路增益很小,当输入中频信号时电路增益比较大而且稳定,当输入高频信号时电路增益也会明显下降。这表现为带通特性且与幅频特性曲线相似。

四、实验分析

1、试改变原电路中某些电阻的阻值,以达到改变静态工作点的目的。并分别使电路产生截止失真和饱和失真,给出这时的电路原理图及其元件值。试利用直流工作点分析来说明产生这种现象的原因

(1)截止失真

实验电路图如下

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截止失真现象如图

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直流工作点仿真结果如图

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此时Ube=V2-V3=0.569V,Ubc=V2-V7=-10.289V,Uce=V7-V3=10.858V

可见此时Ube比正常工作时要小,这时静态工作点设置太低,发射极易反偏,输出易进入截止区,输出波形上部失真,此时造成截止失真。

(2)饱和失真

实验电路图如下

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饱和失真现象如图

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直流工作点分析结果如下

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此时Ube=V2-V3=0.655V,Ubc=V2-V7=-0.052V,Uce=V7-V3=0.707V

可见此时Ubc很接近0,这时静态工作点设置太高,集电极易正偏,输出易进入饱和区,输出波形下部失真,此时造成饱和失真。

2、请分析并总结仿真结论与体会。

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