单管放大电路实验报告

单管放大电路实验报告1.实验目的1)掌握放大电路直流工作点的调整和测量方法2)掌握放大电路主要性能指标的测量方法3)了解直流工作点对放大电路动态特性的影响4)掌握发射极负反馈电阻对放大电路性能的影响5)了解信号源内阻Rs对放大电路频带（上限截止频率fH）的影响2.实验内容：1)基本要求A.利用学习机上的晶体管输出特性测试电路测量β值；B.工作点的调整调节Rw，分别使得ICQ=1.0mA，2.0mA，测量相应的VCEQ的值。C．工作点对放大电路的动态特性的影响分别在ICQ=1.0mA，2.0mA情况下，测量放大电路的动态特性（输入信号vi为正弦电压，幅度为5mV，频率为1kHz），包括电压增益，输入电阻，上、下限截止频率2)提高要求A.测量基本要求中c任务情况下的输出电阻值B.射级负反馈电阻对动态特性的影响将电容CE改为与RE2并联，测量此时放大电路在ICQ=1.0mA下的动态特性（测试内容同基本要求的C项），与上面的测试结果相比较，总结射级负反馈电阻对电路动态特性的影响。3、理论计算举例ICQ=1mA时，利用以下三个公式VBB=𝐑𝐁𝟐𝐑𝐁𝟏+𝐑𝐁𝟐𝐕𝐂𝐂RB=𝐑𝐁𝟏∥𝐑𝐁𝟐IBQ=VBB−VBEQRB+(1+)(RE1+RE2)可求得Rw=58kΩ，也即RB=78kΩ由此可返回去求得RB=12.6kΩ，VBB=1.9VVCEQ=𝐕𝐂𝐂-（RC+RE1+RE2）*ICQ=7.22vRL’=RC∥RL≈2Kωrbe=6.8kΩ̇RL’=-76.5RI=𝐑𝐁𝟏∥𝐑𝐁𝟐∥=4.4kΩRO≈RC=3.6kΩ4、注意事项1、实验中要将直流电源、信号源、示波器等电子仪器和实验电路共地，以免引起干扰。2、电路性能指标的测试要在输出电压波形不失真和没有明显干扰的情况下进行5、数据整理，对比、以及分析1、测量学习机上的晶体管输出特性测试电路测量β值项目β值仿真数据260理论计算260实验数据183对比结果实验数据β值较小分析说明：在仿真和理论计算中，我们都是设定β值为260，而在实验中，利用学习机上的β值测量电路和示波器测得β值为183，比理论计算和仿真设定的值都小。2、静态工作点测量测量项目VCEQ/VRw/kΩ理论计算ICQ=1.0mA7.2258仿真数据7.20756.9实验数据7.1759.0理论计算ICQ=2.0mA2.4422仿真数据2.44721.5实验数据2.4725.5对比结果VCEQ可视为几乎不变，但是实验中的Rw偏大。误差分析说明：由IBQ=VBB−VBEQRB+(1+)(RE1+RE2)和β值接近200以及各电阻的阻值，可以知道，(1+)(RE1+RE2）≫RB，所以分母是主要决定于(1+)(RE1+RE2）。而当Rw上升时，则由VBB=𝐑𝐁𝟐𝐑𝐁𝟏+𝐑𝐁𝟐𝐕𝐂𝐂可以知道此时VBB随之下降，而实验中的β值要小于仿真和理论设定值，所以分母比仿真和理论值偏小，所以要使得IBQ不变，则VBB要下降，也即Rw要上升，所以实验中Rw值较大。当然测量β值的误差和测量电阻误差也会影响最后的结果。3、动态特性测量测量项目电压增益输入电阻（Ω）幅频特性曲线中的fL（Ｈｚ）幅频特性曲线中的fH（Ｈｚ）ICQ=1.0mA实验数据-60.94.57k393.12.532M仿真数据-69.624637.96280.633879.4147M理论计算数据-76.54.4kICQ=2.0mA实验数据-101.32.77k5472.322M仿真数据-120.4142982.10506.067471.4813M理论计算数据-1532.6k对比结果电压增益偏小，输入电阻偏大，fL偏大，fH远远偏小误差分析说明：1、电压增益偏小，ICQ=1.0mA时，比理论值小了16.，而ICQ=2.0mA时，比理论值小了50，由̇RL’可知因为晶体管的β值和实际测量中的值与理论计算中都相差较大，所以对于增益产生了较大的影响。2、输入电阻，输入电阻比理论计算值要大，由RI=𝐑𝐁𝟏∥𝐑𝐁𝟐∥，可知，因为Rw值较大，𝐑𝐁𝟏值较大，所以最终输入电阻显得较大。3、fL，fL比仿真值偏大，因为在实际电路搭接中，电路图中的C1，C2值选择并不是和仿真时的电容值一样。所以根据低频段的fL决定于这两个电容可知这些值会影响fL。4、fH，fH比仿真值远远偏小，这主要是因为仿真中直接运用multisim的参数扫描函数，而实际测量中我们是利用示波器来测量，示波器探头中的电容很小，因而不可避免地在高频段会对fH产生很大的影响。6、工作点调节原理和方法以及对动态特性影响总结1、原理：VBB=𝐑𝐁𝟐𝐑𝐁𝟏+𝐑𝐁𝟐𝐕𝐂𝐂RB=𝐑𝐁𝟏∥𝐑𝐁𝟐IBQ=VBB−VBEQRB+(1+)(RE1+RE2)2、调节方法调节静态工作点关键就是调节IBQ，这里我们是通过调节Rw的值改变RB1的值，从RB的值和VBB的值，从而达到调节IBQ的目的。Rw值变小，静态工作点升高。3、对于动态特性的影响从实验数据和理论分析可以看出，在输出电压不失真的条件下，静态工作点升高会对动态特性有如下影响：1、放大倍数绝对值增大（从60.9上升至101.3）2、输入电阻变小（从4.57kΩ下降至2.77kΩ）3、下限截止频率增大（从393.1Hz上升至547Hz）4、上限截止频率减小（从2.532MHz下降至2.322MHz）也即频带带宽变窄。7、主要性能指标测试方法1、静态工作点ICQ的测量方法：直接用万用表测量R两端的电压即可。2、β值的测量方法：利用学生机上的β值测量电路，将两端分成两个通道输入到示波器中，利用示波器输出两通道的x-y关系，呈现如下图，再利用计算即可。3、电压增益的测量方法：利用示波器测量出输入电压和输出电压的峰峰值，用输出电压峰峰值除以输入电压峰峰值即可得到增益的绝对值，再根据波形相位判断正负即可。4、输入电阻的测量方法：在输入端串上一个和输入电阻预测值相近的电阻R，然后测量其左右两端电压U1和U2再用公式U2U1−U2∗R可知输入电阻值。5、上下限截止频率的测量方法：调节输入信号的频率，用示波器同时监测输入和输出电压的值，保证输出电压不失真，然后记录使得增益变为最大增益的0.707倍时的频率值（有两个）较小为下限截止频率，较大为上限截止频率。8、思考题1、假设实验所用放大电路的直流工作点已经调至“最佳状态”（即当输入信号幅度增大时，输出波形同时出现饱和失真和截止失真），列表说明此时若R、RL单独变化对输出电压的动态范围有什么影响。若输入信号幅度增大，则首先产生什么性质的失真？答：列表如下参量变化动态范围变化首先失真R增大增大饱和失真减小减小截止失真RL增大增大饱和失真减小减小截止失真2、能否用数字万用表测量实验电路中的电压增益以及幅频特性，为什么？答：不能，因为数字万用表测量交流电路时候有个上限频率，而实验中我们输入信号的频率已经远远超过这个频率，这将导致测量结果很不准确。9、实验收获1、这是第一次连接面包板，通过这次实验也使得我对于连接面包板有了一个大概的了解，认识到了如何将电路转换成面包板上的电路。2、通过实验分析，实验仿真和最终的报告，使得我对于单管放大电路中各个参数的车辆以及其含义有了更加深刻的了解，同时对于共射放大电路的分析也有更加深入的了解。3、通过实验使得我对于Multisim的应用有了更好的掌握。