共射放大電路試驗報告x

1、力VHJ象實驗報告課程名稱：電子電路設計實驗指導老師：李錫華，葉險峰，施紅軍 成績： 實驗名稱：晶體管共射放大電路分析實驗類型：設計實驗同組學生姓名：一、實驗目的1學習晶體管放大電路的設計方法，2、掌握放大電路靜態(tài)工作點的調整和測量方法，了解放大器的非線性失真。3、 掌握放大電路電壓增益、輸入電阻、輸出電阻、通頻帶等主要性能指標的測量方法。4、理解射極電阻和旁路電容在負反饋中所起的作用及對放大電路性能的影響。5、學習晶體管放大電路元件參數(shù)選取方法，掌握單級放大器設計的一般原則。二、實驗任務與要求1. 設計一個阻容耦合單級放大電路已知條件：vcc=+10V，RL=5.1kO，Vj=lomV,Rs

2、 =600Q性能指標要求：fL7.5kQ2. 設計要求(D寫出詳細設計過程并進行驗算(2) 用軟件進行仿真3. 電路安裝、調整與測量自己編寫調試步驟，自己設計數(shù)據(jù)記錄表格4. 寫出設計性實驗報告三、實驗方案設計與實驗參數(shù)計算共射放大電路（一）電路電阻求解過程（0=100）（沒有設置上課要求的160的原因是因為電路其他參數(shù)要求和講義作業(yè)要求基本一樣為了顯示區(qū) 別，將P改為100進行設計）：（1） 考慮噪聲系數(shù)，高頻小型號晶體管工作電流一般設定在ImA以下，取lc=lmA（2）為使Q點穩(wěn)定，取Vbb =2Vcc，即4V,5（3）Re vBBo”=33k”,恰為電阻標稱值2 Vcc- Vbb - 4

3、V（4）R R2Ri ： R2 - 3： 2取R2為R下限值的3倍可滿足輸入電阻的要求，即 F2=22.5kR=33.75kQ;V-V由 IRi =10b=0.1 m A,R ccb=60KHR2 =40KIRi綜上：取標稱值R仁51 k 丄R2=33kV rAVT Va =25-Ie Ic從輸入電阻角度考慮：R產(chǎn)RVIWP+1）億+Z%I）75%!,R尸9kn l/=-Krf=6V?。ǐ@得4V足夠大的正負信號擺幅）得:Rfi 二8iy% 二3,3kft/% 二6.6kfi從電壓增益的角度考慮:5100%： 卜.t 15V/V,取丄；得:A1J7.nr%爲住為（二）電路頻率特性（1）電容與低頻

4、截止頻率取一一：%/%劉。+.+ 需兮=+83%pfCE取標稱值缽EC】心取椎薦的標稱值224F（三）參數(shù)指標驗算過程由已確定的參數(shù)：Rg = 86aRf2 = 3，= 4&i I V =+iov R=5ikcV=lomV,Rs =60g , Cl = G=22p/%= 47(IF 計算得：IC = %iZBf o.9i 7mA,Vcc /CRC = 5.323V, | j4J =20.24學，=20.24 Ri =a30Sfcn 7.SkQ,fi = =4 = 26 HZV 30HZi，所有參數(shù)符合指標四、實驗步驟與過程（一）實驗電路仿真:1. 代入?yún)?shù)的實驗電路 RShiax(V1(RS)

5、利用標尺得到電壓增益為 178.55mw9-993mv=17.87;(2) .上下限截止頻率與通頻帶：同樣是上面的頻域增益波形，利用OrCad自帶的信號處理函數(shù)可以得到：FI=26.24877H乙FH9.99MHZ由于FL相對較小，通頻帶近似為FHEValUateMeasurement0CUtofLHighPaMRLA/1 (flE) j2B.24&77CUtolf LoWPaSS 3dBI V2 | RL 1 f RS /1 eeO61meg :MaX(V2(RLyVI(RS)17 61201 :輸入電阻:觀察V(VS+H(C1的頻域波形，利用標尺可得，當信號源的頻率為1 Khz時,輸入電阻

6、Ri=7.6816kQ4 數(shù)據(jù)處理與誤差分析ICVCE VBE VC AV FLRI理論計算值0.9172210.75.32320.2268.305電子仿真結果0.8922380.6225.4517.826257.6816相對誤差0.027263 0.0769230.023850.116100.009610.075063計算可得除VCE外直流工作點的相對誤差約為 25%,而頻幅特性相對誤差約為10%,較大;直流工作狀態(tài)的誤差主要是由于將 VCE直接認定為0.7V導致的，而交流特 14是由三極管直流工作點決定的，且計算時忽略了電容對電路產(chǎn)生的影響，且忽略厄 利效應, 所以會有至少3類誤差的疊加，

7、導致誤差較大.(二)實際電路測試：1 測試原理：(注釋：由于事先不知道實際測試電路所用三極管放大倍數(shù)只有160的,而我設計是用100的，所以在測試時無法利用我的設計方案，采用了另一個設計方案，附在報告最后)1 靜態(tài)工作點：(1) 按元件參數(shù)安裝、連接電路(2) 不加輸入信號，調節(jié)Q兩端的電壓使IC符合設計值(3) 測量放大電路的靜態(tài)工作點，并和理論值相比較2. 電壓增益：(1 )保持靜態(tài)工作點不變，利用示波器觀察輸入信號波形，調節(jié)信號源，使輸出信號為頻率1kH乙幅值30MV的正弦波.(2) 輸入、輸岀波形用雙蹤顯示觀察，指出它們的相位矢系。當輸入輸出波形無失真時， 分別讀出Vi、V。的峰峰值，

8、記入表格(3) 增大輸入信號幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形。使輸出波形出現(xiàn)失真，記下此時的輸出 波形草圖，說明首先出現(xiàn)的是哪種失真。測出最大不失真輸出電壓峰值，記入表格。(4) 接入負載R=5.1kQo重做上述步驟，分析負載對電壓增益的影響。3. 輸入電阻：(1) 在信號源與被測放大器之間串入一個與R同一數(shù)量級的已知電阻R在輸出波形不失真的情況下，分別測出Vs和V,則放大器的輸入電阻為：辿Vi(Vsv)/R4. 輸出電阻：V。和接入負載(1)輸出波形不失真的情況下，分別測出輸出端空載時的輸出電壓Rl后的輸出電壓V。，則放大器的輸出電阻為：處 VoVj_ F）Rl5. 幅頻特性：電壓增益下降到中頻增

9、益 0.707倍時（分貝數(shù)下降3dB）所對應的的上、下限頻率即f fLH（0在lc為設計值、R-二情況下，輸入IkHZ正弦信號，改變輸入信號幅度，使輸出電壓峰峰值為05VoppmaX左右。測出此時輸出電壓峰峰值Vopp（2）保持放大器輸出電壓Vi幅度不變，改變信號源輸出頻率（增大或減?。?，當輸出電壓值達到0707VoP4值時，停止信號源頻率的改變，此時信號源所對應的輸出頻率即為fL,fH2實驗數(shù)據(jù)記錄（1）.靜態(tài)工作點:I c/mAVceVVbeVWV理論值（仿真）0.975.7560.6444.938實際值（測試）1.005.620.644.87（2）.電壓增益:實測值（峰峰值）計算值仿真值

10、Vi/mVVo/VAvAvRr= 859.62.94-49.346.87546.2RL=5.1kQ59.61.49625.1 23.68-23.1相對誤差Rl=oo6.71%1.46%基準R=5.1kQ8.66%2.51%基準（3）輸入電阻R （理論值）仿真值RVs/mVVi/mVR （實際值）8265 Q7272 Q7900 Q55.2277564 Q（4）輸出電阻Rd （理論值）仿真值Vo/VVo2/VRlRs （實際值）5100 Q5021 Q1.4962.945100 Q4900 Q（5）幅頻特性實測值理論值（仿真）fL39.0HZ31.5HZfH0.2MHZ15.7MHZ3 結果分析

11、：1 靜態(tài)工作點：理論值和實際值相差不大，在合適的工作范圍內，相對誤差已隨表給出 估計靜態(tài)工作點的誤差一部分是由于計算時默認 VBE-O.7V,而實際為0.64V造成的.2. 電壓增益：（1 ）加入負載后，電壓增益下降，本次實驗的負載和Fc相同，帶負載電壓增益減半。可以看出，若要獲得更大的電壓增益，且不考慮其他因素，在甩相同的情況下，負載電阻越大越好。但最大不失真輸出電壓的峰峰值（輸入信號擺幅）減小，容易出現(xiàn)飽和失真（在靜態(tài)工作點較高時）、或截止失真（靜態(tài)工作點較低時）。（2）利用示波器雙蹤顯示同時觀察輸入輸出波形，不斷增大輸入信號的幅度，觀察發(fā)現(xiàn)輸出 信號最先產(chǎn)生削頂現(xiàn)象，即電路最先產(chǎn)生截止

12、失真；繼續(xù)增大輸入信號的幅度，然后輸出信號 發(fā)生削底現(xiàn)象，即飽和失真由示波器的標尺分別測量得到最大不失真輸岀電壓峰峰值和飽和失真的輸出電壓峰峰值輸入與輸岀信號相位差恒定為（2k+1）.!,反RL=ooRL=5.1k Q未失真臨 界峰峰值ViVoViVo截止失真39mV4.2V65.2mV2.98mV（3）最大不失真輸出電壓峰峰值測量為 4.2V,與理論分析值接近：由于直流偏置信號為15V,且設計時的直流工作點工作在VC=10.053V情況,所以不失真的信號擺幅約為5V,最大不失真輸岀電壓峰峰值5V,而4.2V8k0，Re,=82 q符合要求，R二8265Q(7) R三2 =Re*Rei : 4.3kVe = 1 OV5kO，取標稱值心(9)旦血 20，帶入計算得Av =23.8，符合要求