(完整word版)共射放大电路计算、仿真、测试分析报告

实验三 共射放大电路计算、仿真、测试分析报告
请在本文件中录入结果并进行各类分析，实验结束后，提交电子文档报告)
实验目的：
掌握共射电路静态工作点的计算、 仿真、测试方法； 掌握电路主要参数的计算、 中频时输入、 输出波形的相位关系、失真的类型及产生的原因； 掌握获得波特图的测试、 仿真方法； 掌握 负反馈对增益、上下限截频的影响，了解输入输出间的电容对上限截频的影响等。

实验设备及器件：
笔记本电脑(预装所需软件环境)
AD2口袋仪器
电容： 100pF 、0.01 μF 、10μF 、100μF
电阻： 51Ω*2 、 300Ω、 1k Ω、2k Ω、10k Ω*2、24k Ω 面包板、晶体管、 2N5551、连接线等
实验内容：
电路如图 3-1 所示( 搭建电路时应注意电容的极性
图 3-1 实验电路
1. 静态工作点
(1)
用万用表的β测试功能，
获取晶体管的β值，并设晶体管的
V BEQ =0.64V ，r bb'=10Ω(源
于 Multisim 模型中的参数) 。

准确计算晶体管的静态工作点( I BQ 、 I EQ 、 V CEQ ，并填入表 3-1 ) (静态工作点的仿真及测量工作在 C 4为 100pF 完成 )；
主要计算公式及结果： I(cq)=I(eq)=(v(BQ)-v(BEQ))/(R3+R4)=2.37mA
I(BQ)=I(CQ)/(1+beta)=12.46*10^-6 A
晶体管为 2N5551C ，用万用表测试放大倍数β(不同的晶体管放大倍数不同，计算时使用实 测数据，并调用和修改 Multisim 中 2N5551 模型相关参数， 计算静态工作点时，
V BEQ =0.64V )。

静态工作点计算： V(CEQ)=V(CC)-I(CQ)*(R5+R3+R4)=1.798V
)。

R
1
24k C 1
10 F
v
i
R
2
10k
100pF
C
4
R 5
1k VT
R
3
51
R
4 300
V CC 5V
C
3
10 F R 6
10k
C
2
100 F
v
o
（2）通过Multisim 仿真获取静态工作点（依据获取的β值，修改仿真元件中晶体管模型的参数，修改方法见附录。

使用修改后的模型参数仿真I BQ、I EQ、V CEQ，并填入表3-1 ）；V（CEQ）=1.517v
（3）搭建电路测试获取工作点（测试发射极对地电源之差获得I EQ，测试集电极与发射极电压差获取V CEQ，通过β计算I BQ，并填入表3-1 ）；
主要测试数据：
表静态工作点的计算、仿真、测试结果（4为）
4）对比分析计算、仿真、测试结果之间的差异。

计算值偏大，大于仿真值，测试值
2.波形及增益
（1）计算电路的交流电压增益，若输入1kHz 50mV （峰值）正弦信号，计算正负半周的峰值并填入表3-2 中（低频电路的仿真及测量工作在C4为100pF完成）；
主要计算公式和结果：增益Av=-beta*（R5//R6）/（rbe+（1+beta）*R3=-14.32
峰值：50*14.32=716.0mV
（2）Multisim 仿真：输入1kHz 50mV （峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏幕拷贝贴于下方，标出输出正负半周的峰值，将输出的峰值填入表3-2 中）；
（3）实际电路测试：输入1kHz 50mV （峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏幕拷贝贴于下方，标出输出正负半周的峰值，将输出的峰值填入表3-2 ）。

（信号源输出小信号时，由于基础噪声的原因，其信噪比比较小，导致信号波形不好，可让信号源输出一
个较大幅值的信号，通过电阻分压得到所需 50mV 峰值的信号建议使用 51Ω和 2kΩ分压）
表
波形数据（ 4 为 ）
输入
输出正半 输出负半
输出正半周峰值 输出负半周峰值
周峰值周峰值与输入峰值比与输入峰值比计算50 716 -716 14.32 -14.32
仿真50 692.3 -710.2 13.91 -14.48
测试50 708.2 -708.2 14.16 -14.16
（4）波形与增益分析：
（a）仿真与测试的波形有无明显饱和、截止失真；没有
（b）仿真与测试波形正负半周峰值有差异的原因；计算时晶体管电阻有忽略
（c ）输出与输入的相位关系；反相
（d）计算、仿真、测试的电压增益误差及原因；计算时数据有近似，晶体管电阻有忽略，测试时外界还进变化，β值变化，测量误差等
（e）其他⋯⋯。

3.大信号波形失真
（1）Multisim 仿真：输入1kHz 130mV （峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏幕拷贝贴于下方）（低频大信号的仿真及测量工作在C4为100pF 完成）；
2）
3) 4)
（2）实际电路测试：输入1kHz 130mV （峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏幕拷贝贴于下方）；
（3）分析对比仿真与测试的波形，判断是饱和失真还是截止失真。

饱和失真
由于这个晶体管β值可能偏小，峰值130mV时的信号没有明显失真，改用0.15mV 的有效值
后失真明显
4. 频率特性分析
4.1 C 4为 100pF 时电路的频率特性分析
（1）Multisim 仿真频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上 限截频、下限截频，并将数值填入表 3-3 ）
（2）利用 AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下 方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表 3-3 ）
3）对比分析仿真与测试的频率特性：
表
3-3 100pF 电路频率特性
增益（dB）下限截频上限截频计算23.119
仿真23.095 14.05Hz 3.188MHz
测试22.882 15.681Hz 1.969MHz
对比分析：测试上限截频远小于仿真值，可能晶体管受环境变化，面包板上电路连接问
题，电气性能，采样较少带来误差
4.2 C 4为0.01 μ F时电路的频率特性分析
（1）Multisim 仿真频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-4 ）
（2）利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下
方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-4 ）
3）对比分析仿真与测试的频率特性：
表3-4 0.01 μF 电路频率特性
增益（dB）下限截频上限截频计算23.119
仿真22.918 15.685Hz 34.904KHz
测试22.667 15.478Hz 38.478KHz
对比分析：下限截频仿真值与实验值较为接近，误差较小，上限截频误差较大。

4.3 C 4 电容不同时电路的频率特性分析与比较
思考扩展：在本实验中，三极管2N5551C的基极与集电极之间存在电容C4，在实验中，C4 在电路中起着什么作用，其电容大小是否会对电路造成影响，造成了什么影响？
表3-5 电路频率特性比较
增益（dB）下限截频上限截频计算23.119
仿真（100pF）23.095 14.05Hz 3.188MHz
仿真（0.01 μ F）22.918 15.685Hz 34.904KHz
测试（100pF）22.882 15.681Hz 1.969MHz
测试（0.01 μ F）22.667 15.478Hz 38.478KHz
5.深度负反馈频率特性分析
将发射极电阻R3和R4对调位置（即：改变交流负反馈深度，但静态工作点不变）。

计算中频增益：
5.1C 4为100pF时深度负反馈电路的频率特性分析
（1）电路中C4为100pF时，Multisim 仿真频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-5 ）
（2）利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-5 ）
3）对比分析仿真与测试的频率特性（含R3 和R4未对调前的数据）
表3-5 100pF 电路加深反馈前、后的频率特性对比
增益（dB）下限截频上限截频计算（浅负反馈）23.119
仿真（浅负反馈）23.095 14.05Hz 3.188MHz 测试（浅负反馈）22.882 15.681Hz 1.969MHz 计算（深负反馈）9.911
仿真（深负反馈）9.23 4.936Hz 1.838MHz 测试（深负反馈）9.137 4.735Hz 1.074MHz
滤的变化等。

加深负反馈后，增益减小，下限截频减小，上限截频降低
5.2C 4为0.01uF 时深度负反馈电路的频率特性分析
1）电路中C4为0.01uF 时，Multisim 仿真频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于
方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-6 ）
2）利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下
方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填
入表
3-
6 )
3）对比分析仿真与测试的频率特性（含R3 和R4未对调前的数据）
表3-6 0.01uF 电路加深反馈前、后的频率特性对比
滤的变化等。

加深度负反馈后，增益下降，下限截频降低，上限截频升高
6.计算、仿真、测试共射放大电路过程中的体会。

首先电路连接要正确，要连接好，一旦中途电路出现短路或者短路，之后实验都会失败。

其次，先计算熟悉静态工作点，交流工作，增益，再仿真，最后实验更有感觉。

仿真中波特图要恰当的调节坐标分度，便于显示图像。

最后，电路和AD2一起使用，容易出错，要检查好，适当操作。

附录：Multisim 中晶体管模型参数修改表：
调用2N5551 晶体管模型，修改晶体管的相关参数（见下表，除表中各项需要修改外，其他不变）。