单管放大器的设计与仿真及误差分析
单管放大电路仿真实验
单管放大电路仿真实验一、实验目的熟悉晶体管和场效应管放大电路以及集成运放的基本设计原则,并理解放大电路性能参数的调试和测试方法、静态工作点对动态参数的影响;熟悉仿真软件的基本分析和测量方法。
二、实验内容及理论分析本部分主要针对仿真电路进行初步的理论分析,以及依据理论预测实验现象,以便于和最后的仿真结果作对比。
1、仿真题2-1(3分):利用晶体管2N2222A(模型参数中的BF即β=220,RB即r bb’=0.13Ω)设计一个单电源供电的单管放大电路,电源电压为V CC = +15V。
具体要求如下:(1)设计并调整电路参数,使电路具有合适的静态工作点,测量静态工作点。
(2)测量动态参数A u、R i、R o、f L、f H,比较A u、R i、R o的理论计算值与实测值,并说明电路的特点。
注意测量时输出信号不能失真。
(3)调整电路参数,改善某一性能指标(如增大A u、或增大R i、或减小R o、或增大f H)。
要求先进行理论分析,然后再实验验证。
(4)调整电路参数或输入信号大小,使输出波形产生失真,分析是何种失真,可采取哪些措施消除并进行实验验证。
(通常,当失真度较大时,能够观察到波形顶部或底部变平或者曲率变小,而当失真度较小时,则需要借助失真度仪(Distortion Analyzer)来测量。
)设计采用如下图所示的电路实现:(1)分析电路的直流通路和静态工作点I BQ R b+(1+β)I BQ R e+U BEQ=V CCI BQ=V CC−U BEQ R b+(1+β)R eU CEQ=V CC−(1+β)I BQ R e经查阅2N2222A的参数,取U BEQ=0.7V进行估算,并且要求I CQ=βI BQ<10mA,即R b+(1+β)R e>314.6kΩ。
另外,由IV分析仪测得2N2222A的特性,认为4V<U CE<8V时晶体管处在放大区,所以U CEQ =V CC −(1+β)I BQ R e =V CC −221×14.3R e R b +221R e解得,66.3R e <R b <230.47R e 。
模拟电子技术课程设计报告-单管共射放大电路仿真分析+差分放大电路设计仿真
前言本次电子课程设计的主要内容分为数字电子部分和模拟电子部分。
其中,数字电子部分为三位二进制加法计算器设计和串行数据检测器的设计;模拟电子部分为电压并联反馈电路和多级放大电路。
《电子课设》,是电子技术实验教学中的一个重要环节,它以数字电子技术、模拟电子技术为理论基础,根据课题任务的具体要求,由学生独立完成方案设计、EDA模拟、硬件组装、实际调试和撰写总结报告等一系列任务,具有较强的综合性,可以大大提高学生运用所学理论知识实际解决问题的能力。
对于电子技术课程设计的特点,本次试验设计采用了加拿大EWB(Multisim)软件,既能加强学生对理论知识的掌握及提高解决实际问题的能力,又能为课堂教学及教学方法和手段的改革增添活力。
目录模拟电子设计部分一. 课程设计目的及要求 (3)1.1 课程设计的目的 (3)1.2 课程设计的要求 (3)二.设计任务及所用Multisim软件环境介绍 (4)2.1设计任务 (4)2.2Multisim软件环境介绍 (4)三. 课程任务设计,设计,仿真 (5)3.1单管共射放大电路 (5)3.2 差分放大电路 (9)数字电子设计部分一. 课程设计目的及要求 (12)1.1 课程设计的目的 (12)1.2 课程设计的要求 (12)二. 课程任务分析、设计 (13)2.1三位二进制同步减法计数器 (13)2.2串行数据检测器 (16)四. 设计总结和体会 (21)五. 参考文献 (22)模拟电子技术课程设计报告一. 课程设计目的及要求1.1 课程设计的目的1.学会在Multisim软件环境下建立模型2.熟悉Multisim的基本操作3.熟练掌握Multisim设计出的仿真电路4.掌握分析仿真结果1.2 课程设计的要求根据设计任务,从选择设计方案开始,进行电路设计;选择合适的器件,划出设计电路图;通过安装、调试,直至实现任务要求的全部功能。
对电路要求布局合理,走线清晰,工作可靠。
单管放大器的设计与仿真及误差分析
课程设计报告题目:单管放大器的设计与仿真学生姓名:学生学号:系别:专业:电子信息工程届别:指导教师:电气信息工程学院制2013年3月淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告目录引言……………………………………………………………1任务与要求…………………………………………………2系统方案制定………………………………………………3系统方案设计与实现………………………………………4系统仿真和调试……………………………………………5数据分析……………………………………………………6总结…………………………………………………………7参考文献……………………………………………………8附录…………………………………………………………第1 页单管放大器的设计与仿真学生:指导教师:电气信息工程学院电子信息工程专业引言:放大现象存在于各种场合中,例如,利用放大镜放大微小的物体,这是光学中的放大;利用杠杆原理用小力移动重物,这是力学中的放大;利用变压器将低电压变换为高电压,这是电学中的放大。
而作为电子电路中的放大晶体管放大器是放大电路的基础【1】,也是模拟电子技术、电工电子技术等课程的经典实验项目,实验内容涉及方面广泛。
本文已常见的作为集成运放电路的中间级的共射放大电路为讨论对象,一方面,对具体包括模拟电路的一般设计步骤、单管共射放大电路设计方案的拟定、静态工作点的设置与电路元件参数的选取、放大电路性能指标的测量、稳定静态工作点的措施等做阐述。
本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器,对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明,并将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。
介绍模拟电子电路的一般设计方法和思路,以及Multsim 和Matlab软件的一些基本操作和仿真功能。
淮南师范学院电气信息工程学院2014届电子信息工程专业课程设计报告第 3 页1任务与要求 1.1设计的任务:本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器,对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明,并将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。
单管放大电路仿真实验报告
单管放大电路仿真实验报告实验目的:通过搭建单管放大电路并进行仿真实验,掌握单管放大电路的基本原理、电路参数与特性,以及使用仿真软件进行电路设计和分析的能力。
实验器材:电脑、仿真软件(如Multisim、Proteus等)、电源、电阻、电容、二极管、NPN型晶体管、示波器等。
实验原理:共发射极放大模式是指输入信号与晶体管的发射极之间相连,通过控制基极电压来控制管中的电流,从而实现放大作用。
在这种模式下,晶体管的电压放大倍数为低阻输入电阻和高阻输出电阻之商。
共集极放大模式是指输入信号与晶体管的集电极之间相连,通过控制基极电流来控制输出信号的幅度。
晶体管在该模式下的输入电阻很高,输出电阻很低,所以适合用于电压放大和阻抗匹配。
实验步骤:1.搭建共发射极放大模式的单管放大电路。
按照晶体管型号的参数表和电路要求,选择合适的电阻值、电容值和电源电压,并按照电路图进行连线。
2.通过仿真软件验证电路是否正确。
打开仿真软件,选择合适的元件连接到电路中,并设置电路参数。
然后运行仿真,观察输出波形和电流电压等参数。
3.测量并记录电路中各元件的电流、电压值。
使用示波器测量输入信号波形和输出信号波形,记录各点的幅度值。
4.通过仿真结果和实测数据,计算电路的增益、输入电阻、输出电阻、功率增益等参数。
并与理论值进行比较,分析误差原因。
5.调整电路参数,观察电路各项指标的变化,并进行比较分析。
实验结果:根据实验步骤进行操作后,我们得到了如下实验结果:1.得到了理论计算出的电路增益、输入电阻、输出电阻、功率增益等参数,并与仿真结果进行比较。
2.经过调整电路参数的实验,观察到电路中各项指标的变化,并进行了比较分析。
3.实测数据与仿真结果基本吻合,分析了误差产生的原因。
结论:通过单管放大电路的仿真实验,我们掌握了单管放大电路的基本原理、电路参数与特性,以及使用仿真软件进行电路设计和分析的能力。
我们发现,实验结果与理论计算值基本吻合,说明了我们所搭建的电路正确。
单管放大电路仿真报告
单管放大电路仿真报告一、仿真电路图电路图中采用的三极管为MRF9011F,并将三极管的参数进行修改,经β值改为实测的β值为242.5,其余电路参数见电路图中所示。
二、静态工作点的测量在=1mA和2mA时,测量的值。
仿真过程中,利用电流探头测量的值,并调节滑动变阻器使得的值分别为1mA 和2mA,然后利用万用表直接测量的值。
电路图如下:XMM1当万用表XMM1示数为1V时,,当XMM1示数为2V时,,则得到的电流表数据如图:所以当 时, ;当 时,三、动态参数测量在 和2mA 时,分别测量输出电压幅值,电压放大倍数,输入和输出电阻,幅频特性。
其中输入为幅值为5mV 的正弦电压,频率为1kHz 。
1.测量幅值和放大倍数利用下图所示的电路图测量幅值和放大倍数:通过示波器观测输出电压的幅值,得到 和2mA 时的示波器示数如下两图:VCC由上图示波器显示可知,当 时,输出电压幅值为 ,所以;当 时,输出电压幅值为 ,所以 。
2.输入、输出电阻的测量测量输入电阻电路:在输入端串联一个阻值为5k Ω的电阻,用万用表分别测量电阻两端的电位,测出的数据如下图:所以 时,,同理测量当 时, ;测量输出电阻所采用的方法如下:测量带负载和负载开路时候的电压,测量结果如下:所以 时, ,同理可以测得当时, 。
测量幅频特性:测量幅频特性时,利用AC Analysis 测得幅频特性曲线,如下图:由图可知,。
同理可测出当时,,。
所以综上得到仿真的测量值为:对于负反馈电阻对于动态参数的影响,利用跟上面同样的测量方法可以得到:。
单管共射放大电路仿真分析
选取节点
在弹出的 对话框中 选择1、4、 5、6、8 作为仿真 分析节点
单击Simluate按钮,显示静态工作点 分析结果
节点1和节点 4值为零,主 要是电容c1 和电容c2有 隔直通交的 作用,故静 态份分析时 为零
单击运行按钮,双击示波器,显示 输入输出波形
共射放大 电路输入 和输出相 位相反
单管共射放大电路仿真分析
1.静态工作点分析 2.电压放大倍数 3.输入输出电阻测量 4.温度对静态工作点的影响
放置元件
单管共射放大电路
1.静态工作点分析
(其中节点标号如电路图中所示)
选择Simluate—Analysis命令, 然后选 择DC Operation Point命令
选择静态工作点分 析
选择温度扫描分 析
温度扫描参数设置
打开温度扫 描参数设置 对话框,设 起始温度为 27℃,终止 温度为90 ℃ ,增量为 63 ℃
温度扫描参数设置
选DC Operation Point,输出 选5、6、8 作为仿真分 析节点,单 击Simluate 显示静态工 作点随温度 变化结果
温度对静态工作点的影响
2.电压放大倍数
电压放大倍数测量(100Ω)
测量Re1=0欧姆时的放大倍数
设置Re1=0Ω
测量Re1=300欧姆时的放大倍数
设置Re1=300Ω
将电阻Rb1换成电位器
输入信号幅度分别达到180mv时
由于输入信号 幅度增大,使 原来正常放大 的信号失真, 相当于静态工 作点升高了, 导致输出信号 正半周超过放 大区进入饱和 区,从而出现 饱和失真。
输入信号幅度分别达到350mv时
如图所示,幅 度为350mv时, 输出波形发生 了双向失真, 其原因是由于 信号源幅度过 大,使放大信 号既经过了饱 和区又经过了 截止区。
单管共射放大电路的仿真实验报告
单管共射放大电路的仿真姓名:学号:班级:仿真电路图介绍及简单理论分析电路图:电路图介绍及分析:上图为电阻分压式共射极单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻RE,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号ui后,在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反,幅值被放大了的输出信号uo,从而实现了电大的放大。
元件的取值如图所示。
静态工作点分析(bias point):显示节点:仿真结果:静态工作点分析:VCEQ=1.6V, ICQ≈1.01mA,I BQ= ICQ/ ß电路的主要性能指标:理论分析:设ß=80,VBQ =2.8vVEQ=VBQ-VBEQ=2.1vrbe≈2.2kΩRi=1.12kΩ,Ro≈8.3 kΩAu=-βRL’/rbe=56.7仿真分析:输入电阻:输出电阻:Ri=0.86kΩRo≈9.56 kΩ输入电压:输出电压:则A u=51.2在测量电压放大倍数时,A u=-βR L’/r be,根据此公式计算出来的理论值与实际值存在一定的误差。
引起误差的原因之一是实际器件的β和r be与理想值80和200Ω有出入。
在测量输入输出阻抗时,输出阻抗的误差较小,而输入阻抗的误差有些大,根据公式R i=R B// r be,理论值与实际值相差较大应该与β和r be实际值有很大关系。
失真现象:1.当Rb1,Rb2,Rc不变时,Re小于等于1.9 kΩ时,会出现饱和失真当Re大于等于25 kΩ时,会出现较为明显的截止失真2.当Rb1,Rb2, Re不变时,Rc大于8.6 kΩ时,会出现饱和失真3.当Rb1, Rc, Re不变时,Rb2大于10.4 kΩ时,会出现饱和失真当Rb1, Rc, Re不变时,Rb2小于5.6 kΩ时,会出现截止失真4.当Rb2, Rc, Re不变时,Rb1小于32 kΩ时,会出现饱和失真动态最大输出电压的幅值:改变静态工作点,我们可以看到有波形出现失真。
基于Multisim的单管放大电路的设计和仿真分析
基于Multisim的单管放大电路的设计和仿真分析作者:沈欢王云秀肖俊沈钻杨来源:《物联网技术》2017年第05期摘要:文中使用Multisim仿真软件这种虚拟实验环境对模拟电路中常用的单管放大电路进行了仿真分析。
在理论分析的基础上,利用Multisim提供的基本仿真分析方法,如直流工作点分析、交流分析等,使学生通过仿真掌握放大电路的主要性能指标,学会调整、检查电路的工作状态,学会测量放大电路的输入电阻、输出电阻和电压放大倍数,了解不同负载情况对放大倍数的影响。
关键词:Multisim;单管放大电路;仿真分析;放大电路中图分类号:TN7;TP39 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2017)05-0-020 引言模拟电子技术是电子、通信类专业的一门专业基础课。
通过这门课的学习,使学生掌握电子电路的基本理论与基本实验技能,并初步具有电子电路的设计和创新能力。
随着科技的发展,电子电路分析和设计方法实现了现代化和自动化,在教学中适当引用计算机辅助工具实现硬件设计软件化,让实验变得简单、方便,同时可帮助学生快速理解理论知识。
使用Multisim 软件不仅可以快速设计电路,还可与理论设计进行比较,为电路的进一步调试提供便利,极大地缩短了产品的研发周期。
本文以典型的单管放大电路为例,具体介绍了利用Multisim设计单管放大电路,并对其进行静态和动态分析,得到放大电路的静态工作点,分析静态工作点的影响因素;在动态分析的基础上得到了电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及带宽。
1 Multisim仿真软件功能及特点学习电子技术,不仅要熟练掌握电子器件以及电路的基本原理、参数计算方法,更重要的是对电路的分析、应用以及开发。
Multisim是一款在业内广泛采用的电子电路仿真与设计软件,其功能强大,能最大化满足使用者的需求,其拥有的专业功能可以轻松处理较为复杂的电路设计。
它包含电路原理图的输入、电路硬件描述语言输入,具有丰富的仿真分析能力,元件库中提供了大量仿真模型,确保了仿真结果的准确性、真实性和实用性,并集成了多种虚拟仪表,包含大量设计实例、课程设计和研究项目,使得实验更加简便快捷。
单管放大电路仿真
MULTISIM的单管放大电路仿真研究
1单管放大电路图设计(如图所示)
2静态分析及放大倍数测量
(1)静态分析放大器的静态工作点Q指当输入信号为零时,晶体管
的基极电流Ib,集电极电流Ic,间的电压Ube,管压降Uce,分别记作Ibq,Icq,Ubeq,Uceq.
经计算Uce=Uc-Ue=8.51V,Uce>0.3V,三极管工作在放大状态。
(2)电压放大倍数测量;将输入信号设置为1KHz,10mv正弦波,双机双通道示波器图标XSC1,启动仿真开关,观察示波器上输入波形,得到输入输出信号反向且不失真的放大信号。
移动光标,读取最后一组数据计算放大倍数A=-705/19=-37.。
晶体管共射级单管放大器仿真实验
实验背景
晶体管共射级单管放大器是电子技术 中最基本的放大器之一,广泛应用于 信号处理、通信、控制等领域。
随着计算机技术和仿真软件的发展, 利用仿真软件进行电路设计和分析已 经成为电子工程领域的重要手段。
实验原理
01
晶体管共射级单管放大器利用晶体管的放大效应,将输入信号 放大后输出。
02
通过调整晶体管的基极、集电极和发射极电压,可以改变放大
输入信号
选择信号源
选择合适的信号源作为输入信号,信号源可以是函数发生器、信号 发生器或计算机等。
调整输入信号幅度
根据实验要求,调整输入信号的幅度,以观察不同幅度对输出信号 的影响。
调整输入信号频率
根据实验要求,调整输入信号的频率,以观察不同频率对输出信号的 影响。
观察输出信号
观察输出波形
通过示波器或频谱分析仪等仪器,观察放大后的输出信号 波形。
检查电路
在接通电源之前,仔细检查电路连接,确保没有 错接或漏接的情况。
调整元件参数
调整输入信号
根据实验要求,选择合适的输入信号源,调整信号源的幅度和频 率,以满足实验条件。
调整偏置电压
根据晶体管的特性,调整偏置电压,使晶体管工作在放大区。
调整负载电阻
通过调整负载电阻的阻值,可以改变放大器的增益和输出信号的幅 度。
探索其他类型的放大器
除了晶体管放大器,还有其他类型的放大器如运算放大器等,建议在后续实验 中探索这些不同类型的放大器,比较它们的性能和应用。
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晶体管共射级单管放 大器仿真实验
目录
• 实验简介 • 实验设备与材料 • 实验步骤与操作 • 实验结果与分析 • 实验总结与建议
实验报告一 单极放大电路的设计与仿真
实验报告一单极放大电路的设计与仿真1.实验目的(1)使用Multisim软件进行原理图仿真。
(2)掌握仿真软件调整和测量基本放大电路静态工作点的方法。
(3)掌握仿真软件观察静态工作点对输出波形的影响。
(4)掌握利用特性曲线测量三极管小信号模型参数的方法。
(5)掌握放大电路动态参数的测量方法。
2.实验内容1. 设计一个分压偏置的单管共射放大电路,要求信号源频率5kHz(峰值10mV),负载电阻5.1kΩ,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.调节电路静态工作点(调节电位计),使电路输出信号不失真,并且幅度最大。
在此状态下测试:①电路静态工作点值;②三极管的输入、输出特性曲线和β、rbe、rce值;③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;④电路的频率响应曲线和fL、fH值。
3.实验步骤单管共射放大电路示意图图1.1(1)非线性失真分析放大器要求输出信号和输入信号之间是线性关系,不能产生失真。
由于三极管存在非线性,使输出信号产生了非线性失真。
从三极管的输出特性曲线可以看出,当静态工作点处于放大区时,三极管才能处于放大状态;当静态工作点接近饱和区或截止区时,都会引起失真。
放大电路的静态工作点因接近三极管的饱和区而引起的非线性失真称为饱和失真,对于NPN管,输出电压表现为顶部失真。
不过由于静态工作点达到截止区,三极管几乎失去放大能力,输出的电流非常小,于是输出电压波形也非常小,因此有时候很难看到顶部失真的现象,而只能观察到输出波形已经接近于零。
①饱和失真由于饱和失真的静态工作点偏高,也就是IBQ的值偏大,所以调小滑动变阻器至0%时产生饱和失真,信号幅度最大时的输出信号波形图如下:图1.32.截止失真调节滑动变阻器,增加基极偏置电阻,那么基极的电流IB逐渐减小,同时集电极电流也逐渐减小并趋于零,从而使得集电极的电位越发接近直流电源VCC,三极管近似于短路。
单管放大器的设计与仿真
设置节点名
①启动Place/Net Alias命令,或按对应的绘图 快捷键 ,屏幕上出现设置框。在设置框 中键入节点名(例Out)。 ② 按OK键,则光标处 附着一个小方框,将 光标移至设置节点名的位置,按鼠标左键, 新节点名即出现在该位置。
明德、厚学、求是、创新
绘图快捷键
明德、厚学、求是、创新
保存和自动检查
保存 进行电路规则检查、建立网表文件(*.net) :
Pspice/Create netlist
若有问题,屏幕会有指示 Windows/Session Log弹出错误提示窗口
常见问题:
元件重名 非完整电路 无参考点
明德、厚学、求是、创新
Spice仿真
明德、厚学、求是、创新
取放元器件
完成元器件库配置后,点击“完成”按钮,屏幕上将出现电 路图编辑窗口(Page Editor)。
明德、厚学、求是、创新
添加元件步骤
(1)在电路图编辑窗口下,启动Place/Part命令,或按窗口右侧对应的绘 图工具快捷键,幕上出现元器件符号选择框。
(2) 在列表框里点击所需元器件所在的符号库名。
软件简介 仿真步骤 放大电路各种性能指标的仿真方法 实验内容
明德、厚学、求是、创新
Pspice的基本电路特性分析 --1 . 静态工作点分析
静态工作点分析就是将电路中的电容开路,电 感短路,对各个信号源取其直流电平值,计算 电路的直流偏置量。
例:求基本放大电路 的静态工作点。步骤 如下: (1)用Capture软 件画好电路图
教材中关于仿真软件的使用方法介绍
明德、厚学、求是、创新
三、电路设计一般流程
实验一单管放大电路(仿真部分)
实验一单管放大电路(仿真)工物92 杨超2009011697 实验目的:⑴掌握放大电路直流工作点的调整和测量方法。
⑵掌握放大电路的主要性能指标的测量方法。
⑶了解直流工作点对放大电路动态特性的影响。
实验原理:如右图为实验电路图:图中可变电阻是为了调节晶体管静态工作点而设置的。
本实验需要做如下操作:1.静态工作点的估算与调整2.放大电路的电压增益,输入电阻和输出电阻的测量3.放大电路增益的幅频特性和频带实验内容:1.工作点的调整调节R W分别使I CQ=1.0mA,2.0mA,对应的V CEQ的值。
VCC实验结果:当I CQ=1mA时,V CEQ=7.238mV. 当I CQ=2mA时,V CEQ=2.461mV.2.工作点对放大电路的动态特性的影响分别在I CQ=1mA,I CQ=2mA情况下测量动态电路的动态特性,包括电压增益,输入电阻,输出电阻和幅频特性。
实验结果:①I CQ=1mA时a.电压增益:A U=U0/U i=512.7162/5=145.02b.输入电阻:R i= R1V O2/(V O2-V O1)=10*135.156/(512.748-135.156)=3.6Kc.输出电阻:R O=(V O’/V O-1)R L=(878.43/512.692-1)4.7k=3.35kd.幅频特性:78.223Hz----67.091MHz②I CQ=2mA时a.电压增益:A U=U0/U i=944.3232/5=267.09b.输入电阻:R i= R1V O2/(V O2-V O1)=10*150.578/(944.323-150.578)=1.9Kc.输出电阻:R O=(V O’/V O-1)R L=(1550/955.323-1)4.7k=2.93kd.幅频特性:243.594Hz----67.091MHz3.射极负反馈电阻对动态特性的影响将电容U CE与R E2并联,测试此时放大电路在I CQ=1mA下的动态特性。
6课题 BJT单管放大器设计、仿真
六、设计与测试报告要求
六、设计与测试报告要求 1.课题的任务及要求。 课题的任务及要求。 课题的任务及要求 2.课题分析与方案选择。 课题分析与方案选择。 课题分析与方案选择 3.电路元器件选择和参数计算。 电路元器件选择和参数计算。 电路元器件选择和参数计算 4.原理图绘制及仿真。 原理图绘制及仿真。 原理图绘制及仿真 5.实验测试、问题分析与研究。 实验测试、问题分析与研究。 实验测试 6.总结 总结
3. 其它要求:温度特性好;BJT的β参数对放大器性能影 其它要求:温度特性好; 的 参数对放大器性能影 响小;具有最大的不失真动态范围。 响小;具有最大的不失真动态范围。
提示: 三、提示
1.采用共射极放大电路较其它二种(共基、共集放大电路) 更易达到技术指标. 2.由于要求温度特性好,所以晶体管选硅管较锗管好;电 路可采用分压式偏置电路. 3.参考电路
AV = VO Vom Vop − p = = Vi Vim Vip − p
2.Ri的测量图 的测量图2-3 的测量图
Vi Ri = R Vs − Vi
信 号 +ɺ V 源 ―s
R
放 + 大 Vɺ i Ri 器 ―
图2-3
3.Ro的测量图 的测量图2-4 的测量图 放大器的输出电阻反映了它带负载的能力。Ro愈小,放 大器带负载的能力愈强。 信 号 源
课题 BJT单管放大器设计、仿真 及实验
实验目的: 一、实验目的:
1.学会用BJT构造交流电压放大器,掌握其工程 学会用BJT构造交流电压放大器, BJT构造交流电压放大器
设计方法. 设计方法. 2.学会用EDA软件仿真放大器的工作状态 学会用EDA软件仿真放大器的工作状态. 2.学会用EDA软件仿真放大器的工作状态. 3.掌握放大器的安装 掌握放大器的安装、 3.掌握放大器的安装、实验调试及基本性能指 标测量的方法与技术。
单管放大器的设计及仿真及误差分析
推南呼紅辱院课程设计报告单管放大器的设计与仿真学生姓名: 学生学号:别:电子信息工程别:引言指导教师:电气信息工程学院制2013年3月目录1任务与要求2系统方案制定3系统方案设计与实现4系统仿真和调试5数据分析6总结7参考文献单管放大器的设计与仿真学生: 指导教师:电气信息工程学院电子信息工程专业引言:放大现象存在于各种场合中,例如,利用放大镜放大微小的物体,这是光 学中的放大;利用杠杆原理用小力移动重物, 这是力学中的放大;利用变压器将低电 压变换为高电压,这是电学中的放大。
而作为电子电路中的放大大器是放大电路的基础【1】也是模拟电子技术、电工电子技术等课程的经典实验项目, 实验内容涉及方面广泛。
本文已常见的作为集成运放电路的中间级的共射放大电路为 讨论对象,一方面,对具体包括模拟电路的一般设计步骤、 单管共射放大电路设计方 案的拟定、静态工作点的设置与电路元件参数的选取、放大电路性能指标的测量、稳 定静态工作点的措施等做阐述。
本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器,对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明, 并 将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、 放大器的调试技术做阐述。
介绍模拟电子电路的一般设计方法和思路,以及 Multsim和Matlab 软件的一些基本操作和仿真功能。
8附录晶体管放1任务与要求1.1设计的任务:本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器,对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明,并将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。
1.2单管放大器设计的要求:(1) V cc = +12V , R L= 3k O , V j =10mA , R s =6000A V >40 , R i >1k Q , R。
BJT单管放大器设计仿真及实验
RE1
≤ ( RL' AV
− re )
(2 - 7)
由于放大器输入电阻 Ri ≈ rbe + βRE1 ≈ rbb' + β (re + RE1 ) ,故管子的β可由下式估算:
β ≥ Ri re + RE1
分压电阻RB2、RB1可由选定的ICQ、VBQ和β来计算,
(2 - 8)
RB1 = VBQ =
要忽略β对放大器增益的影响,只要满足条件 β (re + RE ) >> rbb' 即可。 RE的接入,还可以提高放大器的输入电阻Ri,降低下限频率fL,但会减小其不失真动 态范围。权衡放大器的各项性能指标要求,可采用图 2.2 所示改进后的电路来实现。
三、电路元件选择及参数计算
1. BJT 的选择 根据温度特性要求选择管子的类型(硅或锗管)。 由于硅管的温度特性一般优于锗管,在低频下通常选
对放大器的仿真内容主要有以下几方面: 1. 静态工作点的测试; 2. 正弦稳态响应分析及相关性能指标的测试; 3. 频率特性的测试。
五、电路安装与调试
1. 电路布局与安装技巧 在多孔实验板上装配电路时,首先应熟悉其结构。正确选择连接导线,一般选直径为 0.6mm 的单股线。为了保证导线与插孔接触可靠,导线长度应尽量短,导线两端的绝缘皮 不能剥去太长或过短,一般以(7~8)mm 长为宜,所有导线都应弯成弧形而不要成直角。 利用导线弧形的张力可以确保与插孔间的接触良好。 电路的布局应与主要元器件为中心,按信号流向从左至右合理设计。电路与外接仪器
CB
≥
(3
~ 10)
2πfL (Rs
1 + rbe
+
单管放大器的课程设计
集成电路课程设计报告单管放大器的设计与仿真院系:材料与光电物理学院专业:微电子学一班学号:2008700301姓名:夏青青指导教师:唐明华教授报告提交日期:2011 年9 月目录摘要 (1)关键词 (1)1 引言 (2)1.1 选题的目的与意义 (2)1.2 近几年来国内外研究现状 (2)2 关于模拟电路的计算机分析与设计 (4)2.1电路设计与电路CAD工具 (4)2.2 OrCAD和Pspice软件简介 (4)2.3P SP IC E仿真软件的优越性 (4)2.4利用Pspice程序进行电路设计的具体设计过程 (5)3 单管放大器简介 (5)3.1单管放大器的功能概述 (5)3.2单管放大电路的三种基本结构 (6)4 单管放大器的模拟分析 (7)4.1共射级放大器 (7)4.2 共基极放大器 (18)4.3 共集电极放大器 (19)5 结论 (19)6 体会与心得 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录 (23)本的单管放大器的组成个及其分类,并对它们的基本原理电路结构作简要分析.接着在这些工作原理和电路结构的基础上,应用Pspice软件绘制出电路图、设置参数并对仿真结果进行输出和分析。
其中对电路进行了直流分析、交流分析、参数分析和瞬态分析。
最后总结出单管放大器的设计与仿真的规律,得出完整的电路图。
1 引言1.1选题的目的与意义放大器能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。
用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。
放大器是增加信号幅度或功率的装置,它是自动化技术工具中处理信号的重要元件。
放大器的放大作用是用输入信号控制能源来实现的,放大所需功耗由能源提供。
放大器按所处理信号物理量分为机械放大器、机电放大器、电子放大器、液动放大器和气动放大器等,其中用得最广泛的是电子放大器。
电子放大器又按所用有源器件分为真空管放大器、晶体管放大器、固体放大器和磁放大器,其中又以晶体管放大器应用最广。
单管放大器仿真分析与实验报告
单管放大器仿真分析与实验报告一、实验目的1. 掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。
2. 掌握低频小信号放大器主要性能指标的综合测试方法。
3. 了解单级共射放大电路的特性。
4. 掌握Multisim 仿真实验方法,逐步理解仿真实验和真实实验的差别。
二、实验电路图1. 电路组成原理共射单级放大电路是单级放大器的三种组态之一,而共射单级放大电路的组成形式也有多种。
图5-1-1是电阻分压式偏置、稳定静态工作点的单级共射低频放大器。
放大是最基本的模拟信号处理能力,包含两个方面:一是能将微弱的低频小信号增强到所需要的数值,即放大电信号以方便测量和使用;二是要求放大后的信号波形与放大前波形的形状相同,即信号不能失真,否则要丢失传送的信息,失去了放大的作用。
基于以上分析可以知道,电阻组成的基本原则也包括两个方面,首先要给电路中的晶体管加上合适的直流偏置电路,即发射结正偏、集电结反偏,使其工作在放大状态,同时施加合适范围的电源和电流,即合适的静态工作点。
其次要保证信号发生器、放大电路和负载之间的信号能够正常传递,即有动态输入u i 时,应该有输出响应u o 。
基极偏置电阻R B1、R B2以及集电极电阻R C 取值得当,与电源V CC 配合,为晶体管设置合适的静态工作点,使之工作于放大区。
它的主要特点是电路的结构能自行稳定由温度的变化带来的静态工作点的变化。
对耦合电路的要求第一、信号发生器和负载接入放大电路时,不能影响晶体管的直流偏置。
第二,在交流信号的频率范围内,耦合电路应能使信号正常地传输。
在分立元件阻容耦合电子电路中,起传递作用的电容器称为耦合电容,如C b 和C c 。
只要电容器的容量足够大,即在信号频率范围内的容抗X C (1/ωc )足够小,就可以保证信号几乎毫无损失地传输。
同时,电容器对直流量的容抗无穷大,使输入端信号发生器的接入以及输出端负载的连接都不会影响放大电路的直流偏置。
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单管放大器的设计与仿真及误差分析课程设计报告题目:单管放大器的设计与仿真学生姓名:学生学号:系别:专业:电子信息工程届别:指导教师:电气信息工程学院制2013年3月目录引言……………………………………………………………1任务与要求…………………………………………………2系统方案制定………………………………………………3系统方案设计与实现………………………………………4系统仿真和调试……………………………………………5数据分析……………………………………………………6总结…………………………………………………………7参考文献……………………………………………………8附录…………………………………………………………单管放大器的设计与仿真学生:指导教师:电气信息工程学院电子信息工程专业引言:放大现象存在于各种场合中,例如,利用放大镜放大微小的物体,这是光学中的放大;利用杠杆原理用小力移动重物,这是力学中的放大;利用变压器将低电压变换为高电压,这是电学中的放大。
而作为电子电路中的放大晶体管放大器是放大电路的基础【1】,也是模拟电子技术、电工电子技术等课程的经典实验项目,实验内容涉及方面广泛。
本文已常见的作为集成运放电路的中间级的共射放大电路为讨论对象,一方面,对具体包括模拟电路的一般设计步骤、单管共射放大电路设计方案的拟定、静态工作点的设置与电路元件参数的选取、放大电路性能指标的测量、稳定静态工作点的措施等做阐述。
本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器,对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明,并将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。
介绍模拟电子电路的一般设计方法和思路,以及Multsim和Matlab软件的一些基本操作和仿真功能。
1任务与要求 1.1设计的任务:本文采用的是分压式电流负反馈偏置电路设计成的共发射极放大器,对分压式电流负反馈偏置电路能稳定静态工作点的原理作了说明,并将对晶体管放大器静态工作点的设置与调整方法、放大电路的性能指标与测试方法、放大器的调试技术做阐述。
1.2单管放大器设计的要求:(1)V 12CC +=V ,Ω=k 3L R ,10m A i =V ,Ω=600s R(2)40V >A ,k Ω1i >R ,Ω<k 3o R ,Hz 100L <f ,kHz 100H >f(3)温度特性好;bjt 的参数对放大器性能影响小;具有最大不失真动态范围。
1.3单管放大器设计的理论基础: 1)选定电路形式选定为共射放大电路图1.12)选用三极管因设计要求kHz 100H >f ,H f 的指标要求较高。
一般来说,BJT 的T f 愈大,e b'C 、cb'C 愈小,Hf 愈高。
故选定BJT 为2N222,其mA 600CM =I ,V 20(BR)CEO ≥V ,mW 625CM =P .MHz 300T ≥f ,μA 01.0CEO ≤I ,)FE(βh 为60-300。
对于小信号电压放大电路,工程上通常要求β的数值大于V A 的数值,故取β=60。
3)设置静态工作点并计算元件参数由设计要求)(be i i r R R ≈>Ωk 1,取bb'r =200Ω有≈be r CQ(mA)bb'e b'bb'I mA26β+=+r r r mA r R mA I bb i CQ 95.120010002660m V 26)('=-⨯=-<β,取mA 0.2CQ =I取V 7.3V BQ =,V 7.0V BEQ =有k Ω5.10.27.07.3V V BEQBQ =-=-≈CQe I R ,取E24系列(%5±)标称值,k Ω0.1=e R 由图3.1有k Ω24~12210~57.360)105(12)()(=⨯⨯=-==CQBQ BQ b I V I V R β取E34系列标称值,Ω=K 302b R212b b b CCBQ R R R V V +≈K Ω607.3)7.312(3021=-⨯=-≈BQBQCC b b V V V R R取E24系列标称值,Ω=K 571b RΩ=⨯+=+=98022660200)m A (m V 26'CQ bb be I r r β由L c LR R R//'=,有K Ω65.06098.040A beV '≈⨯==βr R LK Ω14.165.0365.03L 'L 'L ≈-⨯≈-=R R R R R L c 取E24系列标称值,K Ω2=c R放大电路的通频带主要受电路中存在的各种电容的影响,H f 主要受BJT 结电容及电路中分布电容的限制;L f 主要受耦合电容b1C 、b2C 及旁路电容e C 的影响。
要严格计算b1C 、b2C 及e C 同时作用对L f 的影响,计算较为复杂。
通过分析可知,b1C 、b2C 、e C 愈大,L f 愈低,因此,在工程设计中,为了简化计算,通常采用以b1C 或b2C 或e C 单独作用时的转折频率作为基本频率,再降低若干倍作为下限频率的方法,电容b1C 、b2C 、e C 单独作用时对应的等效回路分别如图4.3(a )、(b )、(c )所示。
如果设计要求中,L f 为已知量,则可按下列表达式估算:)(21)103(be s L b1r R f C +-≥π (a ))(21)103(L c L b2R R f C +-≥π (b ))1//(21)31(be s eL e βπ++-≥r R R f C (c )一般常取b2b1C C =,可在式中选用回路电阻较小的一式计算。
由于)()(L c be s R R r R +<+,故取b2b1C C =,有F)6.8~6.2()1240600(10021)10~3()(21)10~3(be S L b2b1μππ≈-⨯⨯⨯=+≥=r R f C C取F/25V 10b2b1μ==C C ,有F)159~53()6011240600//1600(10021)3~1()1//(21)3~1(bes e L e μπβπ≈++⨯⨯⨯≈++≥r R R f C取F/25V 100e μ=C2系统方案制定3单管放大器的系统方案设计:3.1 Multsim软件介绍NI Multisim10软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。
作为Windows 下运行的个人桌面电子设计工具,NI Multisim10 是一个完整的集成化设计环境。
multisim10作为著名的电路设计与仿真软件,不需要真实电路环境介入,具有仿真速度快,精确度高,准确,形象等优点【2】。
本文利用multisim10软件进行实验仿真,具体对共射放大电路进行了静态工作点仿真分析、动态分析、瞬态特性分析、灵敏度分析、参数扫面分析,可以动态直观地观察不同参数对放大电路性能指标的影响,对理解实验原理,熟悉实验过程具有很大的帮助,了解了multisim10仿真软件的一些基本仿真功能和应用,提高了运用multisim10实际动手进行电路仿真操作的能力。
NI Multisim10计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。
可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来,并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。
NI Multisim10软件绝对是电子学教学的首选软件工具3.2用Multsim软件画电路图的步骤1.打开Multsim10运用程序。
2.点击File下的New,选择Schematic Capture新建一个界面。
3.在新建界面的右方选择Oscilloscope,用鼠标左键单击,将其移至绘制电路图区合适的位置,再次单击鼠标左键确定。
4.将鼠标指针移至晶体管器件库图标上,该图标就会变成上凸,并在图标右下方出现该图标的英文名称。
在Component区,借助右侧的滑标,找到2N222,并单击将其选中。
放置绘图区的合适位置。
5.在关闭晶体管器件库之后,按照类似的方法,从基本器件库选取所有需要的电阻类元件及电容类元件等等其他所需元件,放置绘图区的合适位置并按照设计理论设置相关参数,再将其基本器件库关闭。
6.用连线正确的将所有器件连接起来,连接中注意节点的位置。
7.链接好之后,对其进行仿真,进一步验证电路图绘制的正确性。
8.后面的电路图画法将依据以上画法进行。
3.3由以上步骤画出如下设计要求的电路图图3.3.1 实验电路3.5按照3.2的要求依次在Multsim 的平台上画出图5.3.2,图5.3.4由图5.3.2所示测量电路测得信号源的峰值为14.107mV ,实验放大电路的输入端信号峰值为8.367mV,如图所示,则实验电路的输入电阻为:Ω≈-⨯=-=k 46.1367.8107.141367.8S ip sp ip i R V V V R3.3.2(测量输入电阻电路及测量参数)由图5.3.4所示,断开负载电阻L R 后,测得输出电压峰值OLP V ,则实验电路的输出电阻为:≈-=L OP OLP O )1(R V V R Ω≈⨯-k 4.123)1562.9064651(,略大于设计指标。
3.3.4(测量断开负载电阻RL 电路及测量参数)3.4电路工作原理3.1电路工作原理4单管放大器的系统仿真和调试4.1用Multsim实现仿真和调试的步骤(1)在3.2中已经完成的3.3.1电路图的界面单击左上角的开关按钮,打开开关,点击鼠标左键双击电路图中的示波器,在弹出的图5.4Oscilloscope—XSC1的图形界面上,分别调节Scale至500us/Div,10mV/Div,500mV/Div。
这样就会出现如图5.4所示的仿真图。
(2)按照相同的方法在已完成的图3.3.2和图3.3.3的界面上依次仿真出图5.5和图 5.6。
并依次调节Scale至500us/Div,20mV/Div,5mV/Div和500us/Div,2mV/Div,2V/Div。
4.2仿真图如下所示V)图5.4(测量OLP5.5测量(VOP )5.6(测量输出电阻电路及测量参数)4.3系统测试与调试(1) 静态工作点的测试与调整根据设计,组装后的放大电路,通电前应先用万用表的“Ω”挡检测电源间有无短路现象、电路连接是否正确,然后才可接通电源,检测静态工作点。
为调试方便,1b R 可先用5.1Ωk 固定电阻与由1~100Ωk 电位器构成的可变电阻串联后替代,待调试完成后,根据实测阻值,再用相应的固定电阻取代。