单管放大电路仿真实验报告
单管放大电路实验报告
单管放大电路实验报告.单管放大电路一、实验目的1.掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法;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.掌握射极负反馈电阻对放大电路特性的影响;5.了解射极跟随器的基本特性。
二、实验电路实验电路如图 2.1 所示。
图中可变电阻R W是为调节晶体管静态工作点而设置的。
三、实验原理1.静态工作点的估算将基极偏置电路V CC,R B1和R B 2用戴维南定理等效成电压源。
RB 2开路电压V BB V CC,内阻RB1RB 2R B R B1 // R B2则I BQV BB V BEQ,(1)( R E1R B R E2)I CQ I BQVCEQ VCC(R C R E1RE2)ICQ可见,静态工作点与电路元件参数及晶体管β均有关。
在实际工作中,一般是通过改变上偏置电阻RB1(调节电位器RW )来调节静态工作点的。
RW 调大,工作点降低(ICQ 减小),RW 调小,工作点升高(ICQ 增加)。
一般为方便起见,通过间接方法测量I CQ,先测V E, I CQ I EQ V E /(R E1 R E2)。
2.放大电路的电压增益与输入、输出电阻(R C // R L )R i R B 1 // R B 2 // r be R O R Curbe式中晶体管的输入电阻r =r+(β+1) V /IEQ ≈r+(β+ 1)× 26/ICQ(室温)。
be bb′T bb′3.放大电路电压增益的幅频特性放大电路一般含有电抗元件,使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力,即电压增益是频率的函数。
电压增益的大小与频率的函数关系即是幅频特性。
一般用逐点法进行测量。
测量时要保持输入信号幅度不变,改变信号的频率,逐点测量不同频率点的电压增益,以各点数据描绘出特性曲线。
由曲线确定出放大电路的上、下限截止频率f H、f L和频带宽度BW= f H- f L。
实验一实验报告单级放大电路的设计与仿真
EDA设计(一) 实验报告——实验一单级放大电路的设计与仿真一.实验内容1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率2kHz(峰值5mV) ,负载电阻Ω,电压增益大于50。
2.调节电路静态工作点,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,要求输入信号峰值增大到10mV电路输出信号均不失真。
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 、r be 、r ce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f L、f H值。
二.单级放大电路原理图单级放大电路原理图三.饱和失真、截止失真和不失真1、不失真不失真波形图不失真直流工作点静态工作点:i BQ=, i CQ=, v CEQ=2、饱和失真饱和失真电路图饱和失真波形图饱和失真直流工作点静态工作点:i BQ=,i CQ=,v CEQ=3、截止失真截止失真电路图截止失真波形图截止失真直流工作点静态工作点:i BQ=,i CQ=,v CEQ=四.三极管输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值1、β值静态工作点:i BQ=,i CQ=,v CEQ=V BEQ=β=i C/i B=2、输入特性曲线及r be值:由图:dx=,dy=r be=dx/dy=输入特性曲线3、输出特性曲线及r ce值:由图dx=, 1/dy=r ce=dx/dy=输出特性曲线五.输入电阻、输出电阻和电压增益1、输入电阻测输入电阻电路图由图:v= ,i=μAR i=v/i=μA=Ω2、输出电阻测输出电阻电路图1测输出电阻电路图2 由图:v o’= v o=R o=(v o’/v o-1)R L==Ω3、电压增益测电压增益电路图由图可得A V=六.幅频和相频特性曲线、f L、f H值由图可得f L= f H=Δf= f H - f L=七.实验结果分析1、R iR i理论=[r be+(1+β)R E]//R b1//R b2 =[2976+(1+220)x10]//127k//110k=ΩE1=、R oR o理论=R c=3 kΩE2=/3=1%3、AvI E理论=V B/R E=[ V cc R5/(R2+R5)]/( R6+R1)=[10x110/(127+110)]/2010=r be理论=200+26(1+β)/ I E =2976ΩAv理论=β(R C//R L)/[ r be+(1+β)R E]=220(3kΩ//Ω)/[2976+(220+1)x10]= E3=、V1=10mV时,会出现失真,但加一个小电阻即可减少偏差。
单管共射放大电路实验报告
单管共射放大电路实验报告实验目的,通过实验,了解单管共射放大电路的基本原理和特性,掌握其工作原理和性能参数的测量方法,加深对电子技术的理论知识的理解。
实验仪器和器件,示波器、信号发生器、直流稳压电源、电阻、电容、三极管等。
实验原理,单管共射放大电路是一种常用的放大电路,它由一个三极管和几个外围元件组成。
在这个电路中,三极管的基极接地,发射极接负电源,集电极接负载电阻,形成了一个共射放大电路。
当输入信号加在基极上时,三极管会产生放大效果,输出信号会在集电极上得到放大。
实验步骤:1. 按照电路图连接实验电路,接通直流电源,调节电源电压和电流,使其符合电路要求。
2. 使用信号发生器产生输入信号,接入电路,观察输出信号在示波器上的波形。
3. 调节信号发生器的频率和幅度,观察输出信号的变化。
4. 测量输入信号和输出信号的幅度,计算电压增益。
5. 改变负载电阻的数值,观察输出信号的变化。
实验结果与分析:在实验中,我们观察到输入信号在经过单管共射放大电路后,输出信号得到了明显的放大。
通过调节信号发生器的频率和幅度,我们发现输出信号的波形随着输入信号的变化而变化,但是整体上保持了放大的特性。
通过测量输入信号和输出信号的幅度,我们计算得到了电压增益的数值,验证了单管共射放大电路的放大性能。
在改变负载电阻的数值后,我们也观察到了输出信号的变化,进一步验证了电路的特性。
实验结论:通过本次实验,我们深入了解了单管共射放大电路的工作原理和特性,掌握了测量其性能参数的方法。
实验结果表明,单管共射放大电路具有良好的放大特性,能够将输入信号放大并输出。
同时,我们也发现了一些问题,比如在一定频率下,输出信号会出现失真等。
这些问题需要进一步的分析和解决。
实验的过程中,我们也遇到了一些困难和挑战,但通过认真的实验操作和思考,最终取得了满意的实验结果。
通过本次实验,我们不仅加深了对电子技术的理论知识的理解,还提高了实验操作的能力和实验分析的能力。
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。
单管放大电路实验研究报告
单管放大电路实验报告1.实验目地1)掌握放大电路直流工作点地调整和测量方法2)掌握放大电路主要性能指标地测量方法3)了解直流工作点对放大电路动态特性地影响4)掌握发射极负反馈电阻对放大电路性能地影响5)了解信号源内阻对放大电路频带(上限截止频率)地影响2.实验内容:1)基本要求A.利用学习机上地晶体管输出特性测试电路测量β值;B.工作点地调整调节R w,分别使得I CQ=1.0mA,2.0mA,测量相应地V CEQ地值.C.工作点对放大电路地动态特性地影响分别在I CQ=1.0mA,2.0mA情况下,测量放大电路地动态特性(输入信号v i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任务情况下地输出电阻值B.射级负反馈电阻对动态特性地影响将电容C E改为与R E2并联,测量此时放大电路在I CQ=1.0mA下地动态特性(测试内容同基本要求地C项),与上面地测试结果相比较,总结射级负反馈电阻对电路动态特性地影响.3、理论计算举例I CQ=1mA时,利用以下三个公式V BB=R B=∥I BQ=可求得R w=58 kΩ,也即R B=78 kΩ由此可返回去求得R B=12.6 kΩ,V BB=1.9VV CEQ=-(R C+R E1+R E2)*I CQ=7.22vR L’=R C∥R L2Kωr be=6.8 kΩ=-76.5R I==4.4 kΩR O R C=3.6 kΩ4、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、电路性能指标地测试要在输出电压波形不失真和没有明显干扰地情况下进行5、数据整理,对比、以及分析1、测量学习机上地晶体管输出特性测试电路测量β值分析说明:在仿真和理论计算中,我们都是设定β值为260,而在实验中,利用学习机上地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地值都小.2、静态工作点测量误差分析说明:由I BQ=和β值接近200以及各电阻地阻值,可以知道,≫,所以分母是主要决定于.而当R w上升时,则由V BB=可以知道此时V BB随之下降,而实验中地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I BQ不变,则V BB 要下降,也即R w要上升,所以实验中R w值较大.当然测量β值地误差和测量电阻误差也会影响最后地结果.3、动态特性测量误差分析说明:1、电压增益偏小,I CQ=1.0mA时,比理论值小了16.,而I CQ=2.0mA时,比理论值小了50,由可知因为晶体管地β值和实际测量中地值与理论计算中都相差较大,所以对于增益产生了较大地影响.2、输入电阻,输入电阻比理论计算值要大,由R I=,可知,因为R w值较大,值较大,所以最终输入电阻显得较大.3、f L,f L比仿真值偏大,因为在实际电路搭接中,电路图中地C1,C2值选择并不是和仿真时地电容值一样.所以根据低频段地f L 决定于这两个电容可知这些值会影响f L.4、f H,f H比仿真值远远偏小,这主要是因为仿真中直接运用multisim地参数扫描函数,而实际测量中我们是利用示波器来测量,示波器探头中地电容很小,因而不可避免地在高频段会对f H 产生很大地影响.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:V BB=R B=∥I BQ=2、调节方法调节静态工作点关键就是调节I BQ,这里我们是通过调节R w地值改变地值,从地值和V BB地值,从而达到调节I BQ地目地.R w值变小,静态工作点升高.3、对于动态特性地影响从实验数据和理论分析可以看出,在输出电压不失真地条件下,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I CQ地测量方法:直接用万用表测量两端地电压即可.2、β值地测量方法:利用学生机上地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地x-y关系,呈现如下图,再利用计算即可.3、电压增益地测量方法:利用示波器测量出输入电压和输出电压地峰峰值,用输出电压峰峰值除以输入电压峰峰值即可得到增益地绝对值,再根据波形相位判断正负即可.4、输入电阻地测量方法:在输入端串上一个和输入电阻预测值相近地电阻R,然后测量其左右两端电压U1和U2再用公式可知输入电阻值.5、上下限截止频率地测量方法:调节输入信号地频率,用示波器同时监测输入和输出电压地值,保证输出电压不失真,然后记录使得增益变为最大增益地0.707倍时地频率值(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地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、单独变化对输出电压地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地失真?答:列表如下2、能否用数字万用表测量实验电路中地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地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地了解,认识到了如何将电路转换成面包板上地电路.2、通过实验分析,实验仿真和最终地报告,使得我对于单管放大电路中各个参数地车辆以及其含义有了更加深刻地了解,同时对于共射放大电路地分析也有更加深入地了解.3、通过实验使得我对于Multisim地应用有了更好地掌握.版权申明本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.y6v3A。
单管交流放大电路实验实验一单级交流放大电路实验报告
单管交流放大电路实验实验一单级交流放大电路实验报告实验一单级交流放大电路一、实验目的1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱,2.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。
3.学习测量放大电路Q点,AV,ri,ro的方法,了解共射极电路特性。
4.学习放大电路的动态性能。
二、实验仪器1.示波器12.信号发生器3.数字万用表三、实验原理1.三极管及单管放大电路工作原理。
以NPN三极管的共发射极放大电路为例说明三极管放大电路的基本原理: 三极管的放大作用是:集电极电流受基极电流的控制,并且基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化,。
如果将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间,这就会引起基极电流Ib的变化,Ib的变化被放大后,导致了Ic很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的,那么根据电压计算公式U=R*I可以算得,这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来,就得到了放大后的电压信号了。
2.放大电路静态和动态测量方法。
2放大电路良好工作的基础是设置正确的静态工作点。
因此静态测试应该是指放大电路静态偏置的设置是否正确,以保证放大电路达到最优性能。
放大电路的动态特性指对交流小信号的放大能力。
因此动态特性的测试应该指放大电路的工作频带,输入信号的幅度范围,输出信号的幅度范围等指标。
四、实验内容及步骤1.装接电路与简单测量图1.1 工作点稳定的放大电路(1)用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏,电解电容C的极性和好坏。
测三极管B、C和B、E极间正反向导通电压,可以判断好坏;测电解电容的好坏必须使用指针万用表,通过测正反向3电阻。
三极管导通电压UBE=0.7V、UBC=0.7V,反向导通电压无穷大。
(2)按图1.1所示,连接电路(注意:接线前先测量+12V电源,关断电源后再连线),将RP的阻值调到最大位置。
2.静态测量与调整接线完毕仔细检查,确定无误后接通电源。
改变RP,记录IC分别为0.5mA、1mA、1.5mA时三极管V的β值。
单管放大电路实验报告
3.当 与 并联时
时,可知
仍然成立,而此时:
四、仿真结果
搭建电路如下:
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
_
C1 7
10µF
V2
5mVrms 1kHz 0°
Rw 38.9kΩ
R 36.0kΩ
VCC
Rc 3.3kΩ
2 Q1
12V
C2 8
10µF
Rb2 15.0kΩ
M3 RF9011L*
Re1 200Ω
9
7.07 884.276 -125.1
0
5.591 4.793
7.070 7.068
3.11 3.75 774.155 490.642
4
2.11 4.793 7.068
2.11
3.幅频特性
由于隔直电容比较小,此处近似认为输入电压的幅值变化不大,仿真输出曲线与数 据见附图,整理如下:
时的幅频特性曲线
Re2 1kΩ
Ce 47µF
Rl 5.1kΩ
1.静态工作点的调整
用参数扫描找到静态时使 同时测得:
的电阻
如下:
用参数扫描找到静态时使
的电阻
如下图:
同时测得:
如下:
总结数据如下:
38.9
8.6945
3.83
5.400
2.工作点对放大电路动态特性的影响
1.2077 2.412
7.4869 2.9877
R1 1.0kΩ
示波器显示如下:
故放大倍数
测量输入电阻时电路如下:
XSC1
A +_
B +_
Ext Trig +
单管共射极放大电路实验报告
单管共射极放大电路实验报告一、实验目的:1.了解单管共射极放大电路的基本结构和工作原理;2.掌握单管共射极放大电路的直流工作点的确定方法;3.学习基于单管共射极放大电路设计的放大器;4.通过实验测量并分析单管共射极放大电路的电压增益、输入阻抗和输出阻抗。
二、实验仪器与器件:1.数字万用表;2.函数信号发生器;3.直流稳压电源;4.双踪示波器;5.NPN型晶体管;6.电阻、电容等电子元件。
三、实验原理1.在输出信号的封装之前,输入信号先经过耦合电容CE进入晶体管的基极,经过放大形成输出信号;2.输入信号通过耦合电容CE进入基极后,根据电流放大的原理,使得集电极电流的变化与输入信号在幅度上成正比;3.集电极电流变化引起集电极电压变化,通过电容负载使输出电压变化;4.通过对负载进行选择可以实现不同放大效果,如电阻负载可以使电路具有较好的输出信号功率;电容负载可以实现相位整顿放大等。
四、实验步骤及结果分析1.首先按照实验电路连接图连接实验电路,电源电压选择为12V,电阻和电容的数值按照实验要求选择;2.使用数字万用表测量并记录各个器件正常工作电压,包括集电极电压、基极电压、发射极电压等;3.调节函数信号发生器的输出频率和幅度,通过双踪示波器观察输入电压、输出电压的变化规律,并记录相关数据;4.根据所测得的数据,计算并分析电压增益、输入阻抗和输出阻抗的数值,与理论计算的结果进行对比并给出分析结论。
五、实验结果分析通过实验测量得到的数据,我们可以计算得到单管共射极放大电路的电压增益、输入阻抗和输出阻抗。
其中电压增益可以通过输出电压幅值除以输入电压幅值得到,输入阻抗可以通过理想放大电路的计算公式得到,输出阻抗可以通过输出电压与输出电流的比值得到。
根据实验结果分析,可以得到单管共射极放大电路在一定范围内具有较高的电压增益和较低的输入阻抗,从而可以实现信号的放大和阻抗匹配功能。
同时,在选择合适的负载电阻和负载电容的情况下,还可以实现对输出信号的改变,如形成整流放大等特殊功能。
单级晶体管放大电路实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除单级晶体管放大电路实验报告篇一:晶体管单级放大器实验报告晶体管单级放大器一.试验目的(1)掌握multisium11.0仿真软件分析单级放大器主要性能指标的方法。
(2)掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法,观察静态工作点对放大器输出波形的影响。
(3)测量放大器的放大倍数,输入电阻和输出电阻。
二.试验原理及电路VbQ=Rb2Vcc/(Rb1+Rb2)IcQ=IeQ=(VbQ-VbeQ)/ReIbQ=IcQ/β;VceQ=Vcc-IcQ(Rc+Re)晶体管单级放大器1.静态工作点的选择和测量放大器的基本任务是不失真的放大信号。
为了获得最大输出电压,静态工作点应选在输出特性曲线交流负载线的中点。
若工作点选的太高会饱和失真;选的太低会截止失真。
静态工作点的测量是指接通电源电压后放大器不加信号,测量晶体管集电极电流IcQ和管压降VceQ。
本试验中,静态工作点的调整就是用示波器观察输出波形,让信号达到最大限度的不失真。
当搭接好电路,在输入端引入正弦信号,用示波器输出。
静态工作点具体调整步骤如下:具有最大动态范围的静态工作点图根据示波器观察到的现象,做出不同的调整,反复进行。
当加大输入信号,两种失真同时出现,减小输入信号,两种失真同时消失,可以认为此时静态工作点正好处于交流负载线的中点,这就是静态工作点。
去点信号源,测量此时的VcQ,就得到了静态工作点。
2.电压放大倍数的测量电压放大倍数是输出电压V0与输入电压Vi之比Av=V0/Vi3、输入电阻和输出电阻的测量(1)输入电阻。
放大电路的输入电阻Ri可用电流电压法测量求得,测试电路如图2.1-3(a)所示。
在输入回路中串接一外接电阻R=1KΩ,用示波器分别测出电阻两端的电压Vs和Vi,则可求得放大电路的输入电阻Ri为(a)(b)oVo-电阻R值不宜取得过大,否则会引入干扰;但也不能取得过小,否则测量误差比较大。
通常取与Ri为同一数量级比较合适。
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。
单管放大电路实验报告—王剑晓之欧阳道创编
单管放大电路实验报告电03 王剑晓2010010929单管放大电路报告一、实验目的(1)掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法;(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动态特性的影响;(5)掌握信号源内阻RS对放大电路频带(上下截止频率)的影响;二、实验电路与实验原理实验电路如课本P77所示。
图中可变电阻RW是为调节晶体管静态工作点而设置的。
(1)静态工作点的估算与调整;将图中基极偏置电路VCC、RB1、RB2用戴维南定理等效成电压源,得到直流通路,如下图1.2所示。
其开路电压VBB和内阻RB分别为:VBB= RB2/( RB1+RB2)* VCC;RB= RB1// RB2;所以由输入特性可得:VBB= RBIBQ+UBEQ+(RE1+ RE2)(1+Β) IBQ;即:IBQ=(VBB- UBEQ)/[Β(RE1+ RE2)+ RB];因此,由晶体管特性可知:ICQ=ΒIBQ;由输出回路知:VCC= RC ICQ + UCEQ+(RE1+ RE2) IEQ;整理得:UCEQ= VCC-(RE1+ RE2+ RC) ICQ;分析:当Rw变化(以下以增大为例)时,RB1增大,RB增大,IBQ减小;ICQ减小;UCEQ增大,但需要防止出现顶部失真;若Rw减小变化相反,需要考虑底部失真(截止失真);(2)放大电路的电压增益、输入电阻和输出电阻做出电路的交流微变等效模型:则:电压增益Ai=UO/Ui=-ß(RC// RL)/rbe;输入电阻Ri=RB1//RB2//rbe;输出电阻RO= RC;其中rbe=rbb’+(1+ß)UT/ IEQ,体现了直流工作点对动态特性的影响;分析:当RC、RL选定后,电压增益主要决定于rbe,受到IEQ,即直流工作点的影响。
由上面对直流工作点的分析可知,Rw变化(以下以增大为例)时ICQ减小,那么rbe增大,电压增益Ai减小,输入电阻Ri增大,输出电阻RO基本不变,与直流无关;如果将发射极旁路电容CE改为与RE2并联,RE1成为交流负反馈电阻,电路的动态参数分别变为电压增益Ai=UO/Ui=-ß(RC// RL)/[rbe+(1+ß) RE1];输入电阻Ri=RB1//RB2/[rbe+(1+ß) RE1];输出电阻RO= RC;分析:此时电压增益Ai减小(RE1影响了放大倍数),此时如果有rbe<<(1+ß) RE1,则Ai=(RC//RL)/RE1,实现了稳定;输入电阻Ri增大(使得更多的输入信号被放大),输出电阻RO 基本不变;Rw变化(以下以增大为例)时ICQ减小,那么rbe增大,电压增益Ai仍然减小,输入电阻Ri增大,输出电阻RO基本不变,与直流无关;(3)放大电路电压增益的幅频特性和频带放大电路一般含有电抗,使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力,即电压增益是频率的函数。
单管低频放大电路实验报告
单管低频放大电路实验报告单管低频放大电路实验报告引言:本次实验旨在通过搭建单管低频放大电路,探究电路中各元件的作用以及放大电路的工作原理。
通过实验数据的采集与分析,加深对电子元件和电路原理的理解,提高实验操作能力和数据处理能力。
一、实验目的通过搭建单管低频放大电路,理解电路中各元件的作用,掌握电路搭建与调试的方法,了解放大电路的工作原理。
二、实验原理单管低频放大电路是由一个晶体管和若干其他元件组成的电路,其主要功能是将输入信号进行放大。
晶体管作为放大器的核心元件,通过控制输入信号的电流,实现对信号的放大。
三、实验器材1. 晶体管:选用NPN型晶体管2N3904。
2. 电源:直流电源供应器,提供所需的电压。
3. 信号源:提供输入信号。
4. 电阻:用于限流、偏置和负载。
5. 电容:用于耦合和滤波。
6. 示波器:用于观察电路的输入输出波形。
四、实验步骤1. 搭建电路:根据实验电路图,按照电路原理连接晶体管、电阻、电容等元件。
2. 调试电路:依次连接电源、信号源和示波器,调整电源电压和信号源频率幅度,观察示波器上的波形。
3. 测量电压:使用万用表测量电路中各节点的电压,并记录下来。
4. 测量电流:使用万用表测量电路中各支路的电流,并记录下来。
5. 改变输入信号:调整信号源的频率和幅度,记录不同输入信号下的输出波形和电压。
6. 数据分析:根据实验数据,分析电路的放大倍数、频率响应等性能指标。
五、实验结果与分析通过实验数据的采集与分析,我们得到了不同输入信号下的输出波形和电压。
根据测量结果,我们可以计算出电路的放大倍数,并绘制出其频率响应曲线。
通过对比实验结果和理论预期,我们可以评估电路的性能是否符合设计要求。
六、实验总结本次实验通过搭建单管低频放大电路,深入理解了电路中各元件的作用和放大电路的工作原理。
通过实验数据的采集与分析,我们掌握了电路搭建与调试的方法,提高了实验操作能力和数据处理能力。
同时,我们也发现了实验中可能存在的误差和改进的空间,为今后的实验和研究提供了借鉴。
实验二 单管放大电路实验报告
实验名称
实验二单管放大电路
班级
姓名-学号
报告内容
实验内容及步骤:
装接电路如图2.1所示
晶体管名称: 2N2222
描述: Vceo=30 Vcbo=60 Ic(max)=0.8 hFE(min)=35 hFE(max)=300 Ft=250 Pd=3
图2.1单管放大电路
(1)、用万用表判断实验箱上三极管V1的极性及好坏,放大倍数以及电解电容C的极性和好坏。
实测
实测计算
Vbe(V)
Vce(V)
Rp(KΩ)
Ib(uA)
Ic(m239 uA
0.985 mA
表2.1
3、动态研究
(1)、将信号发生器调到f=1KHz,幅值为100mV,接到放大器输入端,此时Vi=1mV,观察Vi和Vo段波形,并比较相位。
(2)、信号源频率不变,逐渐加大幅度,观察Vo不失真时的最大值并填表2.2。RL=∞时
测输出电阻
实测
测算
估算
实测
测算
估算
Vs(mV)
Vi(mV)
Ri
Ri
Vo
Rl空载
Vo
Rl=5.1K
Ro(k)
Ro(k)
103 mV
1.018 mV
50.9
50.36
392 nV
196 nV
5.1k
5.1k
表2.5
交流通路:
Rp值
Vb(mV)
Vc(mV)
Ve
输出波形情况
最大
1.00mV
17.212 uV
68.576 uV
不失真
合适
1.345 mV
74.236 mV
单管低频放大电路实验报告
单管低频放大电路实验报告一、实验目的1、熟悉电子电路实验设备的使用方法。
2、掌握单管低频放大电路的工作原理。
3、学会测量和调试单管低频放大电路的静态工作点。
4、研究负载电阻对放大电路电压放大倍数的影响。
二、实验原理1、单管低频放大电路的组成单管低频放大电路通常由三极管、电阻、电容等元件组成。
三极管作为核心元件,起到放大电流和电压的作用。
电阻用于确定三极管的静态工作点,电容则用于耦合交流信号和隔断直流。
2、静态工作点的设置静态工作点是指在没有输入信号时,三极管各极的直流电压和电流值。
合适的静态工作点可以保证三极管在输入信号作用下工作在放大区,避免出现截止失真或饱和失真。
静态工作点通常由基极电阻和集电极电阻的阻值来决定。
3、电压放大倍数电压放大倍数是衡量放大电路放大能力的重要指标,它等于输出电压与输入电压的比值。
在单管低频放大电路中,电压放大倍数主要由三极管的电流放大倍数、集电极电阻和负载电阻的值决定。
三、实验仪器和设备1、示波器用于观察输入和输出信号的波形。
2、信号发生器产生一定频率和幅度的输入信号。
3、直流电源提供电路所需的直流电压。
4、万用表测量电路中的直流电压和电流。
5、面包板、电阻、电容、三极管等电子元件四、实验内容及步骤1、电路搭建按照电路图在面包板上搭建单管低频放大电路,注意元件的布局和连接要正确。
2、静态工作点的测量将电路接通直流电源,用万用表测量三极管的基极电压、发射极电压和集电极电压,计算基极电流、集电极电流,从而确定静态工作点是否合适。
3、输入信号的连接将信号发生器产生的正弦波信号连接到放大电路的输入端,调节信号的频率和幅度。
4、输出信号的观察和测量用示波器观察放大电路的输出信号,测量输出信号的幅度和相位,并与输入信号进行比较。
5、改变负载电阻的值分别接入不同阻值的负载电阻,观察输出信号的变化,测量电压放大倍数,研究负载电阻对放大性能的影响。
五、实验数据记录与分析1、静态工作点的测量数据|测量项目|测量值|计算值||||||基极电压(V)|_____ |_____ ||发射极电压(V)|_____ |_____ ||集电极电压(V)|_____ |_____ ||基极电流(μA)|_____ |_____ ||集电极电流(mA)|_____ |_____ |分析:根据测量数据,判断静态工作点是否在三极管的放大区。
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。
晶体管共射极单管放大电路实验报告
晶体管共射极单管放大电路实验报告一、实验目的1、掌握晶体管共射极单管放大电路的基本原理和电路组成。
2、学会使用电子仪器(如示波器、信号发生器、万用表等)测量和调试电路参数。
3、研究静态工作点对放大器性能的影响。
4、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的测量方法。
二、实验原理1、晶体管共射极单管放大电路的组成晶体管共射极单管放大电路由晶体管、基极偏置电阻、集电极负载电阻和耦合电容等组成。
输入信号通过耦合电容加到晶体管的基极,经过晶体管放大后,从集电极输出,再通过耦合电容输出到负载电阻上。
2、静态工作点的设置静态工作点是指在没有输入信号时,晶体管各极的直流电流和电压。
合理设置静态工作点可以保证晶体管在信号放大过程中始终工作在放大区,避免出现截止失真和饱和失真。
静态工作点的计算主要通过基极电流、集电极电流和集射极电压等参数来确定。
3、放大器的性能指标(1)电压放大倍数:输出电压与输入电压的比值,反映了放大器对信号的放大能力。
(2)输入电阻:从放大器输入端看进去的等效电阻,反映了放大器从信号源获取信号的能力。
(3)输出电阻:从放大器输出端看进去的等效电阻,反映了放大器带负载的能力。
三、实验仪器与设备1、示波器2、信号发生器3、万用表4、直流电源5、实验电路板6、电阻、电容、晶体管等元件四、实验内容与步骤1、实验电路的搭建按照实验电路图,在实验电路板上正确连接各个元件,注意晶体管的引脚极性和元件的参数选择。
2、静态工作点的测量与调整(1)接通直流电源,用万用表测量晶体管的基极电压、集电极电压和发射极电压,计算基极电流、集电极电流,从而确定静态工作点。
(2)若静态工作点不合适,通过调整基极偏置电阻的值来改变静态工作点,使其处于合适的范围。
3、输入信号的接入与输出信号的测量(1)将信号发生器产生的正弦波信号接入放大器的输入端,通过示波器观察输入信号和输出信号的波形。
(2)保持输入信号的幅度不变,改变输入信号的频率,观察输出信号的变化,记录输出信号不失真时的频率范围。
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。
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 。
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¸
单管放大电路仿真实验报告
一、实验目的
1、 掌握放大电路支流工作点的调整与测量方法。
2、掌握放大电流主要性能指标的测量方法。
3、了解支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f H )的影响。
二、实验电路与实验原理图
2、直流通路
VCC
12V
将基极偏置电路用戴维南定理等效成电压源,得到支流通路。
开路电压:V BB = V CC*R B2/(R B1 + R B2)
电源内阻:R B = R B1 // R B2
三、实验内容
1、静态工作点的调整
※预习计算
直流工作点的调整
I CQ =1.0mA 时
3.3c R C CQ V R I V ==, 1.95BQ E CQ BE V R I V V ≈+=
12
'11
75.4//55.4CC BQ B CQ BQ B W B B V V R K I V R R R R K β-=
=Ω
+=-=Ω
-7.5C CEQ CC BQ R BE V V V V V V =-+= I CQ =2.0mA 时
6.6c R C CQ V R I V ==, 3.15BQ E CQ BE V R I V V ≈+=
12
'
1140.8,
//20.8CC BQ B CQ BQ B W B B V V R K I V R R R R K β-=
=Ω+=-=Ω
-3C CEQ CC BQ R BE V V V V V V
=-+=
由此可以得到扫描参数时的大致范围
要求:调节RW ,在ICQ=1mA 和2mA 时,测量VCEQ 的值,并记录RB1的值。
操作:对R W 进行参数扫描,通过观察Rc 上的电压变化 可以得到
CQ
I (
c CQ c
U I R =
),
Uc 可以通过V (Vcc )-V(4)得到,从而可以在扫描参数设备时通过跟踪Uc 得到CQ
I 为一
定值时对应的V CEQ 以及相应的R W 。
仿真结果(设备参数扫描):
I CQ = 1.0mA时,R w≈55.7kΩ,V CEQ≈7.49V;
I CQ = 2.0mA时,R W≈20.4kΩ,V CEQ≈2.99V
2.动态特性仿真
要求:在I CQ=1mA和2mA时,测量电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和幅频特性。
其中输入正弦电压信号V i的幅度为5mV,频率为10kHz。
※预习计算
a. 电压增益
I CQ =1.0mA 时
.
'.
L .be 300(3.3//5.11000)
76.8r 103000.0261000v i
V R A V β⨯⨯=-=-≈-≈-+⨯⨯ ICQ =2.0mA 时
.
'.
L .be 300(3.3//5.11000)
153r 103000.026500v i V R A V β⨯⨯=-=-≈-≈-+⨯⨯
b. 输入电阻
ICQ =1.0mA 时
'(1)/7.8be T CQ B B r R V I k β=++=Ω
12 |||| 4.8i B B be R R R r k ∴=≈Ω
ICQ =2.0mA 时
'(1)/ 3.9be T CQ B B r R V I k β=++=Ω
12 |||| 2.9i B B be R R R r k ∴=≈Ω
c. 输出电阻
|| 3.3o C ce C R R r R k =≈=Ω
仿真结果:
a.I CQ =1.0mA 时
用示波器可以测得:电压放大倍数
473.6
696.926
o u i
U A U ••
-=
=
=-
幅频特性可以用波特图示仪测出,如下图:
相频特性曲线:
I CQ =1mA 时,|A u |=73.3, |A u |/1.414=51.64为截止频率时的放大倍数, 下限截止频率f L =124.715H Z ,上限截止频率f H =84.924MH Z 。
测输入电阻:
用示波器分别测量R 3 左右两侧的动态电位U O1 和U O2,根据式
2
3
12
o i o o U R R U U =
•-
计算可得输入电阻。
如图:
6.903
50 4.56.979 6.903i R K =•=Ω
-
测输出电阻:
用示波器分别测量电路的开路输出电压
oo
U 和带负载输出电压
U ,根据式
(1)oo
o L
U R R U =-•
计算可得输出电阻。
空载:
带负载:
计算可得:
579.96(1) 5.1 3.1360.613
o R K =-•=Ω
a.I CQ=2.0mA时
用示波器可以测得:电压放大倍数
883.031
129
6.826
o
u
i
U
A
U
•
•
-
===-
幅频特性可以用波特图示仪测出,如下图
相频特性曲线:
I
=2mA时,|A u|=136.2, |A u|/1.414=96.3为截止频率时的放大倍数, 下CQ
限截止频率f L=239.186H Z,上限截止频率f H=72.165MH Z。
测输入电阻:
用示波器分别测量R3 左右两侧的动态电位U O1 和U O2,根据式
2
3
12
o i o o U R R U U =
•-
计算可得输入电阻。
如图:
6.846
50 2.56.981 6.846i R K =
•=Ω
-
测输出电阻:
用示波器分别测量电路的开路输出电压
oo
U 和带负载输出电压
U ,根据式
(
1)oo
o L U R R U =-•
空载:
带负载:
计算可得:
1038(1) 5.1 2.8664.056
o R K =-•=Ω
3.射级负反馈电阻对动态特性的影响电路图如下:
又示波器可以测得电压放大倍数:
59.405
8.5
6.957
o u i
U A U ••
-=
=
=-
测输入电阻:
用示波器分别测量R 3 左右两侧的动态电位U O1 和U O2,根据式
2
3
12
o i o o U R R U U =
•-
计算可得输入电阻。
如图:
3.287
1096.939 3.287i R K =
•=Ω
-
测输出电阻:
用示波器分别测量电路的开路输出电压
oo
U 和带负载输出电压
U ,根据式
(
1)oo
o L U R R U =-•
空载:
带负载:
计算可得:
50
(1) 5.1 3.330o R K =-•=Ω
用波特图示仪观察幅频特性:
|Au|=9.29|Au|/1.414=6.57为截止频率时的放大倍数, 下限截止频率fL=18.766HZ,上限截止频率fH=124.03MHZ。
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