北京交通大学模电实验报告要点

国家电工电子实验教学中心

模拟电子技术

实验报告

实验题目：失真放大电路的研究

学院：电信学院

专业：通信工程

学生姓名：马哲

学号：12213046

任课教师：刘颖

2014 年 5 月30 日

目录

1.实验要求 (2)

2.实验目的与知识背景 (4)

2.1实验目的 (4)

2.2知识点 (4)

3.实验过程 (4)

3.1实验电路及输入输出波形 (4)

3.2每个电路的讨论和方案比较 (17)

3.3分析研究实验数据 (17)

4.总结与体会 (18)

5.参考文献 (19)

1 实验题目及要求

基本要求：（1）输入一标准正弦波，频率2kHz，幅度50mV，输出正弦波频率2kHz，幅度1V。

（2）下图放大电路输入是标准正弦波，其输出波形失真。设计电路并改进。讨论产生失真的机理，阐述解决问题的办法。

（3）下图放大电路输入是标准正弦波，其输出波形失真。设计电路并改进。讨论产生失真的机理，阐述解决问题的办法。

（4）下图放大电路输入是标准正弦波，其输出波形失真。设计电路并改进。讨论产生失真的机理，阐述解决问题的办法。

（5）下图放大电路输入是标准正弦波，其输出波形失真。设计电路并改进。讨论产生失真的机理，阐述解决问题的办法。

发挥部分

（1）下图放大电路输入是标准正弦波，其输出波形失真。

（2）任意选择一运算放大器，测出增益带宽积f T。并重新完成前面基本要求和发挥部分的工作。

（3）将运放接成任意负反馈放大器，要求负载2kΩ,放大倍数为1，将振荡频率提高至f T的95%，观察输出波形是否失真，若将振荡器频率提高至f T的110%，观察输出波形是否失真。

（4）放大倍数保持100，振荡频率提高至f T的95%或更高一点，保持不失真放大，将纯阻抗负载2kΩ替换为容抗负载20 F，观察失真的输出波形。

（5）设计电路，改善发挥部分（4）的输出波形失真。

附加部分：

（1）设计一频率范围在20Hz～20kHz语音放大器。

（2）将各种失真引入语音放大器，观察、倾听语音输出。

失真研究：

（1）由单电源供电的运算放大器电路会出现哪种失真？

(2）负反馈可解决波形失真，解决的是哪类失真？

（3）测量增益带宽积f T有哪些方法？

（4）提高频率后若失真，属于哪类失真？

（5）电阻负载改成大容性负载会出现什么失真？

（6）有哪些方法可以克服电阻负载改成大容性负载出现的失真？

（7）用场效应管组成的放大电路或运算放大器同样会产生所研究的失真吗？

（8）当温度升高，晶体管组成的电路刚刚产生静态工作点漂移，使电路产生某种失真，此时由场效应管组成的电路也同样失真吗？为什么？

（9）归纳失真现象，并阐述解决失真的技术。

2 实验目的与知识背景

2.1 实验目的

( 1 )掌握失真放大电路的设计和解决电路的失真问题——提高系统地构思问题和解决问题的能力.

( 2 ) 掌握消除放大电路各种失真技术——系统地归纳模拟电子技术中失真现象。

( 3 ) 具备通过现象分析电路结构特点——提高改善电路的能力。

2.2 知识点

( 1 )输出波形失真可发生在基本放大、功率放大和负反馈放大等电路中，输出波形失真有截止失真、饱和失真、双向失真、交越失真，以及输出产生的谐波失真和不对称失真等。

( 2 ) 射极偏置电路、乙类、甲乙类功率放大电路和负反馈电路。

( 3 ) 克服各种失真的技术。

3 实验过程

3.1 选取的实验电路及输入输出波形

基本要求：输入一标准正弦波，频率2kHz，幅度50mV，输出正弦波频率2kHz，幅度1V。

经分析，我们可采用如图1所示的射级偏置电路：

分析知道，其增益为：

同时，对于基本要求中的（2）、（3）、（4），我们可以知道对于射级偏置电路，当静态

工作点太低时，导致输出波形失真，则为截止失真；

当静态工作点太高时，导致输出波形失真，则为饱和失真；当输入信号太大时，可能使被放大的信号同时在饱和区与截止区，这就产生了双向失真。于是，我们可以设计如图2所示电路满足题目要求。

图2 射级偏置电路原理图

实验结果：

正常波形

截止失真

饱和失真

双向失真

对于基本要求中的（5），我们分析知道，此输出波形为交越失真。我们可以采用乙类功率放大器，改进时使用甲乙类功率放大器。于是我们采用图3所示电路。

图3 交越失真电路图

实验结果：

正常波形

交越失真

发挥部分：下图放大电路输入是标准正弦波，其输出波形失真。

由波形图可知，此电路产生的是非对称失真，我们可以采用如图4所示电路。

图4 非对称失真电路图

若要改善非对称失真，则只需在原电路图中引入负反馈失真。实验结果：

非对称失真

改善后的波形

任意选择一运算放大器，测出增益带宽积f T。并重新完成前面基本要求和发挥部分的工作。

图5 测增益带宽f T运放的顶部底部双向失真电路原理图

实验结果：

测量增益带宽积f T时，我先记录下输入与输出波的峰值的比值，记做Au，然后不断增大输入波形的频率，使输出波形的峰值变为原来的0.707倍，记下此时的频率f,则f T =Au*f。

实验中我们测得Au=2.4 f=279.6kHz ,可得f T = Au*f=671.

将运放接成任意负反馈放大器，要求负载2kΩ,放大倍数为1，将振荡频率提高至f T的95%，观察输出波形是否失真，若将振荡器频率提高至f T的110%，观察输出波形是否失真。