单管放大电路实验报告
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示波器结果如下：
当负载电阻不接入时，电路如下：
示波器显示如下：
故输出电阻
综上结果如下（表中电压均为最大值）：
电压增益
输入电阻
输出电阻
7.069
480.509
-68.0
5.591
7.070
3.75
774.155
490.642
3.114
7.070
884.276
-125.1
4.793
7.068
2.11
4.793
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RW是为调节晶体管静态工作点而设置的。
2.
43.4
7.47
5.36
2.91
3.
动态特性（电压均为有效值）：
电压增益
输入电阻
输出电阻
5
341
-68.2
4.10
5
4.56
555
340
3.23
5
1582
-116.4
3.7
5
2.85
940
579
3.18
幅频特性：
﹣68
-48.08
146.1
3.33
3.33M
﹣124.4
-87.96
296.3
2.247
增大
增大
饱和失真
减小
减小
截止失真
增大
增大
饱和失真
减小
减小
截止失真
2.能否用数字万用表测量图2.1所示放大电路的增益及幅频特性，为什么？
7.068
2.11
3.
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
时的幅频特性曲线
数据统计如下表：
-73.3
-51.83
130.1
81.1
81.1
-138.05
-97.60
248.01
72.88
72.88
五、实验内容与数据记录
1.
205
但是静态电流增加时，上限截止频率变小，下限截止频率增加，频带变窄的特性仍然不变。
3.整体上看来，理论计算和仿真实验可以在一定范围符合实际情况，指导实际实验。
【分析实验误差产生的原因】：
1.实验仪器的误差
实际试验的示波器并不理想，有内阻也有电容，测上限截止频率时，会受到示波器中电容等内部元件的影响，并且由于示波器分辨率的问题导致数据不准确；此外频率信号发生器也会给电路带来影响；用数字万用表测电阻以及静态工作点时，也会带入仪器误差。
输出电阻为
电压增益
3.
时，可知 仍然成立，而此时：
四、仿真结果
搭建电路如下：
1.
用参数扫描找到静态时使 的电阻
同时测得： 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：
3ห้องสมุดไป่ตู้.9
8.6945
1.2077
7.4869
3.83
5.400
2.412
2.9877
2.
当 时，电路如下：
需要注意，测量放大电路的动态指标必须在输出波形不失真的条件下进行，因此输入信号不能太大，一般应使用示波器监视输出电压波形。
三、预习计算
1.
由实验原理知计算结果如下：
可以解出
由此可以计算出该放大电路的输入电阻
输出电阻为
电压增益
2.
由实验原理知计算结果如下：
利用回路的分压特性
可以解得
由此可以计算出该放大电路的输入电阻
2.247M
ICQ
理论计算
仿真结果
实验数据
仿真与理论误差
实验与理论误差
实验与仿真误差
Rw/kΩ
1mA
40.8
38.9
43.4
4.657%
-11.568%
11.568%
2mA
5.12
3.83
5.36
25.195%
-39.948%
39.948%
UCEQ/V
1mA
7.5
7.4869
7.47
0.175%
0.226%
2.实验元器件的误差
由于实际晶体管与理想晶体管有一定差别，其工作区的线性程度也不能完全得到保证，因此导致一定误差。
3.Rw的理论值偏差较大分析
若考虑射极电阻的影响，Rw的实测值和仿真值都很准确。
测量fH时，即使探头使用*10档，所测结果与实际仍有很大差距。示波器输入电容降低了原电路的上限截止频率。
六、思考题
-0.226%
2mA
3
2.9877
2.91
0.410%
2.601%
-2.601%
Au
1mA
﹣68.39
﹣68.0
﹣68.2
0.570%
-0.294%
0.294%
2mA
﹣123.4
﹣125.1
﹣116.4
-1.378%
6.954%
-6.954%
Ri/kΩ
1mA
4.06
3.75
4.56
7.635%
-21.600%
1.若将图2.1所示放大电路的直流工作点调至最佳状态（即当输入信号幅度增大时，输出波形同时出现饱和与截止失真），列表说明 各参量的单独变化（增大或减少）对输出信号动态范围有何影响。如果输入信号幅度增大，在上述各种情况下输出信号波形首先将产生什么性质的失真？
答：列表如下所示：
变化
输出动态范围的影响
首先失真
2.
式中晶体管的输入电阻rbe＝rbb′＋（β＋1）VT/IEQ≈rbb′＋（β＋1）×26/ICQ（室温）。
3.
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fH、fL和频带宽度BW＝fH－fL。
296.3
19.471%
fh/Hz
1mA
81.1M
3.33M
-95.894%
2mA
72.88M
2.247M
-96.917%
4.
由表格可以看出：
1.理论计算、仿真数据与实验数据较为接近，部分数据与理论值相差较大，主要是理论值对于晶体管设定为理想，与实际元件有所差别。
2.比较仿真与实际实验的频率响应可以看到下限截止频率可比，而上限截止频率差别较大，这应该与两个因素有关：第一，实验中所使用的晶体管不够理想，级间电容与仿真软件中元件差别较大；第二，实验中使用实际示波器，而仿真中采用的是理想示波器，示波器的电容对于上限截止频率造成影响。
示波器显示如下：
故放大倍数
测量输入电阻时电路如下：
示波器显示如下：
故
测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
示波器显示如下：
当负载电阻不接入时，电路如下：
示波器显示如下：
故输出电阻
当 时，电路如下：
示波器显示如下：
故放大倍数
测量输入电阻时电路如下：
示波器显示如下：
故
测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
21.600%
2mA
2.55
2.11
2.85
17.255%
-35.071%
35.071%
Ro/kΩ
1mA
3.3
3.114
3.23
5.636%
-3.725%
3.725%
2mA
3.3
2.935
3.18
11.061%
-8.348%
8.348%
fl/Hz
1mA
130.1
146.1
12.298%
2mA
248.01
三、实验原理
1.
将基极偏置电路 ， 和 用戴维南定理等效成电压源。
开路电压 ，内阻
则 ，
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 ，先测 ， 。
当负载电阻不接入时，电路如下：
示波器显示如下：
故输出电阻
综上结果如下（表中电压均为最大值）：
电压增益
输入电阻
输出电阻
7.069
480.509
-68.0
5.591
7.070
3.75
774.155
490.642
3.114
7.070
884.276
-125.1
4.793
7.068
2.11
4.793
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RW是为调节晶体管静态工作点而设置的。
2.
43.4
7.47
5.36
2.91
3.
动态特性（电压均为有效值）：
电压增益
输入电阻
输出电阻
5
341
-68.2
4.10
5
4.56
555
340
3.23
5
1582
-116.4
3.7
5
2.85
940
579
3.18
幅频特性：
﹣68
-48.08
146.1
3.33
3.33M
﹣124.4
-87.96
296.3
2.247
增大
增大
饱和失真
减小
减小
截止失真
增大
增大
饱和失真
减小
减小
截止失真
2.能否用数字万用表测量图2.1所示放大电路的增益及幅频特性，为什么？
7.068
2.11
3.
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
时的幅频特性曲线
数据统计如下表：
-73.3
-51.83
130.1
81.1
81.1
-138.05
-97.60
248.01
72.88
72.88
五、实验内容与数据记录
1.
205
但是静态电流增加时，上限截止频率变小，下限截止频率增加，频带变窄的特性仍然不变。
3.整体上看来，理论计算和仿真实验可以在一定范围符合实际情况，指导实际实验。
【分析实验误差产生的原因】：
1.实验仪器的误差
实际试验的示波器并不理想，有内阻也有电容，测上限截止频率时，会受到示波器中电容等内部元件的影响，并且由于示波器分辨率的问题导致数据不准确；此外频率信号发生器也会给电路带来影响；用数字万用表测电阻以及静态工作点时，也会带入仪器误差。
输出电阻为
电压增益
3.
时，可知 仍然成立，而此时：
四、仿真结果
搭建电路如下：
1.
用参数扫描找到静态时使 的电阻
同时测得： 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：
3ห้องสมุดไป่ตู้.9
8.6945
1.2077
7.4869
3.83
5.400
2.412
2.9877
2.
当 时，电路如下：
需要注意，测量放大电路的动态指标必须在输出波形不失真的条件下进行，因此输入信号不能太大，一般应使用示波器监视输出电压波形。
三、预习计算
1.
由实验原理知计算结果如下：
可以解出
由此可以计算出该放大电路的输入电阻
输出电阻为
电压增益
2.
由实验原理知计算结果如下：
利用回路的分压特性
可以解得
由此可以计算出该放大电路的输入电阻
2.247M
ICQ
理论计算
仿真结果
实验数据
仿真与理论误差
实验与理论误差
实验与仿真误差
Rw/kΩ
1mA
40.8
38.9
43.4
4.657%
-11.568%
11.568%
2mA
5.12
3.83
5.36
25.195%
-39.948%
39.948%
UCEQ/V
1mA
7.5
7.4869
7.47
0.175%
0.226%
2.实验元器件的误差
由于实际晶体管与理想晶体管有一定差别，其工作区的线性程度也不能完全得到保证，因此导致一定误差。
3.Rw的理论值偏差较大分析
若考虑射极电阻的影响，Rw的实测值和仿真值都很准确。
测量fH时，即使探头使用*10档，所测结果与实际仍有很大差距。示波器输入电容降低了原电路的上限截止频率。
六、思考题
-0.226%
2mA
3
2.9877
2.91
0.410%
2.601%
-2.601%
Au
1mA
﹣68.39
﹣68.0
﹣68.2
0.570%
-0.294%
0.294%
2mA
﹣123.4
﹣125.1
﹣116.4
-1.378%
6.954%
-6.954%
Ri/kΩ
1mA
4.06
3.75
4.56
7.635%
-21.600%
1.若将图2.1所示放大电路的直流工作点调至最佳状态（即当输入信号幅度增大时，输出波形同时出现饱和与截止失真），列表说明 各参量的单独变化（增大或减少）对输出信号动态范围有何影响。如果输入信号幅度增大，在上述各种情况下输出信号波形首先将产生什么性质的失真？
答：列表如下所示：
变化
输出动态范围的影响
首先失真
2.
式中晶体管的输入电阻rbe＝rbb′＋（β＋1）VT/IEQ≈rbb′＋（β＋1）×26/ICQ（室温）。
3.
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fH、fL和频带宽度BW＝fH－fL。
296.3
19.471%
fh/Hz
1mA
81.1M
3.33M
-95.894%
2mA
72.88M
2.247M
-96.917%
4.
由表格可以看出：
1.理论计算、仿真数据与实验数据较为接近，部分数据与理论值相差较大，主要是理论值对于晶体管设定为理想，与实际元件有所差别。
2.比较仿真与实际实验的频率响应可以看到下限截止频率可比，而上限截止频率差别较大，这应该与两个因素有关：第一，实验中所使用的晶体管不够理想，级间电容与仿真软件中元件差别较大；第二，实验中使用实际示波器，而仿真中采用的是理想示波器，示波器的电容对于上限截止频率造成影响。
示波器显示如下：
故放大倍数
测量输入电阻时电路如下：
示波器显示如下：
故
测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
示波器显示如下：
当负载电阻不接入时，电路如下：
示波器显示如下：
故输出电阻
当 时，电路如下：
示波器显示如下：
故放大倍数
测量输入电阻时电路如下：
示波器显示如下：
故
测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下：
21.600%
2mA
2.55
2.11
2.85
17.255%
-35.071%
35.071%
Ro/kΩ
1mA
3.3
3.114
3.23
5.636%
-3.725%
3.725%
2mA
3.3
2.935
3.18
11.061%
-8.348%
8.348%
fl/Hz
1mA
130.1
146.1
12.298%
2mA
248.01
三、实验原理
1.
将基极偏置电路 ， 和 用戴维南定理等效成电压源。
开路电压 ，内阻
则 ，
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 ，先测 ， 。