北航电子电路设计训练模拟部分实验报告

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电子电路设计训练模拟部分实验

实验报告

实验一:共射放大器分析与设计

1.目的:

(1)进一步了解Multisim的各项功能,熟练掌握其使用方法,为后续课程打好基础。

(2)通过使用Multisim来仿真电路,测试如图1所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻,并观察静态工作

点的变化对输出波形的影响。

(3)加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出波形的影响。

(4)观察失真现象,了解其产生的原因。

图 1 实验一电路图

2.步骤:

(1)请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。

(2)请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻。

(3)请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻。

(4)请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。

(5)请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。

(6)请分别在30Hz、1KHz、100KHz、4MHz和100MHz这5个频点利用示波器测出输入和输出的关系,并仔细观察放大倍数和相位差。

(提示:在上述实验步骤中,建议使用普通的2N2222A三极管,并请注意信号源幅度和频率的选取,否则将得不到正确的结果。)

3.实验结果及分析:

(1)根据直流工作点分析的结果,说明该电路的工作状态。

由simulate->analyses->DC operating point,可测得该电路的静态工作点为:

图 2 直流工作点

由V(5)>V(4)>V(2),可知,晶体管发射结导通,且发射结正偏,集电结反偏,晶体管工作在放大状态。

(2)详细说明测量输入电阻的方法(操作步骤),并给出其值。

图 3 输入电阻测量

使用交流模式的电流表接在电路的输入端测量输入电压和输入电流,如

图所示,可得输入电阻:

7.691

3.35

2.295

i

i

i

U mV

R k

I A

μ

===Ω。

(3)详细说明测量输出电阻的方法(操作步骤),并给出其值。

图 4 输出电阻测量

分别测量空载时的输出电压1U 和带载时的输出电压2U ,得到输出电阻:12(1) 2.921o L U R R k U =-=Ω

(4)详细说明两种测量幅频、相频特性曲线的方法(操作步骤)。

a.利用软件右侧栏的Bode Plotter 测量幅频、相频特性曲线,将输入端连接仪器IN 端,输出端连接仪器OUT 端,共地后点击运行,得出幅频、相频特性曲线,如下图。

图 5 幅频特性曲线

图 6 相频特性曲线

b. 利用软件的交流分析功能测得电路的幅频、相频特性曲线。选择simulate->analyses->AC Analysis ,添加仿真输出点后,选择simulate ,可得幅频、相频特性曲线,与前面用仪表测量得到的频率特性曲线相同。

图 7 交流分析频率特性 (5)根据得到的幅频特性曲线,利用作图器的标尺功能,指出该电路的f L

和f H (3dB )。

根据图 5可得幅频曲线最高点为17.794Hz ,分别找两侧比最大值衰减3dB 的频率值,如下图所示,可以得到98.58, 2.26L H f Hz f MHz ==。

图8 f L测量

图9 f H测量

(6)将得到的30Hz、1KHz、100KHz、4MHz和100MHz这5个频点的输入和输出关系和刚才得到的幅频、相频特性曲线对比,你有何看法?

图10 30Hz

图11 1KHz 图12 100KHz 图13 4MHz

图14 100MHz

30Hz 1000Hz 100KHz 4MHz 100MHz

放大倍数 1.320 7.56 10 9.6 6.96

相位差(度)37 180 180 180 221.7

特性曲线相符。

(7)请分析并总结仿真结论与体会。

这是我们电子电路设计训练的第一次实验,第一次接触Multisim,感受到了该软件在电路分析中的强大功能,也把模电课上所学的东西用于实践,因此对知识有了更深的理解。

本次实验中,对于实验操作,收获最大的地方是要注意用仪表测量时哪些情况该用直流、哪些情况该用交流,选择错误就无法得到正确的实验结果。

实验二:射级跟随器分析与设计

1.目的:

通过使用Multisim来仿真电路,测试如图2所示的射随器电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻,并观察静态工作点的变化对输入输出特性的影响。

图15 实验二电路图

2.步骤:

(1)请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。

(2)请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输入电阻。

(3)请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的输出电阻。

(4)请利用软件提供的各种测量仪表测出该电路的幅频、相频特性曲线。

(5)请利用交流分析功能给出该电路的幅频、相频特性曲线。

(6)用瞬态分析法分析其电压跟随器特性,随意改变负载电阻阻值,观察输出特性有何变化。

3.实验结果

(1)请对该电路进行直流工作点分析,进而判断管子的工作状态。

用仿真-分析-直流工作点分析,得到的结果如下图所示。

V(5)>V(4)>V(2),晶体管发射结导通,发射结正偏、集电结反偏,故晶体管工作在放大状态。

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