单管放大电路的设计
单管放大电路设计实训报告
一、实训目的1. 理解单管放大电路的基本原理和设计方法。
2. 掌握放大电路静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。
3. 学会放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
4. 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、实训原理单管放大电路是模拟电子技术中最基本的放大电路之一，它主要由晶体管、偏置电路、负载电阻和耦合电容等组成。
放大电路的作用是将输入信号放大到所需的幅度，并保持信号的相位不变。
本实训以共射极单管放大电路为例，介绍其设计方法和实验步骤。
三、实训设备1. 模拟电路实验箱2. 函数信号发生器3. 双踪示波器4. 交流毫伏表5. 万用电表6. 连接线若干四、实训步骤1. 设计电路根据实验要求，设计一个电压放大倍数为40dB，最大不失真输出电压为1V的单管放大电路。
电路如图所示：```+Vcc|R1 ----|---- Q (晶体管)| |R2 ----|---- C2 (耦合电容)| |R3 ----|---- RL (负载电阻)| |GND |```2. 电路仿真使用电路仿真软件对设计好的电路进行仿真，观察电路的静态工作点和动态性能。
3. 电路制作根据仿真结果，制作实际电路板，并检查电路焊接质量。
4. 电路调试将电路接入实验箱，使用万用电表测量电路的静态工作点，包括基极电压、集电极电压和发射极电压。
根据实验要求调整偏置电阻R1和R2，使静态工作点符合设计要求。
5. 性能测试使用函数信号发生器输入一个频率为1kHz，幅度为100mV的正弦波信号，使用交流毫伏表测量输入信号和输出信号的幅度，计算电压放大倍数。
使用示波器观察输入信号和输出信号的波形，分析放大器的失真情况。
五、实验结果与分析1. 静态工作点经过调试，电路的静态工作点为：Vcc=12V，Vb=2.5V，Vc=7.5V，Ic=5mA。
2. 电压放大倍数输入信号幅度为100mV，输出信号幅度为4V，电压放大倍数为40dB。
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。
单管共射放大电路的设计方法
单管共射放大电路的设计方法1.确定放大倍数要求：首先，需要明确放大电路的目的是为了放大电压、电流还是功率。
根据需要放大的信号幅度和频率范围，确定所需的放大倍数。
2.选择管子：根据所需的放大倍数和频率范围，选择适当的管子。
一般选择高频特性好、电流增益高的普通晶体管。
3.偏置电路设计：为了使晶体管在工作区间内稳定，需要设计一个适当的偏置电路。
偏置电路可以采用电阻分压法或直流反馈法。
-电阻分压法：该方法使用两个电阻串联，通过合适大小的电阻值来获得所需的偏置电流。
具体的计算方法需要根据晶体管的参数和所需的偏置电流来确定。
-直流反馈法：该方法通过从输出回馈一部分电流来实现偏置。
电流源可以是一个恒流源，也可以是一个电压短接的二极管。
4.输入和输出匹配电路设计：为了充分利用晶体管的放大能力，需要设计一个适当的匹配电路来匹配输入和输出阻抗。
-输入匹配：输入匹配电路的目的是使晶体管的输入阻抗等于信号源的输出阻抗，以提高能量传输效率。
常见的输入匹配电路包括电容耦合、电感耦合和直接耦合等方法。
-输出匹配：输出匹配电路的目的是使晶体管的输出阻抗等于负载的输入阻抗，以提高能量传输效率。
常见的输出匹配电路包括电容耦合、电感耦合和变压器耦合等方法。
5.增益计算：根据晶体管的参数和设计电路的特性，可以计算出放大电路的增益。
增益可以通过测量输入和输出信号的电压或电流来得到。
6.稳定性分析：在设计过程中要考虑电路的稳定性。
稳定性分析可以通过查看频率响应和幅频特性来进行。
7.选择合适的偏置点：根据放大电路的特性和实际需求，选择一个合适的偏置点。
偏置点的选择要考虑电源电压、晶体管参数和工作温度等因素。
8.仿真和优化：使用电子设计自动化（EDA）软件进行电路仿真和优化。
通过仿真可以验证设计的性能，并优化电路参数以达到设计要求。
除了以上步骤，还有一些其他因素需要考虑，如电源噪声、温度等。
在设计过程中，需要根据实际情况进行调整和优化，以满足具体要求。
ad单管放大电路设计
ad单管放大电路设计
AD单管放大电路的设计需要考虑多个因素，以下是一些基本步骤和注意事项：
1.确定电路类型和参数：根据实际需求和输入信号的特性，选择合适的放大电路类型（如共射、共基、共集等），并确定所需的放大倍数、带宽、输入电阻、输出电阻等参数。
2.选择合适的器件：根据电路类型和参数，选择合适的晶体管或场效应管作为放大器件。
确保器件的耐压、电流、频率等特性满足设计要求。
3.设计电路结构：根据所选器件和电路类型，设计合适的电路结构。
注意电源电压、偏置电流、电阻阻值等参数的选择，确保电路稳定可靠。
4.计算元件参数：根据设计要求和所选器件的特性，计算电路中所需的电阻、电容等元件的参数。
注意元件的精度和稳定性对电路性能的影响。
5.仿真验证：使用仿真软件对设计的电路进行仿真验证，确保电路性能符合设计要求。
根据仿真结果，对电路进行优化和改进。
6.实际制作：在完成仿真验证后，按照设计图纸制作实际的AD 单管放大电路。
注意焊接工艺、元件布局、电源滤波等细节问题，确保电路性能稳定可靠。
在设计中需要注意以下几点：
1.保证放大倍数的稳定性和线性度；
2.考虑输入信号的频率范围和带宽；
3.考虑电源电压和偏置电流对电路性能的影响；
4.注意防止自激振荡和干扰问题；
5.在实际制作中注意保护器件和电路免受损坏。
以上是AD单管放大电路设计的基本步骤和注意事项，具体的设计过程还需要根据实际情况进行具体分析和设计。
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。
单管放大电路设计
单管放大电路设计单管放大电路由一个晶体管和与之配套的电路组成。
晶体管是一种用于放大电流和电压的半导体器件。
晶体管有三个引脚，分别是基极（B）、发射极（E）和集电极（C）。
根据基极电流和集电极电流的关系，晶体管可以分为三种工作模式：共基极、共发射极和共集电极。
在单管放大电路设计中，常用的是共发射极模式。
在这种模式下，输入信号通过耦合电容C1进入基极，提供了所需的输入电阻。
发射极被接地，提供了一个共接地的参考点。
集电极上接有负载电阻RL，负载电阻的值决定了输出信号的放大倍数。
设计一个单管放大电路的第一步是选择合适的晶体管。
根据应用的需求，我们需要选择一个具有适当的电压和电流放大倍数的晶体管。
常用的晶体管参数包括最大集电-发射电压（VCEO）、最大集电-基极电压（VCBO）、最大基极电流（IB）、最大集电-发射电流（ICEO）等。
在电路设计中，需要确定电路的操作点，即晶体管的静态工作状态。
操作点的选择取决于应用需求和晶体管的参数。
操作点通常被选择在晶体管的中间区域，以确保在输入信号的正负半周都有良好的放大。
确定操作点后，我们需要计算晶体管的放大倍数。
放大倍数可以通过下面的公式计算：β=Ic/Ib其中，β是晶体管的电流放大倍数，Ic是集电极电流，Ib是基极电流。
晶体管的放大倍数和负载电阻的值决定了输出信号的放大程度。
接下来，我们需要计算耦合电容C1的值。
耦合电容的目的是将输入信号传递到基极，同时阻隔直流偏置电压。
耦合电容的选择应考虑到信号频率的范围，并确保信号没有被过滤或失真。
最后，我们需要计算负载电阻RL的值。
负载电阻的选择应与晶体管的放大倍数相匹配，以确保最大的输出功率。
在实际的单管放大电路设计中，还需要考虑温度稳定性、噪声和频率响应等因素。
设计成功的单管放大电路需要综合考虑这些因素，并进行实际测试和调整。
总结起来，单管放大电路是一种常见的电子电路，用于放大电信号的幅度。
设计一个单管放大电路需要选择合适的晶体管，确定操作点，计算放大倍数、耦合电容和负载电阻的值。
arduino单管共射放大电路
Arduino单管共射放大电路是一种常见的电子电路，它使用单个晶体管来实现信号的放大。
下面是一个简单的Arduino单管共射放大电路的示例：所需元件：Arduino板晶体管（例如NPN型）电阻（220Ω、47kΩ、10kΩ）电解电容（10μF）LED电路连接：将Arduino板与电源相连，使Arduino板工作。
将晶体管的基极（B）通过220Ω的电阻连接到Arduino板的数字引脚2上。
将晶体管的集电极（C）通过47kΩ的电阻连接到电源的正极。
将晶体管的发射极（E）通过10kΩ的电阻连接到地线。
将电解电容的一端连接到晶体管的集电极，另一端连接到电源的正极。
将LED的一端连接到晶体管的发射极，另一端连接到地线。
代码实现：int pin = 2; // 定义连接到晶体管的引脚号int ledPin = 13; // 定义连接到LED的引脚号int sensitivity = 1000; // 定义放大倍数，可以根据需要调整void setup() {pinMode(pin, INPUT); // 设置引脚为输入模式pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设置引脚为输出模式}void loop() {int input = analogRead(pin); // 读取模拟输入值int output = map(input, 0, 1023, 0, sensitivity); // 根据放大倍数映射输出值digitalWrite(ledPin, output > 511 ? HIGH : LOW); // 控制LED的亮灭}在上述代码中，我们首先定义了连接到晶体管的引脚号和LED的引脚号，以及放大倍数。
在setup()函数中，我们将引脚设置为输入或输出模式。
在loop()函数中，我们使用analogRead()函数读取模拟输入值，然后使用map()函数将输入值映射到输出值，最后使用digitalWrite()函数控制LED的亮灭。
单管放大电路课程设计
单管放大电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单管放大电路的基本原理，掌握其组成部分及各自功能；2. 使学生掌握单管放大电路的静态工作点设置方法，了解其对电路性能的影响；3. 帮助学生掌握单管放大电路的动态性能分析方法，包括电压增益、输入输出阻抗等。
技能目标：1. 培养学生具备独立搭建单管放大电路的能力，并能进行电路调试与优化；2. 提高学生运用所学知识解决实际问题的能力，例如：分析实际电路中的噪声、失真等问题；3. 培养学生通过实验验证理论，具备一定的实验操作和数据分析能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 培养学生的团队合作意识，学会在实验和讨论中互相学习、共同进步；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，养成认真观察、思考问题的良好习惯。
本课程旨在通过讲解和实验相结合的方式，使学生深入理解单管放大电路的理论知识，培养其实践操作能力。
针对学生的年级特点，课程内容将注重理论与实践相结合，使学生能够在掌握基本原理的基础上，解决实际问题。
教学过程中，注重启发式教学，引导学生主动思考、积极参与，以提高其学习兴趣和成就感。
通过本课程的学习，期望学生能够达到以上所述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论知识：- 简介晶体管及其工作原理；- 单管放大电路的基本构成与功能；- 静态工作点的设置及其对电路性能的影响；- 动态性能分析：电压增益、输入输出阻抗、频率响应等。
2. 实践操作：- 搭建单管放大电路，进行电路调试与优化；- 测量并分析电路的静态工作点、电压增益、输入输出阻抗等参数；- 分析实际电路中的噪声、失真等问题，并提出解决方案。
3. 教学进度安排：- 第一节课：晶体管及其工作原理介绍；- 第二节课：单管放大电路基本构成与功能讲解；- 第三节课：静态工作点设置及其对电路性能的影响；- 第四节课：动态性能分析方法讲解；- 第五节课：实践操作，搭建单管放大电路，进行电路调试与优化；- 第六节课：分析实际电路中的问题，并进行讨论。
第1讲 单管放大电路原理图设计
PCB辅助设计
四、设臵元件库与元件放臵
1.装载元件库 打开设计管理器，选择Browse Sch选项卡，单击 Add/Remove按钮添加元件库，屏幕出现添加/删除元件 库对话框，在Design Explorer 99 SE\Library\Sch文 件夹下选中元件库文件，然后双击鼠标或单击Add按钮， 将元件库文件添加到库列表中，添加库后单击OK按钮结 束添加工作，此时元件库的详细信息将显示在设计管理 器中。 若要删除设臵的元件库，可在图中的Selected Files框中选中元件库，然后单击Remove按钮移去元件 库。
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PCB辅助设计
4.绘制原理图工具
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PCB辅助设计
五、放臵电源和接地符号
由于在放臵符号时， 初始出现的是电源符号 VCC，若要放臵接地符号， 除了在Style下拉列表框 中选择符号图形外，还 必须将Net（网络名）栏 修改为GND。
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PCB辅助设计
六、元件布局与连线
1.元件的选中与取消选中 直接用鼠标点取选中单个元件；用【Shift】+鼠标 单击可同时选中多个元件。
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PCB辅助设计
元件属性设臵
多功能单元元件设臵（第2套）
32PCB辅助设计来自八、放臵说明文字在绘制电路时，通常要在电路中放臵一些文字来说明 电路，这些文字可以通过放臵说明文字的方式实现。 1.放臵标注文字 执行菜单Place→Annotation，按下<Tab>键，调出 标注文字属性对话框，在Text栏中填入需要放臵的文字 （最大为255个字符）；在Font栏中，单击Change按钮， 可改变文字的字体及字号，设臵完毕单击OK按钮结束。将 光标移到需要放臵标注文字的位臵，单击鼠标左键放臵文 字，单击鼠标右键退出放臵状态。 2.放臵文本框 标注文字只能放臵一行，当所用文字较多时，可以采 用文本框方式解决，执行菜单Place→Text Frame 。
实验一单管共射极放大电路的设计
实验一单管共射极放大电路设计姓名：樊益明学号：20113042单管放大电路设计题目：要求：输入电阻Ri<=3K,输出电阻R0>=5k, 直流电源Vcc=6V,设计一个当输入频率f=20kHz,放大倍数AV=60时稳定放大电路。
一：放大电路的选择（1）共射极放大电路：具有较大的电压放大倍数和电流放大倍数，输入电阻和输出电阻比较适中，一般只要对输入电阻和输出电阻和频率响应没有特殊要求的电路均常采用此电路。
共射极放大电路被广泛地应用于低频电压放大电路的输入级、中间级和输出级。
（2）共集电极放大电路：此电路的主要特点是电压跟随，即电压放大倍数接近1而小于1而且输入电阻很高，接受信号能力强。
输出电阻很低，带负载能力强。
此电路常被用作多级放大电路的输入级和输出级或隔离用的中间级。
首先，可利用此电路作为放大器的输入级，以减小对被测电路的影响，提高测量的精度。
其次，如果放大电路输出端是一个变化的负载，为了在负载变化时保证放大电路的输出电压比较稳定，要求放大电路具有很低的输出电阻，此时可以采用射极输出器作为放大电路的输出级，以提高带负载能力。
最后，共集电极放大电路可以作为中间级，以减小前后两级之间的相互影响，起隔离作用。
（3）共基极放大电路：具有很低的输入电阻，使晶体管结电容的影响不显著，所以频率响应得到很大的改善，这种接法常用于宽频带放大器中。
输出电阻高可以作为恒流源。
二：确定电路根据题目要求：应选择稳定的，输入电阻较大的电路，即采用分压式直流负反馈共射极放大电路。
三：原理分析：⑴元器件的作用：Rb1和Rb2起分压作用，给三极管B极提供偏置电压。
Rc给三极管C极提供偏置电压。
Re为直流负反馈，消除温度对电路的影响。
RL为负载，Cb Cc为交流耦合，Cb将交流信号耦合到三极管，Cc将信号耦合到负载。
Ce为旁路电容，三极管起放大作用。
(2)静态分析：即三极管B的确定，即lb=bmin+lbmax)/2 得对应的lc,所以B =lc/lb. 由AV= - B RL'/rbe 得rbe=-BRL'/AV,又rbe=300+26/lb,得lb,vB=2Vbe,Ve=Vb-Vbe,le=(Vb-Vbe)/Re,Vce=Vcc-lc*( Rc+Re) 动态分析：此电路的微变等效图为输入电阻Ri=Rb1//Rb2//rbe, 输出电阻Ro=Rc(RL"),放大倍数AV=-B RL'/rbe.(3)直流负反馈原理：基极B点电压保持不变当温度T升高c 极电流增大e极电压就降低(Ve=lc*Re)继而VBE降低(VBe=VB-VE从而lb降低导致Ic降低达到反馈的目的。
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。
单管放大电路的设计
由于结构简单和元件数量少，单管放大电路 的成本较低，适合于一些低成本应用。
简单结构
单管放大电路的结构相对简单，元件数量较 少，易于设好，不易受温度、 电源电压等因素的影响。
缺点
带宽有限
单管放大电路的带宽通常较窄，难以适用于 宽带信号的放大。
失真较大
由于单管放大电路的线性度有限，放大信号 时可能会产生较大的失真。
考虑反馈电阻对电压放大倍数的影响，以实现电路的稳定性和线性度。
考虑稳定性问题
通过引入适当的反馈网络或补偿网络，提高 电路的稳定性。
考虑晶体管的极间电容和分布电容对电路稳 定性的影响，采取相应的措施进行补偿和优
化。
04
单管放大电路的应用
在音频信号处理中的应用
01
02
03
音频信号放大
单管放大电路能够将微弱 的音频信号放大，用于音 频设备如扬声器、耳机等。
音频信号处理
在音频信号处理中，单管 放大电路可以用于信号的 滤波、均衡、混响等效果 处理，提高音质。
音频录制与播放
在音频录制和播放过程中， 单管放大电路用于将声音 信号放大，以便于录音和 扩音。
在传感器信号放大中的应用
传感器信号放大
传感器输出的信号通常比较微弱，单管放大电路能够将这些信号 放大，便于后续处理。
03
单管放大电路的设计步骤
选择合适的晶体管
1
根据电路需求选择合适的晶体管类型，如NPN或 PNP。
2
考虑晶体管的放大倍数、最大集电极电流、最大 集电极-基极电压等参数是否满足设计要求。
3
考虑晶体管的频率特性，以满足不同频段的放大 需求。
确定静态工作点
根据输入信号的幅度和频率范围，确定合适的静态工作点，以保证放大电路的线性放大范围和稳定性 。
单管放大电路的设计
第2章单管放大电路的设计2.1 单管放大电路方案设计2.1.1 工作原理晶体管放大器中广泛应用如图1.1.1 所示的电路，称之为阻容耦合共射极放大器。
它采用的是分压式电流负反馈偏置电路。
放大器的静态工作点Q主要由R B1、R B2、R E、R C及电源电压+V CC所决定。
该电路利用电阻R B1、R B2的分压固定基极电位V BQ。
如果满足条件I1>>I BQ，当温度升高时，I CQ↑→V EQ↑→V BE↓→I BQ↓→I CQ↓，结果抑制了I CQ的变化，从而获得稳定的静态工作点.图2.1.1 阻容耦合共射极放大器2.1.2静态工作情况：放大器接通电源后，当所输入交流信号为零时，则放大电路中只有直流电源作用，电路中的电压和电流都是直流量，此时的工作状态称为直流工作状态或静态。
晶体管各极电流与各极之间的电压分别用IBQ 、ICQ和UBEQ、UCEQ四个直流参数表示。
它们代表着放大器的输入、输出特性曲线上的一个点，称它们为放大器的静态工作点，用Q 表示.如图2.1.2所示。
I BEU BEQCECEI CQ图2.共发射极放大器的静态工作点图2.1.2静态工作点2.1.3 动态工作情况：放大电路接入输入信号u i 后的工作状态，称为动态。
在动态时，放大电路是在输入电压u i 和直流电压E c 的共同作用下工作，因此，电路中既有直流分量，又有交流分量，各极的电流和各极间的电压都在静态值的基础上叠加一个随输入信号作相应变化的交流分量。
如图2.1.3所示。
（2）IwtI C(3)(4)(5)(6)wtU CE图3.动态分析图2.1.3 信号的动态变化由图2.1.3可得到以下结论：（a）在适当的静态工作点和输入信号幅值足够小的条件下（使晶体管工作在特性曲线的线性区），晶体管各极的电流（IB 、IC）和各极间的压（uBE、uCE）都是由两个分量线性叠加而成的脉动量，其中一个是由直流电源EC引起的直流分量，另一个是随输入信号ui而变化的交流分量。
单管三极管放大电路实验
实验三三极管放大电路实验一、实验目的1．学习测量和调整放大器的静态工作点；2．学习测量电压放大倍数；3．了解共射极放大器的参数变化对静态工作点、放大倍数及输出波形的影响。
二、实验与原理电路图单管交流放大实验电路如图6-1所示。
图6-1 三极管放大电路实验电路图1．由三极管组成的放大电路为了获得最大不失真输出信号，必须合理设置静态工作点。
如果静态工作点太高或太低，或输入信号过大，都会使输出波形产生非线性失真。
对于小信号放大器，工作点都选择在交流负载线的中点附近，一般采用改变偏置电阻R B的方法来调节静态工作点。
2．电压放大倍数A u是指放大电路正常（即不失真）工作时对输入信号的放大能力，即A u=U o/U i，式中，Uo、Ui为输出和输入电压的有效值，可以用晶体管毫伏表测量。
三、仪器设备1．直流稳压电源2．晶体管毫伏表3．万用表4．信号发生器5．示波器四、实验内容与步骤1．先将直流稳压电源得输出调至+15V（以万用表测量的值为准），然后关掉电源。
用导线将电源输出接到实验电路板上，并按图6-1接好实验电路（R C=2.4kΩ），检查无误后接通电源。
2．三极管放大电路的静态研究（1）调节R w使放大器的发射极电位U E =2V左右，然后分别测出U B、U C，再计算出U BE、U CE、I C的大小（已知β=200)。
（2）左右调节R w，分别观察表格6-1中各量的变化趋势，并记录。
表6-13．三极管放大电路的动态研究（1）重新调节静态工作点U E =2V左右。
（2）使信号发生器输出1kHz、10mV的正弦波信号，接到放大器的输入端，将放大器的输出（R L=∞）信号接至示波器上观察输出波形，若不失真，测出u i和u o的大小，计算出电压放大倍数，并与估算值相比较。
（3）在输出波形不失真的情况下，按表6-2中给定的条件，测量并记录输出电压u o，计算电压放大倍数。
与预习结果相比较。
表6-2*4．调出放大器的最大输出幅度：在上述条件下，接上2kΩ负载电阻，调节R B使不失真时的输出电压最大（这里是指在Q点可调的情况下，电路所能达到的最大不失真输出幅度）。
共源级(CS)单管放大电路及模拟电路设计计算方法(电路设计计算)
共源级（CS）单管放大电路及模拟电路设计计算方法（电路设计计算）1、CS单管放大电路共源级单管放大电路主要用于实现输入小信号的线性放大，即获得较高的电压增益。
在直流分析时，根据输入的直流栅电压即可提供电路的静态工作点，而根据MOSFET的I-V特性曲线可知，MOSFET 的静态工作点具有较宽的动态范围，主要表现为MOS管在饱和区的VDS具有较宽的取值范围，小信号放大时输入的最小电压为VIN-VTH，最大值约为VDD，假设其在饱和区可以完全表现线性特性，并且实现信号的最大限度放大【理想条件下】，则确定的静态工作点约为VDS=（VIN-VTH VDD）/2，但是CS电路的实际特性以及MOS管所表现出的非线性关系则限制了小信号的理想放大。
主要表现在：【1】电路在饱和区所能够确定的增益比较高，但仍然是有限的，也就是说，在对输入信号的可取范围内，确定了电路的增益。
电路的非线性以及MOS管的跨导的可变性决定了CS电路对于输入小信号的放大是有限的，主要表现在输入信号的幅度必须很小，这样才能保证放大电路中晶体管的跨导近似看作常数，电路的增益近似确定；【2】CS电路也反映了模拟CMOS电路放大两个普遍的特点，一是电路的静态工作点将直接影响小信号的放大特性，也就是说CMOS模拟放大电路的直流特性和其交流特性之间有一定的相互影响。
从输入-输出特性所表现的特性曲线可以看出，MOSFET在饱和区的不同点所对应的电路增益不同，这取决于器件的非线性特性，但是在足够小的范围内可以将非线性近似线性化，这就表现为在曲线的不同分段近似线性化的过程中电路的增益与电路的静态工作点有直接关系，可以看出，静态工作点的不同将决定了电路的本征增益。
这一点表现在计算中，CS电路的跨导取决于不同的栅压下所产生的静态电流，因此电路的增益是可选择的，但是其增益的可选择性将间接限制了输出电压的摆幅。
这些都反映了放大电路增益的选择和电流、功耗、速度等其他因素之间的矛盾。
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第2章单管放大电路的设计2.1 单管放大电路方案设计2.1.1 工作原理晶体管放大器中广泛应用如图 1.1.1 所示的电路，称之为阻容耦合共射极放大器。
它采用的是分压式电流负反馈偏置电路。
放大器的静态工作点Q主要由R、R、B2B1R、R及电源电压+V所决定。
该电路利用电阻R、R的分压固定基极电位V。
BQCB2CCEB1如果满足条件I>>I，当温度升高时，I↑→V↑→V↓→I ↓→I↓， CQBE1EQBQBQCQ结果抑制了I的变化，从而获得稳定的静态工作点. CQ图2.1.1 阻容耦合共射极放大器2.1.2静态工作情况：放大器接通电源后，当所输入交流信号为零时，则放大电路中只有直流电源作用，电路中的电压和电流都是直流量，此时的工作状态称为直流工作状态或静态。
晶体管各极电流与各极之间的电压分别用I、I和U、U四个直流参CEQBQBEQCQ数表示。
它们代表着放大器的输入、输出特性曲线上的一个点，称它们为放大器 1的静态工作点，用Q表示.如图2.1.2所示。
i B i CI Q BQ I CQ u oouU CE U BECEBEQ图2.共发射极放大器的静态工作点图2.1.2静态工作点2.1.3 动态工作情况：放大电路接入输入信号u后的工作状态，称为动态。
在动态时，放大电路i是在输入电压u和直流电压E的共同作用下工作，因此，电路中既有直流分量，ci又有交流分量，各极的电流和各极间的电压都在静态值的基础上叠加一个随输入信号作相应变化的交流分量。
如图2.1.3所示。
u B Ui bUBW）（1wt）（2i Ci ii cbBII BC wtwt(3)(4)u o u u CEceU CE wtwt(6)(5)动态分析图3. 2图2.1.3 信号的动态变化由图2.1.3可得到以下结论：（a）在适当的静态工作点和输入信号幅值足够小的条件下（使晶体管工作在特性曲线的线性区），晶体管各极的电流（I、I）和各极间的压（u、u）都CEBBEC是由两个分量线性叠加而成的脉动量，其中一个是由直流电源E引起的直流分C量，另一个是随输入信号u而变化的交流分量。
i（b）当输入信号u是正弦波时，电路中的各交流分量都是与输入信号 u ii同频率的正弦波，其中 u、i、i、与 u同相，而u、u与u反相。
输出电压icobecebi 与输入电压相位相反，是共发射极放大器的一个重要特性。
（c）输出电压u与输入电压u不但是同频率的正弦波，而且u的幅度比ooi u的幅度大的多，由此说明，u经过电路后被线性放大了。
从图3中还可以看出，i i 只有输出信号的交流分量才能反映输入信号的变化。
因此，放大器的放大作用，只是指输出信号的交流分量与输入信号的关系，并不包含直流分量。
2.1.4放大电路的非线性失真:信号通过放大器后，如果输出信号的波形与输入信号的波形不完全一致，则称为波形失真。
由于晶体管特性曲线的非线性所引起的波形失真称为非线性失真。
产生非线性失真的原因与放大器静态工作点选择的是否合适有关。
如图2.1.4a所示，由于静态工作点选择恰当，输入电压的正负半周在放大过程中得到了同等的放大。
图2.1.4a 静态工作点Q、和i、i、u的波形CEBC如果静态工作点选择不当，而输入信号u的幅度又较大，使得放大器的工作范i 3围超出了晶体管特性曲线的线性区，就会产生波形失真。
在放大电路中常见的失真有以下四种：1)由于输入特性曲线的非线性引起的失真；如图2.1.4b所示，静态工作点Q选择在输入特性曲线的较低位置，而输入信号u的幅度又较大，因此工作点Q在晶体管输入特性曲线上非线性显著的线i段上移动，虽然输入信号u是正弦波，但i却是一个正负半周不对称的失真了 b i的波形，如图中阴影所示，这样就导致了放大器输出信号的失真。
5图图2.1.4b 输入特性曲线的非线性引起的失真2)由于输出特性曲线的间隔不均匀引起的失真；图2.1.4c是一个N P N型晶体管的输出特性曲线，由于特性曲线的间距不均匀，因此各点的β值不相等。
此时，虽然i是不失真的正弦波，但放大电路b的输出波形也会失真。
假设I=30μA，i=20sinωt （μA），因此，i在50μA BbBQ到10μA之间变化，工作点在Q与Q之间移动，从图6中可以看出，Q点到Q112点间的β值大于Q点到Q点间的β值，这样，i的正负半周就得到了不同程度的b2放大，结果造成了输出电压波形的失真，如图2.1.4c中阴影所示。
4输出特性曲线的间隔不均匀引起的失真饱和失真图2.1.4d 2.1.4c图 3) 饱和失真的位置偏高，接近输出特性曲线的饱和区时，若输入电压当静态工作点Qiu 正半周的部分时间内，晶体管进入饱和区工作，此时u的幅度较大，则在bii点移动Q2.1.4d所示，当i沿正半周方向增大时，工作点从可能不失真，如图b的关系。
因此，=iβi到Q，进入了饱和区。
在饱和区内，β值很小，且不存在bc1）u （i却不增加，结果i的正半周出现了平顶，相应地u继续增大，但虽然i ocbcec i 的减少，工作点又退回到放大区内，的负半周也出现了平顶。
以后，随着i cb的正比关系。
这种由于放大电路的工作点在部分时间内进i=i与又恢复了iβbcb入饱和区而引起的波形失真称为饱和失真。
）截止失真45截止失真图2.1.4e的位置很小时，静态工作点Q（a）所示，当静态偏置电流I如图1.4.5BQ进的幅度较大时，在u偏低，接近输入特性曲线的截止区，因此在输入电压u ii，晶体管i=0入负半周的部分时间内出现u小于发射结导通电压的情况，此时BBE的负半周出现了平顶。
对应到晶体管的输出特性曲线上，如图在截止区工作，i b）不随（ui、u（b）所示，此时工作点移到Q点后的一段时间内，i、2.1.4e ocbce1）的正半周出现了平顶。
这种由u（i的负半周出现了平顶，uu而变化，i和ocbice于晶体管进入截止区而引起的失真称为截止失真。
可以看出静态工作点设置不当和输入电压幅值较大是引起非线由以上分析，只要适当地调整静态工作点的位置使它与输入电压的因此，性失真的根本原因。
就可以减少或避做到在放大过程中晶体管不进入饱和或截止状态，幅值相适应，的位置，使Q免非线性失真。
例如，要消除截止失真，就必须提高静态工作点的值R> i。
这样在放大过程中工作点就不会进入截止区，这可以通过减小I b1BQbm 点适当地离开饱和区，Q 使R来达到。
如果要消除饱和失真，可以通过增大的值b1减小时，Rb）所示，当的值使晶体管离开饱和区。
如图2.1.4e（也可以减小R cc）中虚线）b2.1.4（直流负载线和交流负载线都变陡。
由于直流负载线变陡（图作用点。
从图中可以看出，当同样的QiI不变，静态工作点便由Q点移到而bBQA′′′点之间移动，放大器工作在放大区内，从而避免了饱和时，工作点在QQ点与也可以避免波形另外在静态工作点确定后，适当地减小输入电压的幅值，失真。
失真。
2.2参数计算与元件选择： 1）直流参数电路所示，2.1.1、U。
如图U共发射极放大器的直流参数主要有I、I及BEQCEQCQBQ这些直流参数的关系式如下：) +RR/ ( R = U -U? U = EU b2 BQb2 BEQC EQ b1BQ(2.2.1) = U /R? I = I eEQCQBQU= E -IR - U? E - IR - U BQCQCEQ CEQ CCCQC将已知的E 、R、R 、R 、R 及?值代入（1），即可算出I、I及U三个CEQCb1CQeb2cBQ 6直流参数。
）交流参数2与输出电阻R、输入电阻共发射极放大器的交流参数主要有电压放大倍数A iuo等：、最大输出电压幅度UR omo：电压放大倍数A 1)?oL (2.2.2) ??A?uo ru bei = R // uo'uRR ，式中负号表示输出电压与输入电压的相位是相反的。
其中R?LcL r称为三极管的动态输入电阻：be)mV26(? (2.2.3)?(?)r?300be)mAI(c元件的选择：）3。
测得β=75通过万用表直接Rβ由于要求）2000-３0 （26β/（i=r=300+(1+mA>2k)26mv/IΩ所以，I CQbeEQA，～A,I=(510) I=120μ，取mA=1.14mAI＝0.9mA, I=I/ β＝12μBQCQBQCQ1若我们把Ω I＝3.33Ｋ＝若取Ｖ＝０.25 ，Ｖ3Ｖ，则Ｒ＝ＶＣＣCQＥＱ/ＥＱＥＩ＝V－）/取33R＝（V,Ω=31 /I取Ｒ3.3KΩ,R=V=(V+V)/IKΩ, KＢＱＢ１ＣＣ1BE1B2ＥEQBE的电位器串连（实验结束时，应测量电位Ω的电阻与10089ＫΩ，用2.2ＫΩ K30.Au＞器的具体值）要求?oL???A可得,CＬuo ur ibe C= C>= 10/2πfRc+R)=10μF 'uR R＝2kΩ,则R=2.2k根据ΩLＬB C C＞＝１/2πf（R/R＝r+R/1＋β）＝100uf.SbeＬＥＥＳ7第3章、实验仿真与调试3.1 EWB仿真图：按照图3.1.1电路给出的元件值和电路图接线一个单级放大器。
图3.1.1静态工作点的测量接线图如下：83.1.2图=3.794V可读出：U由图3.1.2BQ2.1.4 图图 2.1.3可知3.1.4U=7.969V 由图=3.099V可读出由图3.1.3:U CEQEQ9图3.1.5输入Ui为1KHz,10mv,改变R使U=U/2,测得R=R=2.7KΩ2ii图3.1.6图3.1.7在波形不失真的情况下(如图16所示)，测得R=2.18KΩO图3.1.8103.2 电路的调试过程与方法按照图3.2.1分压式共射极偏置放大器电路图以及所给出的元件值安装一个单级放大器。
+VccRwRc图中：R=2.2kΩ，b1R=100kΩ，w Rb1c1R=33kΩ，R=2.2kΩcb2R'C，=10μFC=10μF，C uo312）μF=100Rb2u i c eRe图17.分压式共射极偏置放大器电路图分压式共射极偏置放大器图3.2.11）静态工作点的测量与调整：静态点由管子的I、I、U、U 确定，I很小（?A数量级）一般不测BQ BEQCQBQCEQ它。
测量步骤：a)不接输入信号，调节直流电源至选定的直流电压E，接通电源。
C b)检查放大器各级电压判断其是否正常工作；用万用表的直流电压档测量图18中c对地与图17 分压式共射极偏置放大器电路图e对地的电压，如果U= E或U= 0则说明I= 0，晶体管工作在截CQ CCQ EQ止区；如果U太小，例如U－U= U? 0?5V，则说明I太大，使R上压降过cCEQ EQ CQCQCQ 大，晶体管工作在饱和区。