共射放大电路试验报告x

1、力VHJ象实验报告课程名称：电子电路设计实验指导老师：李锡华，叶险峰，施红军 成绩： 实验名称：晶体管共射放大电路分析实验类型：设计实验同组学生姓名：一、实验目的1学习晶体管放大电路的设计方法，2、掌握放大电路静态工作点的调整和测量方法，了解放大器的非线性失真。3、 掌握放大电路电压增益、输入电阻、输出电阻、通频带等主要性能指标的测量方法。4、理解射极电阻和旁路电容在负反馈中所起的作用及对放大电路性能的影响。5、学习晶体管放大电路元件参数选取方法，掌握单级放大器设计的一般原则。二、实验任务与要求1. 设计一个阻容耦合单级放大电路已知条件：vcc=+10V，RL=5.1kO，Vj=lomV,Rs

2、 =600Q性能指标要求：fL7.5kQ2. 设计要求(D写出详细设计过程并进行验算(2) 用软件进行仿真3. 电路安装、调整与测量自己编写调试步骤，自己设计数据记录表格4. 写出设计性实验报告三、实验方案设计与实验参数计算共射放大电路（一）电路电阻求解过程（0=100）（没有设置上课要求的160的原因是因为电路其他参数要求和讲义作业要求基本一样为了显示区 别，将P改为100进行设计）：（1） 考虑噪声系数，高频小型号晶体管工作电流一般设定在ImA以下，取lc=lmA（2）为使Q点稳定，取Vbb =2Vcc，即4V,5（3）Re vBBo”=33k”,恰为电阻标称值2 Vcc- Vbb - 4

3、V（4）R R2Ri ： R2 - 3： 2取R2为R下限值的3倍可满足输入电阻的要求，即 F2=22.5kR=33.75kQ;V-V由 IRi =10b=0.1 m A,R ccb=60KHR2 =40KIRi综上：取标称值R仁51 k 丄R2=33kV rAVT Va =25-Ie Ic从输入电阻角度考虑：R产RVIWP+1）亿+Z%I）75%!,R尸9kn l/=-Krf=6V取（获得4V足够大的正负信号摆幅）得:Rfi 二8iy% 二3,3kft/% 二6.6kfi从电压增益的角度考虑:5100%： 卜.t 15V/V,取丄；得:A1J7.nr%爲住为（二）电路频率特性（1）电容与低频

4、截止频率取一一：%/%刘。+.+ 需兮=+83%pfCE取标称值钵EC】心取椎荐的标称值224F（三）参数指标验算过程由已确定的参数：Rg = 86aRf2 = 3，= 4&i I V =+iov R=5ikcV=lomV,Rs =60g , Cl = G=22p/%= 47(IF 计算得：IC = %iZBf o.9i 7mA,Vcc /CRC = 5.323V, | j4J =20.24学，=20.24 Ri =a30Sfcn 7.SkQ,fi = =4 = 26 HZV 30HZi，所有参数符合指标四、实验步骤与过程（一）实验电路仿真:1. 代入参数的实验电路 RShiax(V1(RS)

5、利用标尺得到电压增益为 178.55mw9-993mv=17.87;(2) .上下限截止频率与通频带：同样是上面的频域增益波形，利用OrCad自带的信号处理函数可以得到：FI=26.24877H乙FH9.99MHZ由于FL相对较小，通频带近似为FHEValUateMeasurement0CUtofLHighPaMRLA/1 (flE) j2B.24&77CUtolf LoWPaSS 3dBI V2 | RL 1 f RS /1 eeO61meg :MaX(V2(RLyVI(RS)17 61201 :输入电阻:观察V(VS+H(C1的频域波形，利用标尺可得，当信号源的频率为1 Khz时,输入电阻

6、Ri=7.6816kQ4 数据处理与误差分析ICVCE VBE VC AV FLRI理论计算值0.9172210.75.32320.2268.305电子仿真结果0.8922380.6225.4517.826257.6816相对误差0.027263 0.0769230.023850.116100.009610.075063计算可得除VCE外直流工作点的相对误差约为 25%,而频幅特性相对误差约为10%,较大;直流工作状态的误差主要是由于将 VCE直接认定为0.7V导致的，而交流特 14是由三极管直流工作点决定的，且计算时忽略了电容对电路产生的影响，且忽略厄 利效应, 所以会有至少3类误差的叠加，

7、导致误差较大.(二)实际电路测试：1 测试原理：(注释：由于事先不知道实际测试电路所用三极管放大倍数只有160的,而我设计是用100的，所以在测试时无法利用我的设计方案，采用了另一个设计方案，附在报告最后)1 静态工作点：(1) 按元件参数安装、连接电路(2) 不加输入信号，调节Q两端的电压使IC符合设计值(3) 测量放大电路的静态工作点，并和理论值相比较2. 电压增益：(1 )保持静态工作点不变，利用示波器观察输入信号波形，调节信号源，使输出信号为频率1kH乙幅值30MV的正弦波.(2) 输入、输岀波形用双踪显示观察，指出它们的相位矢系。当输入输出波形无失真时， 分别读出Vi、V。的峰峰值，

8、记入表格(3) 增大输入信号幅度，用示波器监视输出波形。使输出波形出现失真，记下此时的输出 波形草图，说明首先出现的是哪种失真。测出最大不失真输出电压峰值，记入表格。(4) 接入负载R=5.1kQo重做上述步骤，分析负载对电压增益的影响。3. 输入电阻：(1) 在信号源与被测放大器之间串入一个与R同一数量级的已知电阻R在输出波形不失真的情况下，分别测出Vs和V,则放大器的输入电阻为：辿Vi(Vsv)/R4. 输出电阻：V。和接入负载(1)输出波形不失真的情况下，分别测出输出端空载时的输出电压Rl后的输出电压V。，则放大器的输出电阻为：处 VoVj_ F）Rl5. 幅频特性：电压增益下降到中频增

9、益 0.707倍时（分贝数下降3dB）所对应的的上、下限频率即f fLH（0在lc为设计值、R-二情况下，输入IkHZ正弦信号，改变输入信号幅度，使输出电压峰峰值为05VoppmaX左右。测出此时输出电压峰峰值Vopp（2）保持放大器输出电压Vi幅度不变，改变信号源输出频率（增大或减小），当输出电压值达到0707VoP4值时，停止信号源频率的改变，此时信号源所对应的输出频率即为fL,fH2实验数据记录（1）.静态工作点:I c/mAVceVVbeVWV理论值（仿真）0.975.7560.6444.938实际值（测试）1.005.620.644.87（2）.电压增益:实测值（峰峰值）计算值仿真值

10、Vi/mVVo/VAvAvRr= 859.62.94-49.346.87546.2RL=5.1kQ59.61.49625.1 23.68-23.1相对误差Rl=oo6.71%1.46%基准R=5.1kQ8.66%2.51%基准（3）输入电阻R （理论值）仿真值RVs/mVVi/mVR （实际值）8265 Q7272 Q7900 Q55.2277564 Q（4）输出电阻Rd （理论值）仿真值Vo/VVo2/VRlRs （实际值）5100 Q5021 Q1.4962.945100 Q4900 Q（5）幅频特性实测值理论值（仿真）fL39.0HZ31.5HZfH0.2MHZ15.7MHZ3 结果分析

11、：1 静态工作点：理论值和实际值相差不大，在合适的工作范围内，相对误差已随表给出 估计静态工作点的误差一部分是由于计算时默认 VBE-O.7V,而实际为0.64V造成的.2. 电压增益：（1 ）加入负载后，电压增益下降，本次实验的负载和Fc相同，带负载电压增益减半。可以看出，若要获得更大的电压增益，且不考虑其他因素，在甩相同的情况下，负载电阻越大越好。但最大不失真输出电压的峰峰值（输入信号摆幅）减小，容易出现饱和失真（在静态工作点较高时）、或截止失真（静态工作点较低时）。（2）利用示波器双踪显示同时观察输入输出波形，不断增大输入信号的幅度，观察发现输出 信号最先产生削顶现象，即电路最先产生截止

12、失真；继续增大输入信号的幅度，然后输出信号 发生削底现象，即饱和失真由示波器的标尺分别测量得到最大不失真输岀电压峰峰值和饱和失真的输出电压峰峰值输入与输岀信号相位差恒定为（2k+1）.!,反RL=ooRL=5.1k Q未失真临 界峰峰值ViVoViVo截止失真39mV4.2V65.2mV2.98mV（3）最大不失真输出电压峰峰值测量为 4.2V,与理论分析值接近：由于直流偏置信号为15V,且设计时的直流工作点工作在VC=10.053V情况,所以不失真的信号摆幅约为5V,最大不失真输岀电压峰峰值5V,而4.2V8k0，Re,=82 q符合要求，R二8265Q(7) R三2 =Re*Rei : 4.3kVe = 1 OV5kO，取标称值心(9)旦血 20，带入计算得Av =23.8，符合要求