共射放大电路计算、仿真、测试分析报告

1、实验三 共射放大电路计算、仿真、测试分析报告(请在本文件中录入结果并进行各类分析，实验结束后，提交电子文档报告)实验目的:掌握共射电路静态工作点的计算、仿真、测试方法；掌握电路主要参数的计算、中频时输入、 输出波形的相位关系、失真的类型及产生的原因；掌握获得波特图的测试、仿真方法；掌握负反馈对增益、上下限截频的影响，了解输入输出间的电容对上限截频的影响等。实验设备及器件：笔记本电脑(预装所需软件环境)AD2 口袋仪器电容：100pF、0.01 F、10 F、100 F电阻：510*2、300 1kQ> 2k 10k0*2、24k Q面包板、晶体管、2N5551、连接线等实验内容：电路如图

2、3-1所示(搭建电路时应注意电容的极性R1 24k100pFC41R51kVcc 5VC3C110 FVR210ko10 FR351R4300VTJLR6 I10kC2100 FVo图3-1实验电路1 .静态工作点(1)用万用表的3测试功能，获取晶体管的3值，并设晶体管的Vbe=0.64V, rbb，=100(源于Multisim 模型中的参数)。准确计算晶体管的静态工作点(I bo I eq Vceq并填入表3-1 )(静态工作点的仿真及测量工作在C4为100pF完成)；主要计算公式及结果：I(cq)=I(eq)=(v(BQ)-v(BEQ)/(R3+R4)=2.37mA I(BQ)=I(CQ

3、)/(1+beta)=12.46*10A-6 A晶体管为2N5551c用万用表测试放大倍数3 (不同的晶体管放大倍数不同，计算时使用实 测数据，并调用和修改 Multisim 中2N5551模型相关参数，计算静态工作点时，VbeQ=0.64V)。 静态工作点计算：V(CEQ尸V(CC)-I(CQ)*(R5+R3+R4)=1.798V(2)通过Multisim 仿真获取静态工作点(依据获取的3值，修改仿真元件中晶体管模型的参数，修改方法见附录。使用修改后的模型参数仿真Ibq Ieq VCEq并填入表3-1);V(CEQ)=1.517v(3)搭建电路测试获取工作点(测试发射极对地电源之差获得Ieq

4、,测试集电极与发射极电压差获取VCEQ,通过3计算I BQ,并填入表31 )；主要测试数据：表3-1静态工作点的计算、仿真、测试结果( 。为100pF)I BQ (科 A)I eq (mAI cq (mA3 (实测值)计算值13.922.372.37169仿真值12.462.122.11测试值(4)对比分析计算、仿真、测试结果之间的差异。计算值偏大，大于仿真值，测试值2 .波形及增益(1)计算电路的交流电压增益，若输入 1kHz 50mV (峰值)正弦信号，计算正负半周的峰 值并填入表3-2中(低频电路的仿真及测量工作在C4为100pF完成)；主要计算公式和结果：增益Av=-beta*(R5/

5、R6)/(rbe+(1+beta)*R3=-14.32峰值：50*14.32=716.0mV(2) Multisim 仿真：输入1kHz 50mV (峰值)正弦信号，观察输入、输出波形(波形屏幕拷贝贴于下方，标出输出正负半周的峰值，将输出的峰值填入表3-2中)；3-2）。（信号源输出小（3）实际电路测试：输入 1kHz 50mV （峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏 幕拷贝贴于下方，标出输出正负半周的峰值，将输出的峰值填入表 信号时，由于基础噪声的原因，其信噪比比较小，导致信号波形不好，可让信号源输出一个较大幅值的信号，通过电阻分压得到所需50mV年值的信号建议使用 51 和2k 分压

6、）2C：9-T-17 ：3:：5 豆底耳内滋忖耍戒it：g出“叫次到微猛庇感LT -»H 3 %呜1 IihoL：10 55DC uiA1Ji 1，口ptiGkE1岫 Cluaai1 日 ChsEJwl1瞪Ej 1 i21 rtVAI 3 :nJEI 口壬针：0 V h净J DC tiX/t表3-2 波形数据（G为100pF）输入输出正半输出负半输出正半周峰值输出负半周峰值周峰值周峰值与输入峰值比与输入峰值比计算50716-71614.32-14.32仿真50692.3-710.213.91-14.48测试50708.2-708.214.16-14.16(4)波形与增益分析：(a)仿

7、真与测试的波形有无明显饱和、截止失真； 没有(b)仿真与测试波形正负半周峰值有差异的原因；计算时晶体管电阻有忽略(c)输出与输入的相位关系； 反相(d)计算、仿真、测试的电压增益误差及原因； 计算时数据有近似，晶体管电阻有忽略, 测试时外界还进变化，3值变化，测量误差等(e)其他。3 .大信号波形失真(1) Multisim 仿真：输入1kHz 130mV (峰值)正弦信号，观察输入、输出波形(波形 屏幕拷贝贴于下方)(低频大信号的仿真及测量工作在以为100pF完成)；=-涓由非VC/门 .时间逋道/迪道_日0.000 s0.000 V7.197mV,T2 *。，叩Qs0 JOO V7,197

8、mVT2-T10.000 s0.000 V0.000 V时基.通道A标凰 Mu小刻度1 WDMX轴位移（格）：o| 丫轴位移（格卜0Y/T添加B/A知B交流0直流（2）反向保存外触发通道B触发刻如网吧出边沿：国工司同卫.¥轴包移(格)：|。水平：口1 V1 |a|o|aa|-|翁 怪组 正常自划7(3)(4)（2）实际电路测试：输入 1kHz 130mV （峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏 幕拷贝贴于下方）；WorkspaceSettings Window HelpWelcome . Ktlp. Supplier回 Hatwork 1. Wa即/电n L Saoje 1 日

9、mdcrwKuto匚harm生1 1Condit:Mutual Tri ggerValcoaieChaTintlConditSource饱和失真由于这个晶体管3值可能偏4分析对比仿真与测试的波形，判断是饱和失真还是截止失真。2019-05-17 10:38130mV寸的信号没有明显失真0.15mV的有效值后失真明显4 .频率特性分析4.1 C 4为100pF时电路的频率特性分析(1) Multisim 仿真频率特性，给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上 限截频、下限截频，并将数值填入表3-3)(2)利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标

10、定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-3) ¥*中匕口5 L IYai 匚0，nr日ialjpEuftjL 1 £-aSeal e Lrijr trLthnEcPf Elnild » Illtj521p>|B：|i HKz| 幻叫IOC jDaciite: IS, 711717一1.'! t100 XIHIE1 RHtI；*ii 311:a/AI - L 柘*62“宓 r /drffA !一沮 L；MEiTr；,：rO口T祠加长15 dB A: -d的普盟恋AZ AI s -|>.：|B589 dB/dccIJz<."

11、;d&EHG£f set: Hod*:CoKtanl "A*plliu4a|50 kV-/ Ec闻i i to r"bariL 1hl is： JE，T叩；|瓠dB、B«t E| T。dE*S1«CTrLii.n ph4一ofnMB M Rm皿|aau .i|l _Clr: Tr.l OftBIr 四型 Charr.clChianpr l IOffsetr a 11 X5 CharUae-l 之七GiiJI-s I IDIb£Sj2I EEJlut i .'K(3)对比分析仿真与测试的频率特性:表3-3 100pF电路

12、频率特性增益(dB)下限截频上限截频计算23.119仿真23.09514.05Hz3.188MHz测试22.88215.681Hz1.969MHz对比分析：测试上限截频远小于仿真值，可能晶体管受环境变化，面包板上电路连接问题，电气性能，采样较少带来误差4.2 C 4为0.01 F时电路的频率特性分析(1) Multisim 仿真频率特性，给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-4)（2）利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-4）售Vcrlcsp&c

13、E GeTnq，Wndmu *|pV。】匚0n 7小IpF * V«i I 1Seale: L蜡鳍it hi ie* St-irt!i* , 1 -f* Add Chtraulri i? tni Tw ,!L Be - 1 HHz | 2015-06-37 UzESiLA. JlUA： a Mi蛭&鸣数Cl： Ift.1 S卬p i=-jtpiloc j igIj IKiCSi -ao.而rF觉顿 （ip A.制法位7 加&凸厘:应-7嘲阊&电S团再w”Di-fpci: uKrige:国| 口心 t-up.（3）对比分析仿真与测试的频率特性：表3-4 0.01

14、科F电路频率特性增益（dB）下限截频上限截频计算23.119仿真22.91815.685Hz34.904KHz测试22.66715.478Hz38.478KHz对比分析：下限截频仿真值与实验值较为接近，误差较小，上限截频误差较大。4.3 C 4电容不同时电路的频率特性分析与比较思考扩展：在本实验中，三极管 2N5551c的基极与集电极之间存在电容C4,在实验中，C4在电路中起着什么作用，其电容大小是否会对电路造成影响，造成了什么影响？表3-5电路频率特性比较增益（dB）下限截频上限截频计算23.119_ -二二8""一一仿真（100pF）23.09514.05Hz3.188

15、MHz5.深度负反馈频率特性分析将发射极电阻R3和R对调位置（即：改变交流负反馈深度，但静态工作点不变）。计算中频增益：5.1 C 4为100pF时深度负反馈电路的频率特性分析（1）电路中C4为100pF时，Multisim 仿真频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-5）幅值设置850.436 kHzS.386 dB仿真（0.01科F）22.91815.685Hz34.904KHz测试（100pF）22.88215.681Hz1.969MHz测试（0.01WF）22.66715.478Hz38.478KHz使用较大的电容会降低增益，降

16、低下限截频上限截频（2）利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-6）Q 20* 量n 1A nfltwerh 1 O-o.& -O. H：-48SiSZSy dBCl: 6. W1(I7C6 dBC2s 也乎能担dBd dWISMKT dBStuglE Run Sca.le: LMaxilbri工:-L Elz| 工 业二3 £。口，亡!1sl |2匕*061719ZN r OCpnzr dB/df-cJ /De lid- ;15. T1171r-" n'a?agan

17、offset； |o q lodir:Ci3ru tantAjipl i tkidjE 11 ri”- Ud 5rLi udg/ KelatLve to 1chinrgi*E:liETop:配七上外上j "Spec iriiriCuetM Oneduirt.a TtdAnd rsnn&l !h Jl -1 -OfffiettCfilOffset: |d /Gin:11 I十守TTX£； 1.O73T 1Hz Al? lf O73T Z叵 PlwsaOlfs-st ; ft«n|s«a11ttLlMil Tri “AT出*8收货器凯V：加依NUMW

18、R |n| SUtU0t I（3）对比分析仿真与测试的频率特性（含R和R未对调前的数据）表3-5 100pF 电路加深反馈前、后的频率特性对比增益（dB）下限截频上限截频计算（浅负反馈）23.119仿真（浅负反馈）23.09514.05Hz3.188MHz测试（浅负反馈）22.88215.681Hz1.969MHz计算（深负反馈）9.911仿真（深负反馈）9.234.936Hz1.838MHz测试（深负反馈）9.1374.735Hz1.074MHz分析加深负反馈前后仿真与测试的指标差别，包括前后增益的变化、前后上下限截止频滤的变化等。加深负反馈后，增益减小，下限截频减小，上限截频降低5.2 C

19、 4为0.01UF时深度负反馈电路的频率特性分析(1)电路中C4为0.01uF时，Multisim 仿真频率特性，给出波特图(波特图屏累拷贝贴于卜方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-8)皮特贝模式水平幅值对数线性50控件反向MHzHz相位保存设置9.172 dB259.95m Hz(2)利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-6)41 OS44p】3： IflOV 二之二.-Udit%.寻s ra； 以鼻国画THTHIT_ 3Cl l> (X) :P! 1 Hr - 2 IKz | KH-QS-L7 13:羽：5鼠 ":Vbi1hs Mf4Htlwic刁.VSttnOffset; 0 VPgh CewtuotA色】1 wdd 90 .I-1 PHseOfEcpt； |jl 餐KMR 白二OfErnt;Q TGoin.:3 E（3）对比分析仿真与测试的频率特性（含 R和R未对调前的数据）： 表3-6 0.01uF 电路加深反馈