高频电路(仿真)实验讲义

1、高频电路（仿真）实验讲义光电学院电子科学与技术系2011年2月实验一、共射级单级交流放大器性能分析、实验目的1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。2、 学习放大器的放大倍数（Au）、输入电阻（Ri）、输出电阻（R。）的测试方法3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。4、 熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。Ub5 IOUbe,、实验原理如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。该电路设计时需保证|ipI510Ib,则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电路的静态工作点不会发生变化。

2、Ub=一1 1 K2VccUB - URE|CU |E=由上式可知，静态工作时，Ub是由R1和R2共同决定的，而 Ube般是恒定的，在到之 间，所以Ic、|e只和有关。当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而Ic欲要变大时，由于Re的反馈作用， 使得Ube节压降减小，从而Ib减小，Ic减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。所以该 电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，前提是只要电路设计的得 当。调整电阻Ri、R2,可以调节静态工作点高低。若工作点过高，使三极管进入饱和区，则 会引起饱和失

3、真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。图1-1分压式单级放大电路如图1-1,6 C2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流信号。发射极旁路电容Ce 一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相当于交流接地。也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。电路的放大倍数 Au=：,输入电阻Ri=R1/ R2 / rbe，输出电阻Ro=FL空载时Rd=FC。当发射极电容断开时，在发射极电容上产生交流负反馈，电压的放大倍数为pRI/Au=.，输入电阻R=R1 / R2 / 。输出电阻仍近似等于集电极负载电阻。、实验内容（一）如图1-2所示，建立放大电路，进行静态分

4、析。图1-2静态工作点的调整与测试注意，电路必须工作在放大区，即输出波形必须对称（因为输入信号是正弦波）且和原来的信号保持协调。只有设置好静态工作点才可以进行下一步。此步骤就是要选择合适的Ri、R2。（二）动态分析动态分析时，实验中一直使用的信号。F=1000HZ,Vpp=28mv。如图1-3所示:十图1-3函数信号发生器在原来设置好静态工作点的基础上，接入信号。并按照此图进行测量电压放大倍数。（该电路另接入了一电阻 R3,以增大输入电阻）如图 1-4所示:图1-4放大倍数（加大输入电阻）计算电压的放大倍数：Au=Uo/U i输入输出电阻的测量:图1-5输入电阻的测试图1-6输出电阻的测试UU

5、U计算计算 Ri 匸(Us Ui)/Rs (Us Ui)R 和 RoUo UoUoRl（三）若是静态工作点设置不合适，则会引起失真。如图图1-7饱和失真1-7和图1-8所示。图1-8截止失真（四）有无发射极电容 CE的影响图1-9有无发射极电容的影响明显看出，在不加发射极电容Ce时，交流电压的放大倍数减小了。可见是交流的负反馈作用促成了这一结果。显然，在实际的生产实际中，我们不需要这一反馈，因此一般选择 并联上发射极输出电容，可以明显增大电压的放大倍数。但同时也增加了电路的硬件成本。（五）增大输入电阻对电路性能的影响从示波器中的波形可以看出，输入波形与输出波形的相位相反，频率相同。信号源内阻增

6、大，如图所示：比较可知，增大输入电阻，可以略微地提高电压放大倍数。Ctirur-PD- iF4niTul -PC-3皿找-MultkiwUe-r-X.A |V fl I 甘 ITi 日一4X:H阳XF 10 kfikHiTi 二mg一 iR43,3 kQ1 W0 VU24 V/10 kHi/O Deg图4-1普通调幅实验电路（2）按图4-1设置Uo、U1、U2以及电路中各元件的参数，打开仿真开关，从示波器上 观察调幅波的波形以及与调制信号 U1的关系，将示波器中观察到的两个波形（普通调幅电 路输入、输出波形）画在下方。（3）改变直流电压 Uo为4V,观察过调幅现象，做好记录并说明原因。将过调幅

7、时的 输入、输出波形画在下方。2、双边带调制电路（1）利用EWB绘制出双边带调制仿真电路（图 4-2为参考图），接上载波信号 U1、调制信号U2以及示波器。图4-2双边带调制实验电路（2）按图2所示设置Ui、U2的参数，打开仿真开关，从示波器上可以观察到双边带调制信号，说明双边带信号的特点。将输入调制信号波形及输出双边带信号波形画在下方。也 可同时画出其扩展方式的波形。3、二极管包络检波器（1）利用EWB绘制出二极管包络检波器的仿真实验电路（图 4-3为参考图）。10 UFUs2 V/200 kHz/1 kH? C1R212 kORp1 AJ/5 GO%033 uFR3Rp29/inokxio

8、o%图4-3二极管包络检波器仿真实验电路（2）按图4-3设置Us以及各元件的参数，其中调幅信号源的调幅度 M设为。打开仿真开关，从示波器上观察检波器输出波形以及与输入调幅波信号Us的关系。将相应波形图画在下方。（3）将Rpi调到最大（100%），从示波器上可以观察到检波器的输出波形将出现惰性 失真，将相应波形图画在下方。试分析其原因。（4）将Rpi恢复为最小（0%），再将RP2调到最小（0%），从示波器上又可以观察到 检波器输出将出现负峰切割失真，将相应波形图画在下方。试分析其原因。4、同步检波器（1）利用EWB绘制出双边带调制及其同步检波的仿真电路（图4-4为参考图）。其中ICi组成双边带调制电路，IC2以及低通滤波器 Ri、Ci、C2组成同步检波器。图4-4双边带调制及其同步检波的仿真实验电路（2）按图4-4所示设置调制信号 U、载波信号Uc、