第一篇：多級放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告（定稿）

多級放大電路的設(shè)計(jì)與測試

電子工程學(xué)院

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.理解多級直接耦合放大電路的工作原理與設(shè)計(jì)方法 2.熟悉并熟悉設(shè)計(jì)高增益的多級直接耦合放大電路的方法 3.掌握多級放大器性能指標(biāo)的測試方法 4.掌握在放大電路中引入負(fù)反饋的方法

二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與思考

1.多級放大電路的耦合方式有哪些？分別有什么特點(diǎn)？

2.采用直接偶爾方式，每級放大器的工作點(diǎn)會逐漸提高，最終導(dǎo)致電路無法正常工作，如何從電路結(jié)構(gòu)上解決這個(gè)問題？

3.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求

（1）基本要求

用給定的三極管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)設(shè)計(jì)多級放大器，已知VCC=+12V,-VEE=-12V，要求設(shè)計(jì)差分放大器恒流源的射極電流IEQ3=1~1.5mA，第二級放大射極電流IEQ4=2~3mA；差分放大器的單端輸入單端輸出不是真電壓增益至少大于10倍，主放大器的不失真電壓增益不小于100倍；雙端輸入電阻大于10kΩ，輸出電阻小于10Ω，并保證輸入級和輸出級的直流點(diǎn)位為零。設(shè)計(jì)并仿真實(shí)現(xiàn)。

三、實(shí)驗(yàn)原理

直耦式多級放大電路的主要涉及任務(wù)是模仿運(yùn)算放大器OP07的等效內(nèi)部結(jié)構(gòu)，簡化部分電路，采用差分輸入，共射放大，互補(bǔ)輸出等結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)出一個(gè)電壓增益足夠高的多級放大器，可對小信號進(jìn)行不失真的放大。

1.輸入級 電路的輸入級是采用NPN型晶體管的恒流源式差動放大電路。差動放大電路在直流放大中零點(diǎn)漂移很小，它常用作多級直流放大電路的前置級，用以放大微笑的直流信號或交流信號。

典型的差動放大電路采用的工作組態(tài)是雙端輸入，雙端輸出。放大電路兩邊對稱，兩晶體管型號、特性一致，各對應(yīng)電阻阻值相同，電路的共模抑制比很高，利于抗干擾。

該電路作為多級放大電路的輸入級時(shí)，采用vi1單端輸入，uo1的單端輸出的工作組態(tài)。計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)：差動放大電路的雙端是對稱的，此處令T1，T2的相關(guān)射級、集電極電流參數(shù)為IEQ1=IEQ2=IEQ，ICQ1=ICQ2=ICQ。設(shè)UB1=UB2≈0V，則Ue≈-Uon，算出T3的ICQ3，即為2倍的IEQ也等于2倍的ICQ。

此處射級采用了工作點(diǎn)穩(wěn)定電路構(gòu)成的恒流源電路，此處有個(gè)較為簡單的確定工作點(diǎn)的方法： 因?yàn)镮C3≈IE3，所以只要確定了IE3就可以了，而IE3?UR4UE3?(?VEE)，?R4R4UE3?UB3?Uon?(VCC?(?VEE))?R5?Uon

R5?R6uo1?ui1采用ui1單端輸入，uo1單端輸出時(shí)的增益Au1?2.主放大級

?(Rc//RLRL?(P//）12??2

Rb?rbeR1?rbe本級放大器采用一級PNP管的共射放大電路。由于本實(shí)驗(yàn)電路是采用直接耦合，各級的工作點(diǎn)互相有影響。前級的差分放大電路用的是NPN型晶體管，輸出端uo1處的集電極電壓Uc1已經(jīng)被抬得較高，同時(shí)也是第二級放大級的基極直流電壓，如果放大級繼續(xù)采用NPN型共射放大電路，則集電極的工作點(diǎn)會被抬得更高，集電極電阻值不好設(shè)計(jì)，選小了會使放大倍數(shù)不夠，選大了，則電路可能飽和，電路不能正常放大。對于這種情況，一般采用互補(bǔ)的管型來設(shè)計(jì)，也就是說第二級的放大電路用PNP型晶體管來設(shè)計(jì)。這樣，當(dāng)工作在放大狀態(tài)下，NPN管的集電極電位高于基極點(diǎn)位，而PNP管的集電極電位低于基極電位，互相搭配后可以方便地配置前后級的工作點(diǎn)，保證主放大器工作于最佳的工作點(diǎn)上，設(shè)計(jì)出不失真的最大放大倍數(shù)。

采用PNP型晶體管作為中間主放大級并和差分輸入級鏈接的參考電路，其中T4為主放大器，其靜態(tài)工作點(diǎn)UB4、UE4、UC4由P1、R7、P2決定。

差分放大電路和放大電路采用直接耦合，其工作點(diǎn)相互有影響，簡單估計(jì)方式如下：，UC4??VEE?IC4?RP2 UE4?VCC?IE4?R7，UB4?UE4?Uon?UE4?0.7（硅管）由于UB4?UC1，相互影響，具體在調(diào)試中要仔細(xì)確定。此電路中放大級輸出增益AU2?3.輸出級電路

輸出級采用互補(bǔ)對稱電路，提高輸出動態(tài)范圍，降低輸出電阻。

其中T4就是主放大管，其集電極接的D1、D2是為了克服T5、T6互補(bǔ)對稱的交越失真。本級電路沒有放大倍數(shù)。

四、測試方法

用Multisim仿真設(shè)計(jì)結(jié)果，并調(diào)節(jié)電路參數(shù)以滿足性能指標(biāo)要求。給出所有的仿真結(jié)果。

電路圖如圖1所示

uo2??Rc ??uo1Rb?rbe

仿真電路圖

圖1 靜態(tài)工作點(diǎn)的測量：

測試得到靜態(tài)工作點(diǎn)IEQ3，IEQ4如圖2所示，符合設(shè)計(jì)要求。

圖2 靜態(tài)工作點(diǎn)測量

輸入輸出端電壓測試：

測試差分放大器單端輸入單端輸出波形如圖3，輸入電壓為VPP=4mV，輸出電壓為VPP=51.5mV得到差分放大器放大倍數(shù)大約為12.89倍。放大倍數(shù)符合要求。

圖3 低電壓下波形圖 主放大級輸入輸出波形如圖4

圖4 主放大級輸入輸出波形圖

如圖所示輸入電壓為VPP=51.5mV，輸出電壓為VPP=6.75V放大倍數(shù)為131.56倍。整個(gè)電路輸入輸出電壓測試如圖5

圖5 多級放大電路輸入輸出波形圖

得到輸入電壓為VPP=4mV，輸出電壓為VPP=4.29V，放大倍數(shù)計(jì)算得到為1062倍 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

本電路利用差動放大電路有效地抑制了零點(diǎn)漂移，利用PNP管放大級實(shí)現(xiàn)主放大電路，利用互補(bǔ)對稱輸出電路消除交越失真的影響，設(shè)計(jì)并且測試了多級放大電路，得到放大倍數(shù)為1000多倍，電路穩(wěn)定工作。

第二篇：差動放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

差動放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）

進(jìn)一步熟悉差動放大器的工作原理；

（2）

掌握測量差動放大器的方法。

2.實(shí)驗(yàn)儀器

雙蹤示波器、信號發(fā)生器、數(shù)字多用表、交流毫伏表。

3.預(yù)習(xí)內(nèi)容

（1）

差動放大器的工作原理性能。

（2）

根據(jù)圖3.1畫出單端輸入、雙端輸出的差動放大器電路圖。

4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)電路如圖3.1。它是具有恒流源的差動放大電路。在輸入端，幅值大小相等，相位相反的信號稱為差模信號；幅值大小相等，相位相同的干擾稱為共模干擾。差動放大器由兩個(gè)對稱的基本共射放大電路組成，發(fā)射極負(fù)載是一晶體管恒流源。若電路完全對稱，對于差模信號，若Q1的集電極電流增加，則Q2的集電極電流一定減少，增加與減少之和為零，Q3

和Re3等效于短路，Q1,Q2的發(fā)射極等效于無負(fù)載，差模信號被放大。對于共模信號，若Q1的集電極電流增加，則Q2的集電極電流一定增加，兩者增加的量相等，Q1、Q2的發(fā)射極等效于分別接了兩倍的恒流源等效電阻，強(qiáng)發(fā)射極負(fù)反饋使共射放大器對共模干擾起強(qiáng)衰減作用，共模信號被衰減。從而使差動放大器有較強(qiáng)的抑制共模干擾的能力。調(diào)零電位器Rp用來調(diào)節(jié)T1,T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)，希望輸入信號Vi=0時(shí)使雙端輸出電壓Vo=0.差動放大器常被用作前置放大器。前置放大器的信號源往往是高內(nèi)阻電壓源，這就要求前置放大器有高輸入電阻，這樣才能接受到信號。有的共模干擾也是高內(nèi)阻電壓源，例如在使用50Hz工頻電源的地方，50Hz工頻干擾源就是高內(nèi)阻電壓源。若放大器的輸入電阻很高，放大器在接受信號的同時(shí)，也收到了共模干擾。于是人們希望只放大差模信號，不放大共模信號的放大器，這就是差動放大器。運(yùn)算放大器的輸入級大都為差動放大器，輸入電阻都很大，例如LF353的輸入電阻約為1012Ω量級，0P07的輸入電阻約為107Ω量級。

本實(shí)驗(yàn)電路在兩個(gè)輸入端分別接了510Ω電阻，使差動放大器的輸入電阻下降至略小于這一數(shù)值，這是很小的輸入電阻。其原因是，本實(shí)驗(yàn)電路用分列元件組成，電路中對稱元件的數(shù)值并不是完全相等；其集電極為電阻負(fù)載，而不是恒流源負(fù)載；其發(fā)射極為恒流源負(fù)載，而不是鏡像電流源負(fù)載，所以本實(shí)驗(yàn)電路的共模抑制比并不高。若本實(shí)驗(yàn)電路在輸入端不接510Ω電阻，其輸入電阻將較大，而共模抑制比不夠高，實(shí)驗(yàn)環(huán)境中存在的高內(nèi)阻共模干擾將進(jìn)入輸入端，那么輸出端的共模干擾將較大，以致使驗(yàn)證差動放大器特性的實(shí)驗(yàn)難以進(jìn)行。由于實(shí)驗(yàn)中所用信號源都為低輸出電阻信號源，所以輸入端接上510電阻后幾乎不影響實(shí)驗(yàn)電爐接受來自信號源的信號，而高內(nèi)阻共模干擾因?qū)嶒?yàn)電路輸入電阻大大下降而基本上被拒之輸入端外，從而使得輸出端的共模干擾很小，實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。輸入端接510Ω電阻并不改變差動放大器的共模抑制比。

由此可見，在可以降低差動放大器輸入電阻時(shí)，降低差動放大器輸入電阻，可提高差動放大器的抗高內(nèi)阻共模干擾的能力。

實(shí)驗(yàn)這弱的到教師的同意，可去掉實(shí)驗(yàn)電爐中的兩個(gè)510歐電阻，再做實(shí)驗(yàn)就會發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)電路輸出端的共模干擾明顯增加。

（1）

靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整與測量

將兩個(gè)輸入端Vi1、Vi2接地，調(diào)整電位器Rp使VC1=VC2，測量并填寫下表。由于元件參數(shù)的離散，有的實(shí)驗(yàn)電路可能只能調(diào)到大致相等。靜態(tài)調(diào)整的越對稱，該差動放大器的共模抑制比就越高。

測量中應(yīng)注意兩點(diǎn)，一是所有的電壓值都是對“地”測量值。二是應(yīng)使測量的值有三位以上的有效數(shù)字。

靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)整

對地電壓

VB1

VB2

VB3

VC1

VC2

VC3

VE1

VE2

VE3

測量值（V）

0

0

-7.9012

6.4711

6.4501

-0.7817

-0.63985

-0.64013

-8.5650

由以上數(shù)據(jù)可得交流放大倍數(shù)為：

（2）

測量雙端輸入差模電壓放大倍數(shù)

在實(shí)驗(yàn)箱上調(diào)整DC信號源，使得OUT1大約為0.1V，OUT2大約為-0.1V，然后分別接至Vi1、Vi2，再調(diào)整，使得OUT1為0.1V，OUT2為-0.1V，測量，計(jì)算并填寫下表。

雙端輸入差模電壓放大倍數(shù)

測量值（V）

計(jì)算值

VC1

VC2

VO

AD1

AD2

AD

3.1555

9.7610

-6.6055

-16.58

-16.55

-33.0

仿真測量值（V）

仿真計(jì)算值

2.304

10.367

-8.063

-20.84

-19.58

-40.31

這樣做的原因是，實(shí)驗(yàn)電路的輸入端對地有510歐的電阻，實(shí)驗(yàn)箱上的可變直流電壓源是用1kΩ的可變電阻對5V、0.5V直流電壓分壓實(shí)現(xiàn)的，即直流電壓信號源內(nèi)阻于實(shí)驗(yàn)電路輸入電阻大小可比。直流電壓信號源接負(fù)載使得電壓將明顯小于未接負(fù)載時(shí)的電壓，所以必須將直流電壓信號源于實(shí)驗(yàn)電爐連接后，再把輸入電壓調(diào)到所需要的電壓值。

這里，雙端輸入差模電壓單端輸出的差模放大倍數(shù)應(yīng)用下式計(jì)算：

差模放大倍數(shù)實(shí)驗(yàn)值與仿真值誤差為：

差模放大倍數(shù)的理論值可由以下公式計(jì)算：，其中

（3）

測量雙端輸入共模抑制比CMRR

將兩個(gè)輸入端接在一起，然后依次與OUT1、OUT2相連，記共模輸入為ViC。測量、計(jì)算并填寫下表。若電路完全對稱，則VC1-VC2=Vo=0，實(shí)驗(yàn)電路一般并不完全對稱，若測量值有四位有效數(shù)字，則Vo不應(yīng)等于0.這里雙端輸入共模電壓單端輸出的共模放大倍數(shù)應(yīng)用下式計(jì)算：

建議CMRR用dB表示

測量雙端輸入共模抑制比CMRR

輸入（V）

測量值（V）

計(jì)算值

VC1

VC2

VO

AC1

AC2

AC

CMRR

+0.1001

6.4743

6.4469

0.0247

0.032

-0.032

0.247

42.52

輸入+0.1仿真

6.327

6.327

0

0.02

-0.02

0

無窮

-0.1003

6.4917

6.4328

0.0589

0.206

-0.383

0.589

34.96

輸入—0.1仿真

6.329

6.329

0

0.04

-0.04

0

無窮

由于理想狀態(tài)下（正如仿真所得），所以共模放大倍數(shù)理論值為0，因此共模抑制比CMRR理論值為無窮。

事實(shí)上，電路不可能完全對稱，因此，共模輸入時(shí)放大器的?V

不等于0，因而

AC也不等0，只不過共模放大倍數(shù)很小而已。共模輸入時(shí)，兩管電流同時(shí)增大或減小，Re3上的電壓降也隨之增大或減小，Re3起著負(fù)反饋?zhàn)饔谩?/p>

由此可見，Re3

對共模信號起抑制作用；Re3

越大，抑制作用越強(qiáng)。晶體管因溫度、電源電壓等變化所引起的工作點(diǎn)變化，在差動放大器中相當(dāng)于共模信號，因此，差動放大器大大抑制了溫度、電源電壓等變化對工作點(diǎn)的影響。

（4）

測量單端輸入差模電壓放大倍數(shù)

將Vi2接地，Vi1分別于OUT1、OUT2相連，然后再接入f=1KHz，有效值為50mV的正弦信號，測量計(jì)算并填寫下表。若輸入正弦信號，在輸出端VC1、VC2的相位相反，所以雙端輸出Vo的模是它們兩個(gè)模的和，而不是差。

單端輸入差模電壓放大倍數(shù)

輸入

測量值（V）

單端輸入放大倍數(shù)AD

VC1

VC2

VO

直流+0.1V

4.8068

8.1128

-3.306

-33.06

直流-0.1V

8.1683

4.7584

3.4099

-34.10

正弦信號

0.768

0.774

1.542

30.84

仿真如下：

輸入

測量值（V）

單端輸入放大倍數(shù)AD

VC1

VC2

VO

直流+0.1V

4.225

8.434

-4.209

-42.09

直流-0.1V

8.436

4.224

4.212

-42.12

正弦信號

1.06

1.06

2.12

42.4

實(shí)驗(yàn)值與仿真值的誤差為：

單端輸入的差模放大倍數(shù)理論上應(yīng)該與雙端輸入的相近，因此其理論值也是-105.4

5.思考題

（1）

實(shí)驗(yàn)箱上的雙端輸入差動放大器的共模抑制比不算高，若要進(jìn)一步提高共模抑制比，可采取哪些辦法？

1）

提高差動放大器的輸入阻抗或提高閉環(huán)增益。

2）

可以用一個(gè)晶體管恒

流源取代

Re3。因?yàn)楣ぷ饔诰€形放大區(qū)的晶體管的Ic

基本上不隨

Vce

變化（恒流特性），所以交流

電阻=△Vce

/△Ic

很大，大大提高了共模抑制比。

（2）

圖3.1中的電阻Rb1、Rb2在電路中起到什么作用，若去除上述兩個(gè)電阻，按實(shí)驗(yàn)（3）步驟和方法再測CMRR，兩次測量的結(jié)果是否會有較大差別？為什么？

在兩個(gè)輸入端分別接了510Ω電阻，使差動放大器的輸入電阻下降至略小于510Ω，這是很小的輸入電阻。其原因是，本實(shí)驗(yàn)電路用分列元件組成，電路中對稱元件的數(shù)值并不完全相等；其集電極為電阻負(fù)載，而不是恒流源負(fù)載；其發(fā)射極為恒流源負(fù)載，而不是鏡像電流源負(fù)載，所以本實(shí)驗(yàn)電路的共模抑制比并不高。若本實(shí)驗(yàn)電路在輸入端不接510Ω電阻，其輸入電阻將較大，而共模抑制比不夠高，實(shí)驗(yàn)環(huán)境中存在的高內(nèi)阻共模干擾將進(jìn)入輸入端，那么輸出端的共模干擾將較大，以致使驗(yàn)證差動放大器特性的實(shí)驗(yàn)難以進(jìn)行。由于實(shí)驗(yàn)中所用信號源都為低輸出電阻信號源，所以輸入端接上510Ω電阻后幾乎不影響實(shí)驗(yàn)電路接收來自信號源的信號，而高內(nèi)阻共模干擾因?qū)嶒?yàn)電路輸入電阻大大下降而基本上被拒之輸入端外，從而使得輸出端的共模干擾很小，實(shí)驗(yàn)得以順利進(jìn)行。輸入端接510Ω電阻并不該變差動放大器的共模抑制比。

去掉實(shí)驗(yàn)電路中的兩個(gè)510Ω電阻，再做實(shí)驗(yàn)就會發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)電路輸出端的共模干擾明顯增加。

（3）

歸納差動放大器的特點(diǎn)與性能，并于共射放大器比較。

電路對稱抑制零點(diǎn)漂移；對差模信號有放大作用；對共模信號有抑制作用；輸入阻抗較高；共模抑制比高；一般用來放大微小信號

第三篇：三極管放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

三極管放大電路 1、問題簡述：

要求設(shè)計(jì)一放大電路，電路部分參數(shù)及要求如下：

（1）

信號源電壓幅值：

0.5V ；（2）

信號源內(nèi)阻：

50kohm ；（3）

電路總增益：倍；（4）

總功耗：小于 30mW ；（5）

增益不平坦度：~ 200kHz 范圍內(nèi)小于 0.1dB。、問題分析：

通過分析得出放大電路可以采用三極管放大電路。

2.1 對三種放大電路的分析（1）共射級電路要求高負(fù)載，同時(shí)具有大增益特性；（2）共集電極電路具有負(fù)載能力較強(qiáng)的特性，但增益特性不好，小于 1 ；（3）共基極電路增益特性比較好，但與共射級電路一樣帶負(fù)載能力不強(qiáng)。

綜上所述，對于次放大電路來說單采用一個(gè)三極管是行不通的，因?yàn)樗蟠朔糯箅娐?具有比較好的增益特性以及有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。

2.2 放大電路的設(shè)計(jì)思路 在此放大電路中采用兩級放大的思路。

先采用共射級電路對信號進(jìn)行放大，使之達(dá)到放大兩倍的要求；再采用共集電極電路 提高電路的負(fù)載能力。、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）進(jìn)一步理解三極管的放大特性；（2）掌握三極管放大電路的設(shè)計(jì)；（3）掌握三種三極管放大電路的特性；（4）掌握三極管放大電路波形的調(diào)試；（5）提高遇到問題時(shí)解決問題的能力。、問題解決 測量調(diào)試過程中的電路：

增益調(diào)試：

首先測量各點(diǎn)（電源、基極、輸出端）的波形：

結(jié)果如下:

綠色的線代表電壓變化，紅色代表電源。

調(diào)節(jié)電阻 R2、R3、R5 使得電壓的最大值大于電源 電壓的 2/3。

V A =R2 〃 R3 〃

(1+ 3)R5 / [R2//R3//(1+ 3)R5+R1]，其中由于 R1 較大因此 R2、R3 也相對 較大。

第一級放大輸出處的波形調(diào)試(采用共射級放大電路)：

結(jié)果為：

紅色的電壓最大值與綠色電壓最大值之比即為放大倍數(shù)。

則需要適當(dāng)增大 R2，減小 R3 的阻值。

總輸出的調(diào)試：

如果放大倍數(shù)不合適，則調(diào)節(jié) R4 與 R5 的阻值。即當(dāng)放大倍數(shù)不足時(shí)，應(yīng)增大 R4，減小 R5。

如果失真則需要調(diào)節(jié) R6，或者適當(dāng)增大電源的電壓值，必要時(shí)可以返回 C 極，調(diào)節(jié) C 極的 輸出。

功率的調(diào)試：

由于大功率電路耗電現(xiàn)象非常嚴(yán)重，因此我們在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)在滿足要求的情況下盡可能 的減小電路的總功耗。減小總功耗的方法有：)盡可能減小輸入直流電壓； 2)盡可能減小 R2、R3 的阻值； 3)盡可能增大 R6 的阻值。

電路輸入輸出增益、相位的調(diào)試：

由于在放大電路分別采用了共射極和共集電極電路，因此輸出信號和輸入信號相位相差 180 度。體現(xiàn)在波形上是，當(dāng)輸入交流信號電壓達(dá)到最大值是，輸出信號到達(dá)最小值。

由于工作頻率為 1kHz，當(dāng)采用專門的增益、相位儀器測量時(shí)需要保證工作頻率附近出的增 益、相位特性比較平穩(wěn)，尤其相位應(yīng)為± 180 度附近。一般情況下，為了達(dá)到這一目的，通 常采用的方法為適當(dāng)增大 C6(下圖為 C1)的電容。

最終調(diào)試電路：

電路圖:

根據(jù)此圖可以分析出該電路功耗還是有點(diǎn)大。?s￡ Cl —-1卜 *5.■W XfiNL + ￥-4l-!t+n 15^ F4H XKPl 十 IN _

pir 測量結(jié)果如下:(1)功耗圖：

WaftTneter XWMT X 272239 mWPowtr 134 QI EJT 3?K 和 TW BIT KTH XSC

(2)輸入輸出波形圖:

由此圖可以分析出：輸入輸出的波形圖相同，B 通道的電壓值是 A 通道的電壓值的二倍, 因此電壓增益為二倍，即電路達(dá)到了放大二倍的效果。

(3)相位圖:

TT1 1-18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-XBPI c-18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-XBPI Ciut In i-

由以上兩個(gè)圖可分析出相位的變化范圍：

20Hz~20KHz ,-179.796Deg ~ 180Deg;(4)幅頻特性圖: Bode Platte r-XPPl

2D H E

Mtode h/bg nitude Phase Refers 亡 | 話耳皀

| Sei...Hk))rizarrii.al ^rtical fubd& i 油卯 fltud 電 P 佔(zhàn)瓢 +1 2DkHi

■

kHz

Ccrrtmls io-

dB-lb dB

Lug Iri |ZD kHi [2D-

Controls Reverse Horizontal I-10

%fart?il F 10 Ourt 一

由以上兩個(gè)圖可以分析出：幅度變化 20Hz~20KHz，6.686dB。

實(shí)驗(yàn)感受：

通過本次實(shí)驗(yàn)我獲得了很大的收獲，將我們上學(xué)期所學(xué)的模電理論知識進(jìn)行了實(shí)踐仿 真，讓我們真是感受到了三極管的放大作用，以及參數(shù)對放大效果的影響，了解各個(gè)器件起 的作用，在老師的指導(dǎo)下，讓我們將所學(xué)的理論知識融會貫通，而且對放大電路的要求也有 了一定的了解，從開始無從下手到最后仿真應(yīng)用自如，一步一步改進(jìn)，在理論和實(shí)踐上雙豐 收！

希望在下次實(shí)驗(yàn)中有更好的變現(xiàn)！

第四篇：多級放大電路的設(shè)計(jì)報(bào)告

電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

題目： 多級放大電路的設(shè)計(jì)

二級學(xué)院 年級專業(yè) 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 教師職稱

機(jī)械工程學(xué)院 14 動力本 1401250029 周 俊

張?jiān)评? 講 師

報(bào)告時(shí)間：2015.12.28

目 錄

第一章．基本要求和放電電路的性能指標(biāo)...........................................................1

第二章．概述和任務(wù)分析........................................................................................5

第三章．電路原理圖和電路參數(shù)............................................................................6

第四章．主要的計(jì)算過程........................................................................................9

第五章．電路調(diào)試運(yùn)算結(jié)果..................................................................................11

第六章．總結(jié)...........................................................................................................1

2制作調(diào)試步驟及結(jié)果......................................................................................12

收獲和體會......................................................................................................13

第七章．誤差和分析..............................................................................................14

第八章．參考文獻(xiàn)..................................................................................................15

第一章．基本要求和放電電路的性能指標(biāo)

1.基本要求：

用給定的三極管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)設(shè)計(jì)多級放大器，已知VCC=+12V,-VEE=-12V，要求設(shè)計(jì)差分放大器恒流源的射極電流IEQ3=1~1.5mA，第二級放大射極電流IEQ4=2~3mA；差分放大器的單端輸入單端輸出不是真電壓增益至少大于10倍，主放大器的不失真電壓增益不小于100倍；雙端輸入電阻大于10kΩ，輸出電阻小于10Ω，并保證輸入級和輸出級的直流點(diǎn)位為零。設(shè)計(jì)并仿真實(shí)現(xiàn)。

2.放電電路的性能指標(biāo)：

第一種是對應(yīng)于一個(gè)幅值已定、頻率已定的信號輸入時(shí)的性能，這是放大電路的基本性能。第二種是對于幅值不變而頻率改變的信號輸出時(shí)的性能。第三種是對應(yīng)于頻率不變而幅值改變的信號輸入時(shí)的性能。

1.1第一種類型的指標(biāo)：

1.放大倍數(shù)

放大倍數(shù)是衡量放大電路放大能力的指標(biāo)。它定義為輸出變化量的幅值與輸入變化量的幅值之比，有時(shí)也稱為增益。雖然放大電路能實(shí)現(xiàn)功率的放大，然而在很多場合，人們常常只關(guān)心某一單項(xiàng)指標(biāo)的放大的倍數(shù)，比如電壓或者電流的放大倍數(shù)。由于輸出和輸入信號都有電壓和電流量，所以存在以下四中比值：

（1-1）

1.（1-2）

（1-3）

（1-4）

式中的錯(cuò)誤！未找到引用源。、錯(cuò)誤！未找到引用源。、錯(cuò)誤！未找到引用源。、錯(cuò)誤！未找到引用源。都是正弦信號的有效值。需要注意的是，若輸出波形出現(xiàn)明顯失真，則此值就失去意義了，因此在輸出端要有監(jiān)視失真的措施（如用示波器觀察波形）。其他指標(biāo)也是如此。

2.輸入電阻

作為一個(gè)放大電路，一定要有信號源來提供輸入信號。例如擴(kuò)大機(jī)就是利用話筒將聲音轉(zhuǎn)成電信號提供放大電路的。放大電路與信號源相連，就要從信號源取電流。取電流的大小表明了放大電路對信號源的影響程度，所以我們定義一個(gè)指標(biāo)，來衡量放大電路對信號源的影響，叫做輸入阻抗。當(dāng)信號頻率不是很高時(shí)，輸入電流錯(cuò)誤！未找到引用源。與輸入電壓錯(cuò)誤！未找到引用源。基本同相，因此通常用輸入電阻來表示。它定義為：

（1-5）

從圖1-1中可見，錯(cuò)誤！未找到引用源。就是向放大電路輸入端看進(jìn)去的等效電阻。錯(cuò)誤！未找到引用源。越大，表明它從信號源取的電流越小，放大電路輸入端所得到的電壓錯(cuò)誤！未找到引用源。越接近信號電壓錯(cuò)誤！未找到引用源。因此作為測量儀表用的放大電路其錯(cuò)誤！未找到引用源。要大。但是對于晶體管

來說，錯(cuò)誤！未找到引用源。大則取電流小，講減低放大倍數(shù)。所以在需要放大倍數(shù)大而錯(cuò)誤！未找到引用源。為固定值的情況 2.下，晶體管放大電路的錯(cuò)誤！未找到引用源。又以小一些為好。

3.輸出電阻

放大電路講信號放大后，總要送到某裝置區(qū)發(fā)揮作用。這個(gè)裝置我們通常稱為負(fù)載。比如揚(yáng)聲器就是擴(kuò)大機(jī)的負(fù)載。當(dāng)我們在原來的揚(yáng)聲器兩端再并聯(lián)一個(gè)揚(yáng)聲器時(shí)，它兩端的電壓講要下降，這種現(xiàn)象說明向放大電路的輸出端看進(jìn)去有一個(gè)等效內(nèi)阻，通常稱為輸出電阻，記為錯(cuò)誤！未找到引用源。，如圖1-1所示。

圖1-1求輸出電阻錯(cuò)誤！未找到引用源。的等效電路

通常測定輸出電阻的辦法是輸入端加正弦波實(shí)驗(yàn)信號，測出負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓錯(cuò)誤！未找到引用源。，再測出接入負(fù)載錯(cuò)誤！未找到引用源。時(shí)的輸出電壓錯(cuò)誤！未找到引用源。則讀者可自行證明

（1-6）

輸出電阻越大，表明接入負(fù)載后，輸出電壓的幅值下降越多。因此錯(cuò)誤！未找到引用源。反映了放大電路帶負(fù)載能力的大小。1.2 第二種類型的指標(biāo)：

4.通頻帶

當(dāng)只改變輸入信號的頻率時(shí)，發(fā)現(xiàn)放大電路的放大倍數(shù)是隨之變化的，輸出波形的相位也發(fā)生變化。這就需要有一定的指標(biāo)來反映放大電路對于不同頻率的信號的適應(yīng)能力。一般情況下，放大電路只適用于放大一個(gè)特定頻率范圍的信號，當(dāng)信號頻率太高或太低時(shí)，放大倍數(shù)都有大幅度的下降，如圖1-2所示。

3.圖1-2 放大電路的頻率指標(biāo)

當(dāng)信號頻率升高而使放大倍數(shù)下降為中頻時(shí)放大倍數(shù)（記作錯(cuò)誤！未找到引用源。）的0.7倍時(shí)，這個(gè)頻率稱為上限截止頻率，記作錯(cuò)誤！未找到引用源。同樣，使放大倍數(shù)下降為錯(cuò)誤！未找到引用源。的0.7倍時(shí)的低頻信號頻率稱為下線截止頻率，記作錯(cuò)誤！未找到引用源。我們將錯(cuò)誤！未找到引用源。和錯(cuò)誤！未找到引用源。之間形成的頻帶稱為通頻帶，記作錯(cuò)誤！未找到引用源。，即

（1-7）

通頻帶越寬，表明放大電路對信號頻率的適應(yīng)能力越強(qiáng)。對于收錄機(jī)、擴(kuò)大機(jī)來說，通頻帶寬意味著可以將原樂曲中豐富的高、低音都能完美的播放出來。然而有些情況下則希望頻帶窄，如帶通濾波電路等。

1.3 第三種類型的指標(biāo)：

5.最大輸出幅值

最大輸出幅值指的是當(dāng)輸入信號再增大就會使輸出波形的非線性失真系數(shù)超過額定數(shù)值（比如10%）時(shí)的輸出幅值。我們以錯(cuò)誤！未找到引用源。（或錯(cuò)誤！未找到引用源。）表示。一般指有效值，也有以封至峰值表示的，二者差錯(cuò)誤！未找到引用源。倍。

6． 最大輸出功率與效率

最大輸出幅值是輸出不失真時(shí)的單項(xiàng)（電壓和電流）指標(biāo)。此外還應(yīng)該有一個(gè)綜合性的指標(biāo)即最大輸出功率。它是輸出信號基本不失真的情況下輸出的最大功率，記作錯(cuò)誤！未找到引用源。

前面我們說過，輸入信號的功率都是很小的，經(jīng)過放大電路，得到了較大的功率輸出。這些多出來的能量石由電源提供的，放大電路只不過是實(shí)現(xiàn) 4.了有控制的能量轉(zhuǎn)換。既然是能量的轉(zhuǎn)換，就存在轉(zhuǎn)換效率的問題。也就是說，不能只看輸出功率的大小，還應(yīng)該看能量的利用率如何。效率錯(cuò)誤！未找到引用源。定義為

（1-8）

式中錯(cuò)誤！未找到引用源。為直流電源消耗的功率。

7.非線性失真系數(shù) 由于晶體管等器件都具有非線性的特性，所以當(dāng)輸出幅度大了之后，有時(shí)需要討論它的失真問題。我們在這里定義的非線性失真系數(shù)，是指放大電路在某一頻率的正弦波輸入信號下，輸出波形的諧波成分總量和基波成分之比。用錯(cuò)誤！未找到引用源。表示基波和各種諧波的幅值，則失真系數(shù)D定義為：

（1-9）

以上三類指標(biāo)是以輸入信號的幅值的頻率來劃分的。一般來說，第一類指標(biāo)多適用于輸入為低頻小信號時(shí)的情況；第二類指標(biāo)多適用于輸入信號幅值小但頻率變化范圍寬的情況；第三類指標(biāo)則多適用于低頻但輸出幅值較大的情況。

第二章．概述和任務(wù)分析

多級放大電路的概述：

在我們?nèi)粘Ｉ詈涂茖W(xué)研究等工作中，常常會遇到放大電路。這些放大電路的形式不通，性能指標(biāo)也不同，使用的元器件也不相同，但它們都是用來進(jìn)行信號的放大，其基本工作原理都是一樣的。在這些放大電路中，管放大電路時(shí)構(gòu)成各種復(fù)雜電路的基本單元。本文以幾個(gè)簡單的放大電路為例，介紹放大電路的組成原理、工作原理、性能指標(biāo)及計(jì)算方法。

由于單級放大電路的放大倍數(shù)有限，不能滿足實(shí)際的需要，因此實(shí) 5.用的放大電路都是由多級組成的。如圖。通?？煞譃閮纱蟛糠郑措妷悍糯?小

信號放大)和功率放大(大信號放大)，前置級一般跟據(jù)信號源是電壓源還是電流源來選定，它與中間級主要的作用是放大信號電壓。中間級一般都用共發(fā)射極電路或組合電路組成。末級要求有一定的輸出功率供給負(fù)載RL，稱為功率放大器，一般由共集電極電路，或互補(bǔ)推挽電路，有時(shí)也用變壓器耦合放大電路。

多級放大電路的放大倍數(shù)：

第三章.電路原理圖和電路參數(shù)

電路原理圖

電路參數(shù)的選擇和計(jì)算

1.參數(shù)的選擇：

6.電容全部選用10μf，電阻在下列值范圍波動：Rs=5.1 KΩ,Rb12=33 KΩ，R1=0~100 KΩ,Rb11=24,Rc1=5.1 KΩ,Re12=0~1 KΩ,Re11=1.8 KΩ,Rb22=47 K Ω,Re22=0~330 Ω,R2=0~25 KΩ,Re21=1 KΩ,Rb2=20 KΩ,Rc2=3 KΩ,Rb3=0~680 KΩ,Re3=2.2 KΩ,RL=3 KΩ,Vcc=12V,由Auf=(Re11+Re12+Rf)/Rf>20知，Rf<0.146 KΩ

2.計(jì)算參數(shù)：

一級放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn) ：

UB?VCCRb1212K；

UB?18V；

60K?12KRb1?Rb12UB?3V

IB?VCC；IB?0.25??

Rb1?Rb12IC?IE?UB?UBE3V?0.3V；IC?IE?

4.6KRE1IC?IE?0.6??

UCE?VCC?IC?RC1?RE1?；UCE?18V??12K?4.6K?

UCE?1.4V

??IC0.6???2.4 ；

??0.25??IBR電壓放大倍數(shù)： 錯(cuò)誤！未找到引用源。=???L;(RL’=RC1 //RE2)

rbeAu=?2.43K??0.12 60K輸入電阻 Ri: Ri ?Rb1 // 錯(cuò)誤！未找到引用源。// 錯(cuò)誤！未找到引用源。

錯(cuò)誤！未找到引用源。

= 0.43 K

7.輸出電阻 Ro: Ro ≈錯(cuò)誤！未找到引用源。;Ro≈錯(cuò)誤！未找到引用源。=12k 二級放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn) ：

UB?VCCRb229.4K;UB?18V

26.6K?9.4KRb21?Rb22UB?4.8V

18VVCCIB?;IB?26.4K?9.4K

Rb21?Rb2

2IB?0.5??

IC?IE?UB?UBE4.8V?0.3V;IC?IE?

4KRe2IC?IE?1.2??

UCE?VCC?IC?RC2?RE2?;UCE?18V?IC?6K?4K?

UCE?6V

IC1.2????;???2.4

0.5??IBR電壓放大倍數(shù): Au=???L(RL’=RC1 //RE2)

rbeAu=?2.43K??0.12 60K輸入電阻 Ri: Ri ?Rb1// 錯(cuò)誤！未找到引用源。// 錯(cuò)誤！未找到引用源。Ri = 0.28 K 輸出電阻 Ro: Ro ≈ Rc1 Ro ≈ Rc1=6k 三級放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn) ：

IB?VCC?UBE;IB?0.026?10?3

Rb??1???Re

IC??IB;IC?1.3??

8.IC?IE?1.2??

UCE?VCC?ICIe;UCE?18V?1.3?4

UCE?12.8V

輸入電阻 Ri : Ri ?Rb1 //rbe??1???R`L

Ri = 461K //(1.32+ 51 0.25)Ri = 0.07 K

??rbe?Rs`輸出電阻 Ro: Ro =Re //

1?? Ro =14.5 k

第四章.主要的計(jì)算過程

直耦式多級放大電路的主要涉及任務(wù)是模仿運(yùn)算放大器OP07的等效內(nèi)部結(jié)構(gòu)，簡化部分電路，采用差分輸入，共射放大，互補(bǔ)輸出等結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)出一個(gè)電壓增益足夠高的多級放大器，可對小信號進(jìn)行不失真的放大。

1.輸入級

電路的輸入級是采用NPN型晶體管的恒流源式差動放大電路。差動放大電路在直流放大中零點(diǎn)漂移很小，它常用作多級直流放大電路的前置級，用以放大微笑的直流信號或交流信號。

典型的差動放大電路采用的工作組態(tài)是雙端輸入，雙端輸出。放大電路兩邊對稱，兩晶體管型號、特性一致，各對應(yīng)電阻阻值相同，電路的共模抑制比很高，利于抗干擾。

該電路作為多級放大電路的輸入級時(shí)，采用vi1單端輸入，uo1的單端輸出的工作組態(tài)。

計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)：差動放大電路的雙端是對稱的，此處令T1，T2的相關(guān)射級、集電極電流參數(shù)為IEQ1=IEQ2=IEQ，ICQ1=ICQ2=ICQ。設(shè)UB1=UB2≈0V，則Ue≈ 9.-Uon，算出T3的ICQ3，即為2倍的IEQ也等于2倍的ICQ。

此處射級采用了工作點(diǎn)穩(wěn)定電路構(gòu)成的恒流源電路，此處有個(gè)較為簡單的確定工作點(diǎn)的方法：

因?yàn)镮C3≈IE3，所以只要確定了IE3就可以了，而IE3?UR4UE3?(?VEE)，?R4R4UE3?UB3?Uon?(VCC?(?VEE))?

R5?UonR5?R6

采用ui1單端輸入，uo1單端輸出時(shí)的增益Au1?2.主放大級

uo1?ui1?(Rc//RLRL?(P//）12??2 Rb?rbeR1?rbe本級放大器采用一級PNP管的共射放大電路。由于本實(shí)驗(yàn)電路是采用直接耦合，各級的工作點(diǎn)互相有影響。前級的差分放大電路用的是NPN型晶體管，輸出端uo1處的集電極電壓Uc1已經(jīng)被抬得較高，同時(shí)也是第二級放大級的基極直流電壓，如果放大級繼續(xù)采用NPN型共射放大電路，則集電極的工作點(diǎn)會被抬得更高，集電極電阻值不好設(shè)計(jì)，選小了會使放大倍數(shù)不夠，選大了，則電路可能飽和，電路不能正常放大。對于這種情況，一般采用互補(bǔ)的管型來設(shè)計(jì)，也就是說第二級的放大電路用PNP型晶體管來設(shè)計(jì)。這樣，當(dāng)工作在放大狀態(tài)下，NPN管的集電極電位高于基極點(diǎn)位，而PNP管的集電極電位低于基極電位，互相搭配后可以方便地配置前后級的工作點(diǎn)，保證主放大器工作于最佳的工作點(diǎn)上，設(shè)計(jì)出不失真的最大放大倍數(shù)。

采用PNP型晶體管作為中間主放大級并和差分輸入級鏈接的參考電路，其中T4為主放大器，其靜態(tài)工作點(diǎn)UB4、UE4、UC4由P1、R7、P2決定。

差分放大電路和放大電路采用直接耦合，其工作點(diǎn)相互有影響，簡單估計(jì)方式如下：

UE4?VCC?IE4?R7，UC4??VEE?IC4?RP

2UB4?UE4?Uon?UE4?0.7（硅管），由于UB4?UC1，相互影響，具體在調(diào)試中要仔細(xì)確定。

此電路中放大級輸出增益AU2?uo2??Rc ??uo1Rb?rbe 10.3.輸出級電路 輸出級采用互補(bǔ)對稱電路，提高輸出動態(tài)范圍，降低輸出電阻。

其中T4就是主放大管，其集電極接的D1、D2是為了克服T5、T6互補(bǔ)對稱的交越失真。本級電路沒有放大倍數(shù)。

第五章.電路調(diào)試運(yùn)算結(jié)果

用Multisim仿真設(shè)計(jì)結(jié)果，并調(diào)節(jié)電路參數(shù)以滿足性能指標(biāo)要求。給出所有的仿真結(jié)果。

電路圖如圖1所示

輸入輸出端電壓測試：

圖 1 輸入電壓為VPP=4mV，輸出電壓為VPP=51.5mV得到差分放大器放大倍數(shù)大約為12.89倍。放大倍數(shù)符合要求。

輸入電壓為VPP=51.5mV，輸出電壓為VPP=6.75V放大倍數(shù)為131.56倍。得到輸入電壓為VPP=4mV，輸出電壓為VPP=4.29V，放大倍數(shù)計(jì)算得到為1062倍。

11.第六章.總結(jié)

制作調(diào)試步驟及結(jié)果：

1.各級靜態(tài)工作點(diǎn)測量及調(diào)整與輸入輸出電阻放大倍數(shù)測量

①第一級：先按圖3連接第一級線路，用萬用表測得Vbe1＝0.6V,Vce1=5.94V,再接入U(xiǎn)s=200mV信號，串聯(lián)一個(gè)Rs=5.1KΩ的電阻，用雙蹤示波器測得 3，由于輸出電壓與輸入電壓比值太小，調(diào)節(jié)R1、Re12,測得，使Au=Ui/Uo=23，然后在輸出端接一負(fù)載為RL=3KΩ的電阻，測得電阻兩端電壓UL=1.25V，按輸入輸出電阻計(jì)算可得Ri=15.3KΩ, Ro=5.4KΩ，此時(shí)，再測得電路靜態(tài)工作點(diǎn)為Vbe1＝0.61V,Vce1=3.94V，以及Re12=0.38 KΩ,R1=39 KΩ.圖 2

②第二級：先按圖2連接第二級線路，用萬用表測得Vbe2＝0.62V,Vce2=5.78V,再接入U(xiǎn)s=200mV信號，串聯(lián)一個(gè)Rs=5.1KΩ的電阻，用雙蹤示波器測得，由于輸出電壓與輸入電壓比值太小，調(diào)節(jié)R2、Re22,測得，使Au=Ui/Uo=23，然后在輸出端接一負(fù)載為RL=3KΩ的電阻，測得電阻兩端電壓UL=1.25V，按輸入輸出電阻計(jì)算可得Ri=15.3KΩ, Ro=5.4KΩ，此時(shí)再測得電路靜態(tài)工作點(diǎn)為Vbe2＝0.59V,Vce2=3.52V，以及Re22=0.085 KΩ,R2=24 KΩ

③第三級：先按圖2連接第三級線路，用萬用表測得Vbe3＝0.64V,Vce3=5.62V,再接入U(xiǎn)s=200mV信號，串聯(lián)一個(gè)Rs=5.1KΩ的電阻，用雙蹤示波 12.器測得，調(diào)節(jié)R3,測得，然后在輸出端接一負(fù)載為RL=3KΩ的電阻，測得電阻兩端電壓UL=190mV，按輸入輸出電阻計(jì)算可得Ri=96.9KΩ, Ro=0，此時(shí)，再測得電路靜態(tài)工作點(diǎn)為Vbe1＝0.63V,Vce1=5.52V.以及R3=192.7KΩ.2.三級開環(huán)放大電路輸入輸出電阻及放大倍數(shù)測量

如圖2接線，不引入反饋，將三級放大電路連接在一起，再接入U(xiǎn)s=30mV信號，串聯(lián)一個(gè)Rs=5.1KΩ的電阻，用雙蹤示波器測得Ui=22mV，然后測得Uo=11.1v，接入負(fù)載為RL=3KΩ的電阻，測得電阻兩端電壓UL=10.9V,此時(shí)得到符合技術(shù)指標(biāo)。

3.三級閉環(huán)放大電路輸入輸出電阻、放大倍數(shù)及反饋電阻測量

如圖2接線，接入U(xiǎn)s=75mV信號，串聯(lián)一個(gè)Rs=5.1KΩ的電阻，用雙蹤示波器測得Ui=50mV，然后測得Uo=1.55v, 接入負(fù)載為RL=3KΩ的電阻，測得電阻兩端電壓UL=1.5V,此時(shí)得到Auf=Ui/Uo=31>20, Rif=50.2KΩ>10KΩ, 符合技術(shù)指標(biāo)。此時(shí)測得4。

收獲和體會：

在此電路中利用了差動放大電路，利用PNP管放大級實(shí)現(xiàn)主放大電路，利用互補(bǔ)對稱輸出電路?？梢杂行У匾种屏泓c(diǎn)漂移，消除交越失真的影響，設(shè)計(jì)的多級放大電路，得到放大倍數(shù)為1058倍，符合設(shè)計(jì)要求。

通過這次的仿真，使我對多級放大電路有了深刻地理解，對于差分放大電路有了更深的了解，學(xué)習(xí)到抑制零點(diǎn)漂移、消除消除交越失真的方法。豐富了自己的知識。

13.第七章.誤差和分析

第一級和第二級分析：測得Au與計(jì)算相比均偏小，而測得Ri、Ro與計(jì)算相比均偏大，可能電阻調(diào)節(jié)不當(dāng)導(dǎo)致，應(yīng)將電阻適當(dāng)調(diào)小，另外電壓選取也對Au由很大影響。

第三級分析：測得Au與計(jì)算相比接近，而測得Ri、Ro與計(jì)算相比均偏小，尤其Ri,可能是電阻誤差太大，電壓選取影響也存在。

總開環(huán)分析：測得Au與計(jì)算相比偏小，而測得Ri與計(jì)算相比偏大，Ro偏小?？赡苁歉骷壵{(diào)節(jié)好后留下的微小誤差的逐級放大導(dǎo)致，因此，有必要在此基礎(chǔ)上再作適當(dāng)調(diào)整，以期接近理論計(jì)算，減小誤差。

總閉環(huán)分析：測得Auf與計(jì)算相比很吻合，而測得Ri與計(jì)算相比偏小，Ro偏大?？赡苁欠答亷淼牡牟划?dāng)，加上開環(huán)時(shí)已存在的問題導(dǎo)致。

但總體上，此實(shí)驗(yàn)所測得數(shù)據(jù)與技術(shù)指標(biāo)相比還是比較吻合，達(dá)到所要求范圍，因此，此實(shí)驗(yàn)可以得到驗(yàn)收。

14.第八章.參考文獻(xiàn)

[1] 李朝青．單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].3版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005．

[2] 胡向東，劉京誠，余成波，等．傳感器與檢測技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2009．

[3] 胡向東，徐洋，馮志宇，等．智能檢測技術(shù)與系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社，2008．

[4] 余成波，等．傳感器與自動檢測技術(shù)[M].2版.北京：高等教育出版社，2009．

[5] 張迎新，等．單片機(jī)初級教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2008．

[6] 李朝青．單片機(jī)學(xué)習(xí)指導(dǎo)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005．

15.

第五篇：實(shí)驗(yàn)三阻容耦合放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告

院別 電子信息學(xué)院 課程名稱

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn) 班級 無線技術(shù) 12 實(shí)驗(yàn)名稱 實(shí)驗(yàn)三 阻容耦合放大電路 姓名 Alvin 實(shí)驗(yàn)時(shí)間

2014 年 3 月 20 日 學(xué)號 33 指導(dǎo)教師

文毅 報(bào) 告 內(nèi) 容 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù) 1.學(xué)習(xí)放大電路頻率特性的測量方法； 2.觀察電路元件參數(shù)對放大電路頻率特性的影響； 3.進(jìn)一步熟練掌握和運(yùn)用放大電路主要性能參數(shù)（如靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)、放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻）的測試方法； 4.鞏固多級放大電路的有關(guān)理論知識。

二、實(shí)驗(yàn)原理介紹 本實(shí)驗(yàn)中所采用的電路如圖 3-1 所示。

R1 5.1kR2 51R3 33kR4 24kRc1 5.1kRe1 1.8kRe2 1.8kR5 47kR6 20kRc2 3kRL

3kRp680kC110uCe110uC310uCe210uUs +12v Uo UiUo1Ui2C210u100Ref

圖 3-1

阻容耦合放大電路

1． 中頻段的電壓放大倍數(shù) 在圖 3-1 電路的中頻段，耦合電容和旁路電容可以當(dāng)作交流短路，三極管的電容效應(yīng)可以忽略不計(jì)。此時(shí)，考慮后級放大電路對前級放大電路所構(gòu)成的負(fù)載效應(yīng)時(shí)，也就是將

后級放大電路的輸入電阻 R i2 作為前級放大電路的負(fù)載，則前級放大電路的電壓放大倍數(shù)為

ef 1 1 be2 i 1 C 1i1 O1 UR)1(r)R // R(UUA? ? ??? ? ?

（3-1）

其中，R i2 是后級放大電路的輸入電阻，2 be 22 b 21 b 2 ir // R // R R ?

后級放大電路的放大倍數(shù)為

be“L 2 C 21 OO2 Ur)R // R(UUA?? ? ?

（3-2）

其中，Lf L”LR // R R ?

全電路的電壓放大倍數(shù)為

U 1 U1 OOi1 OiOUmA AUUUUUUA ? ? ?

（3-3）

2． 低頻段和高頻段的電壓放大倍數(shù)

在低頻段和高頻段，放大電路的電壓放大倍數(shù)是一個(gè)復(fù)數(shù)，它是頻率的函數(shù)，其模值與相角都隨頻率而變化。

（1）

單級放大電路在低頻段和高頻段的電壓放大倍數(shù)

在低頻段，三極管的電容效應(yīng)可以忽略不計(jì)；但耦合電容和旁路電容的容抗較大，它們的交流壓降不能忽略。電壓放大倍數(shù)用下式表示：

f / jf 1AALUmUL???

（3-4）

其中，f L 是放大電路的下限頻率。

在高頻段，耦合電容和旁路電容的阻抗非常小，它們的交流壓降很小，可以忽略，可作交流短路處理；但三極管的電容效應(yīng)對電路性能的影響則必須考慮。電壓放大倍數(shù)可用下式表示：

HUmUHf / jf 1AA???

（3-5）

其中，fH 是放大電路的上限頻率。

（2）

多級放大電路在低頻段和高頻段的電壓放大倍數(shù) 多級放大電路的電壓放大倍數(shù)等于各級放大電路電壓放大倍數(shù)的乘積：

......A A A A 3 U 2 U 1 U U? ? ? ??

（3-6）

將上式分別用幅值和相角來表示：

A U =A U1 A U2 A U3 …

（3-7）

...3 2 1? ? ? ? ? ? ? ?

（3-8）

3． 放大電路的頻率特性的測量

頻率特性分為幅頻特性和相頻特性兩方面。

幅頻特性即放大倍數(shù)的大小隨頻率變化的關(guān)系曲線。它可以用掃頻儀來測量，也可通過逐點(diǎn)法測量。逐點(diǎn)法，就是在一定頻段內(nèi)合理選取一些頻點(diǎn)，分別測量出各頻率點(diǎn)處的電壓放大倍數(shù)，然后，在對數(shù)坐標(biāo)系中繪出幅頻特性曲線。本實(shí)驗(yàn)就是學(xué)習(xí)利用逐點(diǎn)法測量電路的幅頻特性。

相頻特性即放大倍數(shù)的相角隨頻率變化的關(guān)系特性曲線，它反映了輸出電壓與輸入電壓的相位差隨頻率變化的特性?？捎美钣硤D法、雙蹤示波法進(jìn)行測量。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和數(shù)據(jù)記錄

實(shí)驗(yàn)電路見圖 3.1

1.靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置：要求第二級在輸出波形不失真的前提下幅值盡量大，第一級為增加信噪比，工作點(diǎn)盡可能低。（通常 V C1 調(diào)在 6V 左右）。注意測靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)應(yīng)斷開輸入信號。

表 3.1 靜態(tài)工作點(diǎn) 第一級(v)第二級(v)V C1 V b1 V e1 V C2 V b2 V e2 5.99 2.87 2.24 8.56 3.09 2.40 6.08 2.83 2.20 8.56 3.09 2.40 2.在輸入端 Us 輸入頻率為 1KHz，VP-P 為 200mV 的交流信號(一般采用實(shí)驗(yàn)箱上加衰減的辦法，即信號源用一個(gè)較大的信號，在實(shí)驗(yàn)板上經(jīng) 100:l 衰減電阻衰減,降為 2mV)，使 Ui1 為 2mV，調(diào)整工作點(diǎn)使輸出信號不失真。

注意：如發(fā)現(xiàn)有寄生振蕩，可采用以下措施消除：

①重新布線，盡可能走線短。

②可在三極管 eb 間加幾 p 到幾百 p 的電容。

③信號源與放大電路用屏蔽線連接。

R L =∞，按表 3.2 要求測量并計(jì)算。

表 3.2 輸入/輸出電壓（mV）

電壓放大倍數(shù) 第 1 級 第 2 級

整體 U i =2 mV

V 01 V 02 A V1 A V2 A V R L =∞ 20.8 1620 10.4 77.88 810

成績

教師簽名

批改時(shí)間

****年**月**日