单管放大器仿真分析与实验报告

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1、单管放大器仿真分析与实验报告一、实验目的1.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。2.掌握低频小信号放大器主要性能指标的综合测试方法。3.了解单级共射放大电路的特性。4.掌握Multisim仿真实验方法，逐步理解仿真实验和真实实验的差别。二、实验电路图1.电路组成原理共射单级放大电路是单级放大器的三种组态之一，而共射单级放大电路的组成形式也有多种。图5-1-1是电阻分压式偏置、稳定静态工作点的单级共射低频放大器。放大是最基本的模拟信号处理能力，包含两个方面：一是能将微弱的低频小信号增强到所需要的数值

2、，即放大电信号以方便测量和使用；二是要求放大后的信号波形与放大前波形的形状相同，即信号不能失真，否则要丢失传送的信息，失去了放大的作用。基于以上分析可以知道，电阻组成的基本原则也包括两个方面，首先要给电路中的晶体管加上合适的直流偏置电路，即发射结正偏、集电结反偏，使其工作在放大状态，同时施加合适范围的电源和电流，即合适的静态工作点。其次要保证信号发生器、放大电路和负载之间的信号能够正常传递，即有动态输入ui时，应该有输出响应uo。基极偏置电阻RB1、RB2以及集电极电阻RC取值得当，与电源VCC配合，为晶体管设置合适的

3、静态工作点，使之工作于放大区。它的主要特点是电路的结构能自行稳定由温度的变化带来的静态工作点的变化。对耦合电路的要求第一、信号发生器和负载接入放大电路时，不能影响晶体管的直流偏置。第二，在交流信号的频率范围内，耦合电路应能使信号正常地传输。在分立元件阻容耦合电子电路中，起传递作用的电容器称为耦合电容，如Cb和Cc。只要电容器的容量足够大，即在信号频率范围内的容抗XC（1/wc）足够小，就可以保证信号几乎毫无损失地传输。同时，电容器对直流量的容抗无穷大，使输入端信号发生器的接入以及输出端负载的连接都不会影响放大电路的直流

4、偏置。三：参数计算（1）静态工作点的计算由以上公式可见，静态工作点的调整有多种方式，但为方便起见，实际多以调整电位器Rp为主（滑动变阻器）。（2）电压放大倍数其中有：，常取≈100～300Ω。①输入电阻②输出电阻注：放大电路的两种工作状态：放大电路的重要特点：交流信号叠加在直流工作点上，交流量与直流量共存。因此，分析时，将直流和交流分开进行处理。静态工作点：当放大电路输入信号为零时，晶体管的基极电流IBQ、集电极电流ICQ、b-e间电压UBEQ和管压降UCEQ称为放大电路的静态工作点。放大电路的静态工作点是由晶体管的参

5、数和放大电路的偏置电路共同决定的，参数的选取影响到放大电路的增益、失真和其他各个方面。调整的方法是在不加输入信号（不加交流信号）的情况下，测量放大电路的静态（直流）工作点，并进行必要的调整（调整电位器），并使之工作于合适的工作点上。如果静态工作点选取得过高或过低，都会使输出波形产生失真。分为两种：①截止失真。在单级共射放大电路中，如果放大器的静态工作点偏低，会使逐步加大的输入信号电压负半周进入了晶体管的截止区，使输出电压波形的“顶部被切掉”，这种现象称为截止失真。如图3-3-1中Q2点所示。出现这种情况时，应通过加大基

6、极偏流IBQ，使晶体管脱离截止区以消除截止失真。②饱和失真。如果放大器的静态工作点偏高，会使逐步加大的输入信号电压正半周进入了晶体管的饱和区，使输出电压uo波形的“底部被切掉”，这种现象称为饱和失真。如图3-3-1中Q3点所示。出现这种情况时，应通过减小基极偏流IBQ，使晶体管脱离饱和区以消除饱和失真。图3-3-1③最大不失真动态范围当逐渐加大输入信号ui的幅度时，若使输出电压波形uo的顶部和底部几乎同时被切掉一部分，那么除了说明电路此时既有截止失真又有饱和失真，还说明静态工作点比较合适，如图5-1-2中Q1点所示，意

7、味着电路可获得最大不失真动态范围峰峰值Uop-p。此时的失真只是由于输入信号幅度太大而引起的，只要适当减小输入信号的幅度即可消除。如果电路仅仅出现饱和或截止失真，就要调整静态工作点Q，使之获得最大不失真动态范围。放大电路的目的是放大交流信号，静态工作点是电路能正常工作的基础，放大电路工作必须在直流电源作用下施加交流信号，晶体管的uo、uCE、iB和iC都是直流和交流分量叠加后的瞬时值。晶体管放大电路的主要性能指标有电压放大倍数Au、最大输出动态范围Uomax、输入电阻Ri，输出电阻Ro及通频带fBW等。以下分

8、别介绍各个数值的原理及计算方法：①电压放大倍数Au。电压放大倍数Au是输出电压与输入电压之比，是衡量电路电压放大能力的主要性能指标。在实测电压放大倍数时，应该用示波器观察输出端的电压波形，也可以用双踪示波器同时测量放大电路的输入端和输出端的电压峰峰值（注意：只有在不失真的情况下，测试数据才有意义）另外，放大倍数还和空载、有