实验1.docx
- 文档编号:6270073
- 上传时间:2023-01-05
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:752.87KB
实验1.docx
《实验1.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《实验1.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
实验1
实验一单级放大电路的设计与仿真
一、实验内容
1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路,要求信号源频率10kHz,峰值10mV,负载电阻3.9kΩ,电压增益大于50。
2.调节电路静态工作点,观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形,并测试对应的静态工作点值。
3.在正常放大状态下测试:
1电路静态工作点值;
2三极管的输入、输出特性曲线和、rbe、rce值;
3电路的输入电阻、输出电阻和电压增益;
4电路的频率响应曲线和fL、fH值。
二、实验步骤与原理图
1.单级放大电路原理图
输出电压约为801mV,输入电压为10mV,电压增益为Av=801/10=80>50,所以符合要求。
2.饱和失真输出信号波形图:
静态工作点计算:
Ic=1.11626mA,Ib=8.89909μA,=125,Vce=0.18V,Vbe=0.63V
饱和失真从微观上看这是由于Vce过小导致集电极收集电子能力不是很强使部分由发射极发射的电子未能到达集电极,从而使三极管进入到饱和区。
从而出现饱和失真。
从宏观上说这是由于Vce过小是得静态工作点在三极管输入特性曲线上过于偏左使得三极管在放大的时候部分,进入到饱和区工作从而出现饱和失真。
表现的特征是出现削底现象。
截止失真输出信号波形图;
静态工作点计算:
Ic=907.21898μA,Ib=4.35696μA,β=208,Vce=2.43V,Vbe=0.62V
从输出看,这时电路的Vce的值过高使得电路的静态工作点过于偏左使得三极管在工作的时候进入到截止区从而出现截止失真,具体的表现是电路出现削顶现象。
在图中由于输入信号有效值过小难以观察,若加大输入信号则可明显观察出削顶现象。
不失真工作输出信号波形图:
静态工作点计算:
Ic=945.94513μA,Ib=4.56μA,β=945.9/4.55=210Vce=5.09-3.07=2.02V,Vbe=0.62V
三极管参数:
β(理论)=220
放大倍数Av=801.47/10=80.1
输出电压波形(801.47-792.64)/801.47=1.1%在误差允许范围内。
3.测量三极管特性:
三极管输入特性曲线电路图
输入特性曲线:
参数计算:
三极管输出特性曲线电路图
输出特性曲线:
β的测量:
理论分析可知β的值可由静态工作点对应的输出特性曲线上两条曲线对应的ic之差与ib之差相除的值求出,即β=。
静态工作点Ib=4.5μA,所以取ib=4和6μA,B=dic/dib=(1.250-0.830)/(6-4)*1000=210
4.电阻测量
输入电阻测量电路图
两电表示数:
测量值:
Ri=6.422mV/1.326μA=4.84KΩ
理论值:
Ri=Rb//rbe,rbe=5.99kΩ,rb=rb1//rb2=27.39KΩ,ri=4.91KΩ
误差:
E=|4.84-4.91|/4.84=1.4%
误差在实验允许范围内。
输出电阻测量电路图:
两电表示数:
测量值:
Ro=7.071mV/1.03μA=6.86KΩ
理论值:
Ro=rc//rce,Rc=7.32KΩ,rce=113KΩ,Ro=6.87KΩ
误差:
E=|6.86-6.87|/6.86=0.1%
误差在实验允许范围内。
电压增益测量电路图
两电表示数:
测量值:
Av=U2/U1=567.466/6.411=88.51
理论值:
Rl’=rl//rc=7.32//3.9=2.54kAv’=-B*rl’/rbe=-210*2.54k/5.99=89.05
误差:
E=|88.51-89.05|/88.51=0.6%
误差在实验允许范围内。
5.频率特性曲线:
(幅频曲线、相频曲线)
Fl=105.679HZFh=679.514KHZ
频率带宽为:
BW=Fh-Fl=679.408KHZ
6.实验总结:
本实验采用带射极偏置电的共射极放大电路,在两个射极电阻R3和R8之中R8为滑动变阻器,这样设计的目的是便于调节电路使之出现饱和失真和截止失真。
由VB=,Ic≈,Vce=Vcc-Ic(R2+R1),由这三个式子可以得出,当调大滑动变阻器R8接入电路的值时,会使Vce明显降低使Q点过于偏左,基极电流将产生底部失真。
因而集电极电流和集电极电阻上电压的波形必然随着基极电流产生同样的失真,而输出电压于集电极电阻上电压的变化相位相反,从而导致输出波形产生顶部失真,即截止失真。
要消除截止失真可以适当调低活动变阻器接入值,使Vce增大,即可消除截止失真。
当调小滑动变阻器R6接入电路的值时,由上面给的式子中可以看出会使Vce明显增大,使Q点过于偏右,集电极电流产生顶部失真,集电极电阻上的电压波形随之产生同样的失真。
由于输出电压于集电极电阻上电压的变化相位相反,从而导致输出波形产生底部失真,及饱和失真。
要消除饱和失真,可以调大活动变阻器接入值即可。
测试的三极管输入输出特性曲线符合理论分析的结果,、Rbe、Rce的值和理论计算虽有误差但是均在误差允许范围内,对于输入输出电阻的测试,所得结果基本符合要求,从而进一步验证了理论推算公式的正确。
对电路的频响特性分析可知,放大电路的耦合电容式引起低频响应的主要原因,下限截止频率主要由低频时间常数中较小的一个决定,三极管的结电容和分布电容是引起高频响应的主要原因,上限截止频率主要由高频时间常数中较大的一个决定。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 实验