模电实验报告.docx
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模电实验报告
国家电工电子实验教学中心
模拟电子技术
实验报告
实验题目:
失真放大电路的研究
学院:
电子信息工程学院
专业:
通信工程
学生姓名:
学号:
任课教师:
2014年5月27日
目录
1实验题目及要求
2实验目的与知识背景
2.1实验目的
2.2知识点
3实验过程
3.1选取的实验电路及输入输出波形
3.2每个电路的讨论和方案比较
3.3分析研究实验数据
4总结与体会
5参考文献
1实验题目及要求
(写明实验任务要求,可复制题目原文。
)
1、设计一个具有截止失真,饱和失真,和双向失真的电路;
2、设计一个交越失真的电路,并提出改进电路方法进行验证;
3、设计一个不对称失真的电路,提出改进电路方法进行验证。
4、对以上电路进行仿真验证及实物的数据测量。
(1)输入一标准正弦波,如图1(a),频率2KHz,幅度50mV,输出正弦波频率2KHz,幅度1V。
(2)图1(b)是电路输出波形,若达到要求,如何设计电路,并修改。
(3)图1(c)是电路输出波形,若达到要求,如何设计电路,并修改。
(4)图1(d)是电路输出波形,若达到要求,如何设计电路,并修改。
(5)输入一标准正弦波,频率2KHz,幅度5V,设计电路使之输出图1(e)输出波形,并改进。
(6)图1(f)是电路输出失真波形,设计电路并改进
(7)通过图1(b)、(c)和(d)的失真设计,讨论产生失真的机理,阐述解决问题的办法。
(8)通过图1(e)的失真设计,讨论产生失真的机理,阐述解决问题的办法。
(9)通过图1(f)的失真设计,讨论产生失真的机理,阐述解决问题的办法。
2实验目的与知识背景
2.1实验目的
1.掌握失真放大电路的设计和解决电路的失真问题——提高系统地构思问题和解决问题的能力。
2.掌握消除放大电路各种失真技术——系统地归纳模拟电子技术中失真现象。
3.具备通过现象分析电路结构特点——提高改善电路的能力。
2.2知识点
2.2.1饱和截止双向失真
晶体管是非线性元件,在它们的输出曲线上只有一段区域是线性的。
我们通过设置静态工作点,使晶体管,效应管工作在线性区域。
但是,有可能静态工作点太高,太低,输入信号太大,或者增益太大使输出信号发生失真;当静态工作点太低时,导致输出波形顶部被截去,则为截止失真;
当静态工作点太高时,导致输出波形底部被截去,则为饱和失真;
饱和失真、截止失真是由于静态工作点选择不合适造成的,而双向失真是由于输入信号太大或增益太大造成的。
当输入信号太大时,可能使被放大的信号同时在饱和区与截止区,这就产生了双向失真。
2.2.2交越失真
交越失真是乙类推挽放大器所特有的失真,由于晶体管存在阈值电压,输出电压在Vi<±Vbe的范围内接近于0,从而使输出电压波形在这一范围内产生失真。
这样,当输入信号为正弦波时,输出信号将不再是正弦波,即产生了失真,因此在正、负半周交替过零处会出现一些失真,这个失真称为交越失真。
2.2.3不对称失真
不对称失真是由于晶体管的非线性,信号在被放大的同时,输出信号中会产生输入信号所没有的谐波分量,而使输出信号的正、负半周不对称,这种失真称为不对称失真。
3实验过程
3.1选取的实验电路及输入输出波形
饱和截止双向失真
交越失真
非对称失真
3.2每个电路的讨论和方案比较
(在实验过程中遇到的问题包括自拟构思的问题、产生原因、解决方法。
)
3.2.1饱和截止双向失真
截止失真:
使静态工作点上移。
对于射极偏置电路,方法是增加基极的电压。
即减小R4。
饱和失真:
使静态工作点下移。
对于射极偏置电路,方法是减小基极的电压。
即增大R4。
双向失真:
减小输入信号的幅度
3.2.2交越失真
消除交越失真的办法是给晶体管建立起始静态偏置,使它的基极电压始终不小于死区电压.为了不使电路的效率明显降低,起始静态偏置电流不应太大.这样就把乙类推挽放大器变成了经常使用的甲乙类推挽放大器.
在上述电路中,我们可以改变静态工作点,产生0.7V压降的静态工作点电压,使输入信号即使为0时,三极管也工作在线性区域。
既是甲乙类功率放大器。
对应电路图中的两个开关都打开的状态。
3.2.3不对称失真
采用负反馈,减小环内的非线性失真。
我们采用电压并联负反馈。
对应电路图中开关闭合的状态。
3.3分析研究实验数据
(各种失真对应的电路参数及测量数据与不失真电路的参数测量数据的比较分析)
元件的参数见电路图
实验参数:
截止失真:
Vpp=9.528V
饱和失真:
Vpp=6.962V
交越失真:
Vpp=8.58V
不对称失真Vpp=3.765V
不对称失真改善:
Vpp=2.15V
4总结与体会
4.1通过本次实验那些能力得到提高,那些解决的问题印象深刻,有那些创新点。
通过这次实验,首先是对课堂上学的基础知识的一个实践的过程,通过实验使自己巩固了自己所学的知识。
使用模拟电子技术中放大电路,把某一输入模拟信号经过一个电路,进行在幅度上放大,然后输出。
在实际放大电路中,由于不是理想状态,输出信号不可能与输入信号的波形完全相同,这就是电路产生了失真的缘故。
失真分为线性失真和非线性失真。
非线性失真是放大器件的工作点进入了特性曲线的非线性区,使输入信号和输出信号不再保持线性关系而产生的失真。
常见非线性失真有五种:
饱和失真、截止失真、双向失真、交越失真和不对称失真。
首先是设计电路并仿真,刚开始时不知从何下手,最后在看了老师的ppt和与同学讨论后终于得出了产生这五种失真的电路图,并用仿真软件产生了失真。
然后就是买元件与焊电路板,焊电路板是一个麻烦事,由于平时很少做这方面的练习,花了很长时间才把它焊完,其次最大的问题就是调试,调试的过程中出现一些问题比如示波器的使用,在饱和截止双向失真电路中总是出不了波形,最后发现是三极管以及电容烧坏,于是又重焊了一次,本来不应在焊电路上浪费太多时间,却因为自己的不熟练浪费了太多时间,以后一定要加强这方面的练习。
总的来说还是收获颇丰的,不仅强化了课堂知识还锻炼了自己的动手能了,最后提的建议就是希望以小组的形式完成这次实验,还有就是实验的内容应该再丰富一点,不要只是局限于失真。
5参考文献
(列出在本次实验中参考的有关文献,包括书籍、网上信息等。
书写格式应符合以下规定。
顶格写,按“作者.书名或文题.地名:
出版社(或期刊)名,出版年份(或期刊卷期次):
页码”(中译本应在书名后加译者名)的次序排列。
)
[1]路勇.模拟集成电路基础[M].北京:
中国铁道出版社,2012.
[6]张勇,郝宁眉.Multisim在单管放大电路分析教学中的应用[J].电脑知识与技术.2009(31)
[2]路勇.电子电路实验及仿真[M].北京:
北京交通大学出版社清华大学出版社,2012.
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- 关 键 词:
- 实验 报告
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