共射放大電路計算、仿真、測試分析報告

1、實驗三 共射放大電路計算、仿真、測試分析報告(請在本文件中錄入結(jié)果并進(jìn)行各類分析，實驗結(jié)束后，提交電子文檔報告)實驗?zāi)康?掌握共射電路靜態(tài)工作點的計算、仿真、測試方法；掌握電路主要參數(shù)的計算、中頻時輸入、 輸出波形的相位關(guān)系、失真的類型及產(chǎn)生的原因；掌握獲得波特圖的測試、仿真方法；掌握負(fù)反饋對增益、上下限截頻的影響，了解輸入輸出間的電容對上限截頻的影響等。實驗設(shè)備及器件：筆記本電腦(預(yù)裝所需軟件環(huán)境)AD2 口袋儀器電容：100pF、0.01 F、10 F、100 F電阻：510*2、300 1kQ> 2k 10k0*2、24k Q面包板、晶體管、2N5551、連接線等實驗內(nèi)容：電路如圖

2、3-1所示(搭建電路時應(yīng)注意電容的極性R1 24k100pFC41R51kVcc 5VC3C110 FVR210ko10 FR351R4300VTJLR6 I10kC2100 FVo圖3-1實驗電路1 .靜態(tài)工作點(1)用萬用表的3測試功能，獲取晶體管的3值，并設(shè)晶體管的Vbe=0.64V, rbb，=100(源于Multisim 模型中的參數(shù))。準(zhǔn)確計算晶體管的靜態(tài)工作點(I bo I eq Vceq并填入表3-1 )(靜態(tài)工作點的仿真及測量工作在C4為100pF完成)；主要計算公式及結(jié)果：I(cq)=I(eq)=(v(BQ)-v(BEQ)/(R3+R4)=2.37mA I(BQ)=I(CQ

3、)/(1+beta)=12.46*10A-6 A晶體管為2N5551c用萬用表測試放大倍數(shù)3 (不同的晶體管放大倍數(shù)不同，計算時使用實 測數(shù)據(jù)，并調(diào)用和修改 Multisim 中2N5551模型相關(guān)參數(shù)，計算靜態(tài)工作點時，VbeQ=0.64V)。 靜態(tài)工作點計算：V(CEQ尸V(CC)-I(CQ)*(R5+R3+R4)=1.798V(2)通過Multisim 仿真獲取靜態(tài)工作點(依據(jù)獲取的3值，修改仿真元件中晶體管模型的參數(shù)，修改方法見附錄。使用修改后的模型參數(shù)仿真Ibq Ieq VCEq并填入表3-1);V(CEQ)=1.517v(3)搭建電路測試獲取工作點(測試發(fā)射極對地電源之差獲得Ieq

4、,測試集電極與發(fā)射極電壓差獲取VCEQ,通過3計算I BQ,并填入表31 )；主要測試數(shù)據(jù)：表3-1靜態(tài)工作點的計算、仿真、測試結(jié)果( 。為100pF)I BQ (科 A)I eq (mAI cq (mA3 (實測值)計算值13.922.372.37169仿真值12.462.122.11測試值(4)對比分析計算、仿真、測試結(jié)果之間的差異。計算值偏大，大于仿真值，測試值2 .波形及增益(1)計算電路的交流電壓增益，若輸入 1kHz 50mV (峰值)正弦信號，計算正負(fù)半周的峰 值并填入表3-2中(低頻電路的仿真及測量工作在C4為100pF完成)；主要計算公式和結(jié)果：增益Av=-beta*(R5/

5、R6)/(rbe+(1+beta)*R3=-14.32峰值：50*14.32=716.0mV(2) Multisim 仿真：輸入1kHz 50mV (峰值)正弦信號，觀察輸入、輸出波形(波形屏幕拷貝貼于下方，標(biāo)出輸出正負(fù)半周的峰值，將輸出的峰值填入表3-2中)；3-2）。（信號源輸出小（3）實際電路測試：輸入 1kHz 50mV （峰值）正弦信號，觀察輸入、輸出波形（波形屏 幕拷貝貼于下方，標(biāo)出輸出正負(fù)半周的峰值，將輸出的峰值填入表 信號時，由于基礎(chǔ)噪聲的原因，其信噪比比較小，導(dǎo)致信號波形不好，可讓信號源輸出一個較大幅值的信號，通過電阻分壓得到所需50mV年值的信號建議使用 51 和2k 分壓

6、）2C：9-T-17 ：3:：5 豆底耳內(nèi)滋忖耍戒it：g出“叫次到微猛庇感LT -»H 3 %嗚1 IihoL：10 55DC uiA1Ji 1，口ptiGkE1岫 Cluaai1 日 ChsEJwl1瞪Ej 1 i21 rtVAI 3 :nJEI 口壬針：0 V h凈J DC tiX/t表3-2 波形數(shù)據(jù)（G為100pF）輸入輸出正半輸出負(fù)半輸出正半周峰值輸出負(fù)半周峰值周峰值周峰值與輸入峰值比與輸入峰值比計算50716-71614.32-14.32仿真50692.3-710.213.91-14.48測試50708.2-708.214.16-14.16(4)波形與增益分析：(a)仿

7、真與測試的波形有無明顯飽和、截止失真； 沒有(b)仿真與測試波形正負(fù)半周峰值有差異的原因；計算時晶體管電阻有忽略(c)輸出與輸入的相位關(guān)系； 反相(d)計算、仿真、測試的電壓增益誤差及原因； 計算時數(shù)據(jù)有近似，晶體管電阻有忽略, 測試時外界還進(jìn)變化，3值變化，測量誤差等(e)其他。3 .大信號波形失真(1) Multisim 仿真：輸入1kHz 130mV (峰值)正弦信號，觀察輸入、輸出波形(波形 屏幕拷貝貼于下方)(低頻大信號的仿真及測量工作在以為100pF完成)；=-涓由非VC/門 .時間逋道/迪道_日0.000 s0.000 V7.197mV,T2 *。，叩Qs0 JOO V7,197

8、mVT2-T10.000 s0.000 V0.000 V時基.通道A標(biāo)凰 Mu小刻度1 WDMX軸位移（格）：o| 丫軸位移（格卜0Y/T添加B/A知B交流0直流（2）反向保存外觸發(fā)通道B觸發(fā)刻如網(wǎng)吧出邊沿：國工司同衛(wèi).¥軸包移(格)：|。水平：口1 V1 |a|o|aa|-|翁 怪組 正常自劃7(3)(4)（2）實際電路測試：輸入 1kHz 130mV （峰值）正弦信號，觀察輸入、輸出波形（波形屏 幕拷貝貼于下方）；WorkspaceSettings Window HelpWelcome . Ktlp. Supplier回 Hatwork 1. Wa即/電n L Saoje 1 日

9、mdcrwKuto匚harm生1 1Condit:Mutual Tri ggerValcoaieChaTintlConditSource飽和失真由于這個晶體管3值可能偏4分析對比仿真與測試的波形，判斷是飽和失真還是截止失真。2019-05-17 10:38130mV寸的信號沒有明顯失真0.15mV的有效值后失真明顯4 .頻率特性分析4.1 C 4為100pF時電路的頻率特性分析(1) Multisim 仿真頻率特性，給出波特圖(波特圖屏幕拷貝貼于下方，標(biāo)定中頻增益、上 限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-3)(2)利用AD2的網(wǎng)絡(luò)分析功能實際測試頻率特性，給出波特圖(波特圖屏幕拷貝貼于下方，標(biāo)

10、定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-3) ¥*中匕口5 L IYai 匚0，nr日ialjpEuftjL 1 £-aSeal e Lrijr trLthnEcPf Elnild » Illtj521p>|B：|i HKz| 幻叫IOC jDaciite: IS, 711717一1.'! t100 XIHIE1 RHtI；*ii 311:a/AI - L 柘*62“宓 r /drffA !一沮 L；MEiTr；,：rO口T祠加長15 dB A: -d的普盟戀AZ AI s -|>.：|B589 dB/dccIJz<."

11、;d&EHG£f set: Hod*:CoKtanl "A*plliu4a|50 kV-/ Ec聞i i to r"bariL 1hl is： JE，T叩；|瓠dB、B«t E| T。dE*S1«CTrLii.n ph4一ofnMB M Rm皿|aau .i|l _Clr: Tr.l OftBIr 四型 Charr.clChianpr l IOffsetr a 11 X5 CharUae-l 之七GiiJI-s I IDIb£Sj2I EEJlut i .'K(3)對比分析仿真與測試的頻率特性:表3-3 100pF電路

12、頻率特性增益(dB)下限截頻上限截頻計算23.119仿真23.09514.05Hz3.188MHz測試22.88215.681Hz1.969MHz對比分析：測試上限截頻遠(yuǎn)小于仿真值，可能晶體管受環(huán)境變化，面包板上電路連接問題，電氣性能，采樣較少帶來誤差4.2 C 4為0.01 F時電路的頻率特性分析(1) Multisim 仿真頻率特性，給出波特圖(波特圖屏幕拷貝貼于下方，標(biāo)定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-4)（2）利用AD2的網(wǎng)絡(luò)分析功能實際測試頻率特性，給出波特圖（波特圖屏幕拷貝貼于下方，標(biāo)定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-4）售Vcrlcsp&c

13、E GeTnq，Wndmu *|pV?！控?n 7小IpF * V«i I 1Seale: L蠟鰭it hi ie* St-irt!i* , 1 -f* Add Chtraulri i? tni Tw ,!L Be - 1 HHz | 2015-06-37 UzESiLA. JlUA： a Mi蛭&鳴數(shù)Cl： Ift.1 S卬p i=-jtpiloc j igIj IKiCSi -ao.而rF覺頓 （ip A.制法位7 加&凸厘:應(yīng)-7嘲閶&電S團(tuán)再w”Di-fpci: uKrige:國| 口心 t-up.（3）對比分析仿真與測試的頻率特性：表3-4 0.01

14、科F電路頻率特性增益（dB）下限截頻上限截頻計算23.119仿真22.91815.685Hz34.904KHz測試22.66715.478Hz38.478KHz對比分析：下限截頻仿真值與實驗值較為接近，誤差較小，上限截頻誤差較大。4.3 C 4電容不同時電路的頻率特性分析與比較思考擴(kuò)展：在本實驗中，三極管 2N5551c的基極與集電極之間存在電容C4,在實驗中，C4在電路中起著什么作用，其電容大小是否會對電路造成影響，造成了什么影響？表3-5電路頻率特性比較增益（dB）下限截頻上限截頻計算23.119_ -二二8""一一仿真（100pF）23.09514.05Hz3.188

15、MHz5.深度負(fù)反饋頻率特性分析將發(fā)射極電阻R3和R對調(diào)位置（即：改變交流負(fù)反饋深度，但靜態(tài)工作點不變）。計算中頻增益：5.1 C 4為100pF時深度負(fù)反饋電路的頻率特性分析（1）電路中C4為100pF時，Multisim 仿真頻率特性，給出波特圖（波特圖屏幕拷貝貼于下方，標(biāo)定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-5）幅值設(shè)置850.436 kHzS.386 dB仿真（0.01科F）22.91815.685Hz34.904KHz測試（100pF）22.88215.681Hz1.969MHz測試（0.01WF）22.66715.478Hz38.478KHz使用較大的電容會降低增益，降

16、低下限截頻上限截頻（2）利用AD2的網(wǎng)絡(luò)分析功能實際測試頻率特性，給出波特圖（波特圖屏幕拷貝貼于下方，標(biāo)定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-6）Q 20* 量n 1A nfltwerh 1 O-o.& -O. H：-48SiSZSy dBCl: 6. W1(I7C6 dBC2s 也乎能擔(dān)dBd dWISMKT dBStuglE Run Sca.le: LMaxilbri工:-L Elz| 工 業(yè)二3 £?？冢?1sl |2匕*061719ZN r OCpnzr dB/df-cJ /De lid- ;15. T1171r-" n'a?agan

17、offset； |o q lodir:Ci3ru tantAjipl i tkidjE 11 ri”- Ud 5rLi udg/ KelatLve to 1chinrgi*E:liETop:配七上外上j "Spec iriiriCuetM Oneduirt.a TtdAnd rsnn&l !h Jl -1 -OfffiettCfilOffset: |d /Gin:11 I十守TTX£； 1.O73T 1Hz Al? lf O73T Z叵 PlwsaOlfs-st ; ft«n|s«a11ttLlMil Tri “AT出*8收貨器凱V：加依NUMW

18、R |n| SUtU0t I（3）對比分析仿真與測試的頻率特性（含R和R未對調(diào)前的數(shù)據(jù)）表3-5 100pF 電路加深反饋前、后的頻率特性對比增益（dB）下限截頻上限截頻計算（淺負(fù)反饋）23.119仿真（淺負(fù)反饋）23.09514.05Hz3.188MHz測試（淺負(fù)反饋）22.88215.681Hz1.969MHz計算（深負(fù)反饋）9.911仿真（深負(fù)反饋）9.234.936Hz1.838MHz測試（深負(fù)反饋）9.1374.735Hz1.074MHz分析加深負(fù)反饋前后仿真與測試的指標(biāo)差別，包括前后增益的變化、前后上下限截止頻濾的變化等。加深負(fù)反饋后，增益減小，下限截頻減小，上限截頻降低5.2 C

19、 4為0.01UF時深度負(fù)反饋電路的頻率特性分析(1)電路中C4為0.01uF時，Multisim 仿真頻率特性，給出波特圖(波特圖屏累拷貝貼于卜方，標(biāo)定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-8)皮特貝模式水平幅值對數(shù)線性50控件反向MHzHz相位保存設(shè)置9.172 dB259.95m Hz(2)利用AD2的網(wǎng)絡(luò)分析功能實際測試頻率特性，給出波特圖(波特圖屏幕拷貝貼于下方，標(biāo)定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-6)41 OS44p】3： IflOV 二之二.-Udit%.尋s ra； 以鼻國畫THTHIT_ 3Cl l> (X) :P! 1 Hr - 2 IKz | KH-QS-L7 13:羽：5鼠 ":Vbi1hs Mf4Htlwic刁.VSttnOffset; 0 VPgh CewtuotA色】1 wdd 90 .I-1 PHseOfEcpt； |jl 餐KMR 白二OfErnt;Q TGoin.:3 E（3）對比分析仿真與測試的頻率特性（含 R和R未對調(diào)前的數(shù)據(jù)）： 表3-6 0.01uF 電路加深反饋