設(shè)計(jì)并制作共射放大電路——浙江大學(xué)電子工程訓(xùn)練

1、專業(yè)：_電子科學(xué)與技術(shù)_姓名：_陳肖葦_學(xué)號(hào)：_3140104580_日期：_2015/12/3-24_地點(diǎn)：_東四216_實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：_電子工程訓(xùn)練_指導(dǎo)老師：李錫華、葉險(xiǎn)峰、施紅軍_成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱：_晶體管共射放大電路設(shè)計(jì)_實(shí)驗(yàn)類型：_設(shè)計(jì)仿真及焊接_同組學(xué)生姓名： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)與要求三、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)參數(shù)計(jì)算（3.1 總體設(shè)計(jì)、3.2 各功能電路設(shè)計(jì)與計(jì)算、3.3完整的實(shí)驗(yàn)電路）四、主要儀器設(shè)備五、實(shí)驗(yàn)步驟與過(guò)程六、實(shí)驗(yàn)調(diào)試、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析處理八、討論、心得一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?l 學(xué)習(xí)單管放大電路的設(shè)計(jì)方法。l 掌握晶體管放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置、測(cè)量

2、與調(diào)試方法。l 了解放大器的非線性失真。l 正確使用EDA軟件進(jìn)行模型搭建以及性能仿真。l 掌握面包版的特性以及對(duì)應(yīng)的電路布局方法。l 掌握放大器電壓增益、輸入電阻、輸出電阻、幅頻響應(yīng)等基本性能指標(biāo)的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)任務(wù)與要求l 設(shè)計(jì)一阻容耦合單極放大電路。l 已知條件：VCC=+10V，RL=5.1K，Vi=10Mv，RS=600歐姆。l 性能指標(biāo)要求：fL<30HZ，對(duì)頻率為1kHZ的正弦信號(hào)|AV|>15V/V，Ri7.5k歐姆。三、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)參數(shù)計(jì)算（3.1 總體設(shè)計(jì)、3.2 各功能電路設(shè)計(jì)與計(jì)算、3.3完整的實(shí)驗(yàn)電路）l 初始設(shè)計(jì)方案如圖l 下面針對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行

3、計(jì)算：² 首先針對(duì)現(xiàn)有的一些原則以及經(jīng)驗(yàn)公式確定：Ø 實(shí)際在160180之間，近似計(jì)算取為200。Ø 晶體管工作電流設(shè)計(jì)為1mA；Ø VBB確定為3V；Ø IR1=10IB；Ø 因?yàn)镃1，C2對(duì)下限截止頻率影響較小，故不改動(dòng)，設(shè)為22uF，CE對(duì)下限截止頻率較大，且CE越大，下限截至頻率越低，所以取91uF。² 接下來(lái)是針對(duì)具體參數(shù)的計(jì)算：Ø 因?yàn)閂BB=3V，所以Ø 當(dāng)IR1 >> IB 時(shí)，VBBVB=3V，由VBB式可得10*R2/（R1+R2）=3，所以，R1：R2=7：3。對(duì)R1，R

4、2取值從以下兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。從Ri計(jì)算式看，一般取R2為Ri下限值的3倍即可滿足輸入電阻要求，取R2=22.5 k，則R1=52.5k。按IR1>>IB，取IR1=10IB=0.05mA，則R1=（VCC-VB）/IR1=140K，因此R2=60K。綜上，R1取值范圍為52.5k140k，R2取值范圍為22.5k52.5k。分別取標(biāo)稱值，則R1取70k（由51k電阻+50k電位器組成），R2取30k。Ø 確定IE和IC也有兩種思路: 已知IC=1mA，=200，代入 和 ，可以得到RE=23k。由IC=1mA得 ，取 =20V/V，由AV計(jì)算式，并代入已知量， 可得RE

5、1=69.4歐姆，RC=5.3k，RE2=RE-RE1=22.4k。取VC=2/3VCC=6.7V，可以獲得3.35V左右的輸出信號(hào)擺幅。則RC=3.3k，RE1=74，RE2=22.3k所以最終區(qū)標(biāo)稱值為RC=4.7k，RE1=62歐姆，RE2=22k。l 最終確定的設(shè)計(jì)方案如下：四、主要儀器設(shè)備l 設(shè)計(jì)與仿真：EDA軟件l 性能測(cè)試：信號(hào)發(fā)生器，電源，示波器，萬(wàn)用表五、實(shí)驗(yàn)步驟與過(guò)程六、實(shí)驗(yàn)調(diào)試、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄l 仿真結(jié)果² 時(shí)域分析看放大倍數(shù)：Ø 輸入為10mV，實(shí)際輸出為263.746mV，電壓增益|AV|=26.3V/V,大于15V/V，符合要求。² 頻域

6、分析，看上下限截至頻率Ø 上下限截止放大倍數(shù)為26.3*0.707=18.6，經(jīng)測(cè)量如下：Ø 所以下限截至頻率為20.8Hz<30Hz，符合要求。Ø 上限截止頻率為1.56MHz。l 實(shí)際電路測(cè)量結(jié)果：² 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)整調(diào)節(jié)電位器RP使RC兩端的電壓為4.7V，又已知RC=4.7K，所以工作電流IC=1mA。VCCVBBVCVEIC測(cè)量值10.01V2.88V5.27V2.24V1mA理論值10.00V3.0V5.3V2.3V1mA在誤差允許的范圍內(nèi)與理論值吻合的很好。² 電壓增益的測(cè)量實(shí)際測(cè)得Vi=45.2mV，Vo=1232m

7、V，|AV|=27.25V/V，在誤差允許的范圍內(nèi)與仿真結(jié)果26.3V/V吻合。² 最大不失真電壓的測(cè)量不斷加大輸入電壓，觀察波形情況，在明顯失真的電壓附近進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如下：輸入電壓/mV63.269.6108136輸出電壓/mV1720186028403560電壓增益27.22267226.3026.18由于繼續(xù)加大電壓，波形已明顯失真，上下兩側(cè)電壓出現(xiàn)明顯不對(duì)稱，故不考慮。² 輸入電阻、輸出電阻的測(cè)量Ø 輸入電阻測(cè)量電路如下圖：已知R=20K，測(cè)得，vi=19.40mV，vo=64.0mV，代入公式，得Ri=8.7K。Ø 輸出電輸阻測(cè)量電路如下：

8、實(shí)際測(cè)得vo=2.44V，vo=1.22V，RL=5.1K，代入，得Ro=5.1K。² 上限、下限截止頻率fH、fL的測(cè)量Ø 因?yàn)閷?shí)測(cè)輸出電壓為1.232V，1.232*0.707=0.87V，調(diào)節(jié)輸出頻率，待測(cè)得Vpp=0.87V時(shí)，頻率為21HZ，所以，下限截止頻率為21Hz。Ø 因?yàn)樾盘?hào)發(fā)生器頻率限制，故上限截止頻率無(wú)法測(cè)量。² 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響Ø 當(dāng)改變靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，波形的變化如圖：七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析處理電壓增益/（V/V）下限截止頻率/Hz輸入電阻Ri/R要求值>15<30>7.5k仿真值26.320.

9、8無(wú)測(cè)量值27.3218.7k從表格可以得出，本設(shè)計(jì)符合各項(xiàng)指標(biāo)，圓滿完成任務(wù)！八、討論、心得首先呢，看著一個(gè)項(xiàng)目從無(wú)到有的一點(diǎn)點(diǎn)的從自己手里誕生出來(lái)是很有成就感的，即使只是一個(gè)簡(jiǎn)單的晶體管共射放大電路。從一點(diǎn)點(diǎn)的自己計(jì)算參數(shù)，又由于理論課不扎實(shí)被折磨的死去活來(lái)，最終確定電路的各項(xiàng)參數(shù)；到自己搭建電路進(jìn)行仿真，一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)行模擬，對(duì)每一個(gè)條件進(jìn)行檢驗(yàn)；在接下來(lái)又重拾了閑置已久的焊接技能，從布局到焊接，一點(diǎn)點(diǎn)的將實(shí)物做出來(lái)；到最后各種儀器齊上陣，一點(diǎn)點(diǎn)的將電路的特性測(cè)量出來(lái)。當(dāng)檢驗(yàn)合格的那一瞬間，真的有一種壓在心口的大石頭落地的感覺，整個(gè)人也輕松了很多。此外，在最后的測(cè)試過(guò)程中也出現(xiàn)了一些bug，因?yàn)槲仪捌谑菂⒄誔PT上給的布局來(lái)進(jìn)行布線和焊接的，這就導(dǎo)致了在測(cè)量輸入電阻和輸出電阻時(shí)很不方便，希望老師可以將PPT中的參考電路圖更改一下，使得RL處能夠更方便的開路，而不是需要重新拆焊電路。經(jīng)過(guò)這么一個(gè)長(zhǎng)周期的項(xiàng)目真是收獲頗豐啊。真正的