EDA单管放大器.doc

单管放大器 实验目的 （1）学习单管放大器的原理。 （2）学习运用multisim10的虚拟仪器的使用方法。 实验电路 实验电路如图a所示。 图a单管放大器实验电路 实验内容 在晶体放大电路设计过程中，有几个指标是很重要的，极晶体管的Q点设计（它直接影响放大器的性能指标）、放大倍数（增益）、通频带、输入电阻、输出电阻、失真度。 （2）信号发生器设置为正弦波，f=1kHz, V=3mV,用示波器观察输入输出波形； （3）将R1改为一个100KΩ（R1）与一个100KΩ电位器串联，调整电位器，使波形输出幅度最大，且不失真，找出电路图中R1的最佳取值； （4）测量放大器的增益； （5）测试电路的幅频特性曲线； （6）测试电路的失真度； （7）测出输入电阻Ri，输出电阻Ro. 实验步骤 （1）测量Ic 修改R1、R2可以在改变Q点，在Q点设计中，Ic是一个重要指标。Ic测量的常规方法通过测量Ve来间接测量，在multisim10环境中，可以直接测量。 ①常规方法测量Ve。用Ie=Ve/Re≈Ic计算集电极电流，如下图b所示。 图b 常规方法测量Ic Ie=Ic + Lb ≈Ic Ic = Ve / Re = 1.883/ 1000 =1.883mA ②用电流表直接测量如图c所示 开启仿真，电力表测量得 Ic=1.869mA 图 c 直接测量Ic 结论:由①②分析看出，两种方法的测试结果有点误差，原因在于Re等的值是有误差的，调入器件时计算机在器件的误差范围内任意取值作计算依据，在实际电路中也往往如此，用万用表测量晶体管发射极电阻上的电压来测量电路的Ic是实际电路设计时的一般方法。 （2）.信号源的设置及信号观察 调入函数发生器和示波器，连接后如图d所示。 图 d 挂上信号源，示波器的实验电路图及信号源设置 图 e 信号测试 （3）确定R1的最佳取值 将图d的R1的值改为10KΩ，在串联一个100kΩ的电位器（R6），实验电路如图f所示。 结论：在如图f所示电路中，保持信号源设置不变，调整R6为36％，信号输出幅度最大、失真较小。由此判定图a中R1的取值在46KΩ左右最佳。 图 f 调整（R6）基极偏置 测量放大器的增益 将图a所示电路中R1换成47KΩ,保存电路，运行仿真，测得输出波形幅度值为312.617mV（约为312mv）,输入波形幅值为2.989mV（约为3mV）,可用这组参数计算放大区的放大倍数为： Av = Uo / Ui = 312/3=104 其增益 Av = 20㏒|U0/Ui|≈40dB 结论：放大器的增益为40dB。 测量电路的幅频特性 用波特图示仪器测量电路的幅频特性曲线非常简单方便，波特图示仪连接如图所示g,运行仿真，可改变波特图示仪窗口中的F、I值调整波形的幅度和形状，如图h所示。 结论分析：移动测试指针，可测量放大器的幅度值是40.526dB Av=20㏒U0/Ui=40.526dB 根据频带宽度的测量原理，移动测试指针，是幅度值下降3dB，找到半功率点，低频率为fL,高端频率为fH,如图所示，频率值分别为： fL=121.404Hz fH=7.05Hz 那么放大器的频带宽度 fw=fH - fL=7.05MHz 图 g 波特仪表图连接方法 图h测试指针在波特图的最佳放大区 测量电路的失真度 可以用失真度测量仪直接测量如图j所示。 图j失真度测量方法 结论：电路的失真度为1.083﹪。 测量输入输出电阻 1）测量输入电阻Ri ①用multisim10的电流表和电压表测量Ri,可以通过放大器等效电路的定义进行测量，电路如图K所示。 图K用电流表电和电压表测量Ri Ri=Vi/Ii=2.121 Ri=0.96kΩ 测量输出电阻R0 电路图如图L所示 图L替代法计算Ro R0=（Vo/Vl -1 ）Rl=(0.326/.0223 -1)×3000 输出电阻 Ro=1.65kΩ 3