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北邮信通院模电实验三_共射放大电路计算、仿真、测试分析报告.docx

发布时间：2022-06-12 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：3.96M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    实验三 共射放大电路计算、仿真、测试分析报告 （请在本文件中录入结果并进行各类分析，实验结束后，提交电子文档报告） 实验目的： 掌握共射电路静态工作点的计算、仿真、测试方法；掌握电路主要参数的计算、中频时输入、 输出波形的相位关系、失真的类型及产生的原因；掌握获得波特图的测试、仿真方法；掌握 负反馈对增益、上下限截频的影响，了解输入输出间的电容对上限截频的影响等。 实验设备及器件： 笔记本电脑（预装所需软件环境） AD2 口袋仪器 电容：100pF、0.01μF、10μF、100μF 电阻：51Ω*2、300Ω、1kΩ、2kΩ、10kΩ*2、24kΩ 面包板、晶体管、2N5551、连接线等 实验内容： 电路如图 3-1 所示（搭建电路时应注意电容的极性）。 图 3-1 实验电路 1. 静态工作点 （1）用万用表的β测试功能，获取晶体管的β值，并设晶体管的 VBEQ=0.64V，rbb’=10Ω（源 于 Multisim 模型中的参数）。准确计算晶体管的静态工作点（IBQ、IEQ、VCEQ，并填入表 3-1） （静态工作点的仿真及测量工作在 C4 为 100pF 完成）； 主要计算公式及结果： 晶体管为 2N5551C，用万用表测试放大倍数β（不同的晶体管放大倍数不同，计算时使用实 测数据，并调用和修改 Multisim 中 2N5551 模型相关参数，计算静态工作点时，VBEQ=0.64V）。 静态工作点计算：
    （2）通过 Multisim 仿真获取静态工作点（依据获取的β值，修改仿真元件中晶体管模型的 参数，修改方法见附录。使用修改后的模型参数仿真 IBQ、IEQ、VCEQ，并填入表 3-1）； （3）搭建电路测试获取工作点（测试发射极对地电源之差获得 IEQ，测试集电极与发射极电 压差获取 VCEQ，通过β计算 IBQ，并填入表 3-1）； 主要测试数据： 表 3-1 静态工作点的计算、仿真、测试结果（C4 为 100pF） 计算值 仿真值 测试值 IBQ（μA） 11.83 11.80 11.67 IEQ（mA） 2.13 2.13 2.10 ICQ（mA） 2.12 2.12 2.09 （4）对比分析计算、仿真、测试结果之间的差异。 β（实测值） 180 计算与仿真结果已经非常吻合，测试值与计算值偏差主要由于温度影响，同时还有测试 中厄尔利电压的影响。 2. 波形及增益 （1）计算电路的交流电压增益，若输入 1kHz 50mV（峰值）正弦信号，计算正负半周的峰 值并填入表 3-2 中（低频电路的仿真及测量工作在 C4 为 100pF 完成）； 主要计算公式和结果：
    （2）Multisim 仿真：输入 1kHz 拷贝贴于下方，标出输出正负半周的峰值，将输出的峰值填入表 3-2 中）； 50mV（峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏幕 （3）实际电路测试：输入 1kHz 50mV（峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏幕 拷贝贴于下方，标出输出正负半周的峰值，将输出的峰值填入表 3-2）。（信号源输出小信号 时，由于基础噪声的原因，其信噪比比较小，导致信号波形不好，可让信号源输出一个较大 幅值的信号，通过电阻分压得到所需 50mV 峰值的信号建议使用 51Ω和 2kΩ分压）
    输入 50mV 50mV 50mV 计算 仿真 测试 （4）波形与增益分析： 表 3-2 波形数据（C4 为 100pF） 输 出 正 半 周峰值 输 出 负 半 周峰值 输出正半周峰值 与输入峰值比 输出负半周峰值 与输入峰值比 714.5mV 673.9mV 678.2mV 714.5mV 720.2mV 691.5mV 14.29 13.48 13.56 14.29 14.40 13.83 （a）仿真与测试的波形没有明显饱和、截止失真； （b）静态工作点偏高，导致仿真与测试波形正负半周峰值存在差异； （c）输出与输入的相位相反； （d）计算、仿真、测试的电压增益误差及原因； 计算时为理想状态；仿真没有考虑温度影响；测试元件参数不稳定。 3. 大信号波形失真 130mV（峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形 屏 （1）Multisim 仿真：输入 1kHz 幕 拷 贝 贴 于 下 方 ）（ 低 频 大 信 号 的 仿 真 及 测 量 工 作 在 C4 为 100pF 完 成 ）；
    （2）实际电路测试：输入 1kHz 幕拷贝贴于下方）； 130mV（峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏
    （3）分析对比仿真与测试的波形，判断是饱和失真还是截止失真。 答：饱和失真。 4. 频率特性分析 C4 为 100pF 时电路的频率特性分析 4.1 （1）Multisim 仿真频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上 限截频、下限截频，并将数值填入表 3-3）
    （2）利用 AD2 的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方， 标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表 3-3）
    （3）对比分析仿真与测试的频率特性： 表 3-3 100pF 电路频率特性 增益（dB） 下限截频 上限截频 计算 仿真 测试 23.1 23.1 22.8 对比分析： 测试的增益略大，上下限截频略小 33.42Hz 33.69Hz 1.71MHz 1.81MHz C4 为 0.01μF 时电路的频率特性分析 4.2 （1）Multisim 仿真频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上 限截频、下限截频，并将数值填入表 3-4）
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