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)果并進行各類分析，實驗結(jié)束后，提交電子文檔報告）實驗目的：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（預裝所需軟件環(huán)境）AD2口袋儀器電容：100pF、0.01F、10F、100F電阻：51*2、300、1k、2k、10k*2、24k面包板、晶體管、2N5551、連接線等實驗內(nèi)容：電路如圖3-1所示（搭建電路時應注意

2、電容的極性）。圖3-1實驗電路1. 靜態(tài)工作點（1）用萬用表的測試功能，獲取晶體管的值，并設(shè)晶體管的VBEQ=0.64V，rbb=10（源于Multisim模型中的參數(shù)）。準確計算晶體管的靜態(tài)工作點（IBQ、IEQ、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：VBB=VccR2R1+R2=5*1024+101.47V RB=R1R2R1+k2=241024+107.06k IBQ=VBB-VBQRB+1+R3+R4=1.47-0,647.06+176*0.351mA12.058A IcQ=IBQ=2.110mA IEQ=1+IBQ=2.1

3、22mA VCEQ=Vcc-IBQR5-IEQR3+R42.145V晶體管為2N5551C，用萬用表測試放大倍數(shù)（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：（2）通過Multisim仿真獲取靜態(tài)工作點（依據(jù)獲取的值，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）；（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，測試集電極與發(fā)射極電壓差獲取VCEQ，通過計算IBQ，并填入表3-1）；主要測試數(shù)據(jù)：

4、VEQ=770.2mV vCEQ=2.883VIEQ=VEQR3+R4=770.2351mA2.194mA IBQ=IEQ1+12.433A IcQ=IBQ=2.178mA表3-1靜態(tài)工作點的計算、仿真、測試結(jié)果（C4為100pF）IBQ（A）IEQ（mA）ICQ（mA）（實測值）計算值12.0582.1222.110175仿真值12.12.132.11測試值12.4682.1942.182（4）對比分析計算、仿真、測試結(jié)果之間的差異。分析：可以發(fā)現(xiàn)，這三組數(shù)據(jù)基本吻合，測試值均高于計算值和仿真值，而仿真值比較接近計算值。產(chǎn)生誤差得原因可能是實測中在數(shù)據(jù)的讀取時出現(xiàn)讀數(shù)誤差。2. 波形及增益（

5、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：rbe=rb'b+1+VTIEQ=10+176*262.194k2.095k Av=v0vi=-175R5R6rbe+1+R3-175 * 0.9092.095+8.976-14.37 Av23.14 輸入峰值為50mV的正弦交流信號時，輸出電壓峰值為：vop+=14.37*50=718.5mV vop=14.37*50=718.5mV（2）Multisim仿真：輸入1kHz 50mV（峰值）正弦信號，觀察輸入、

6、輸出波形（波形屏幕拷貝貼于下方，標出輸出正負半周的峰值，將輸出的峰值填入表3-2中）；（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，標出輸出正負半周的峰值，將輸出的峰值填入表3-2）。（信號源輸出小信號時，由于基礎(chǔ)噪聲的原因，其信噪比比較小，導致信號波形不好，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峰值的信號建議使用51和2k分壓）表3-2 波形數(shù)據(jù)（C4為100pF）輸入輸出正半周峰值輸出負半周峰值輸出正半周峰值與輸入峰值比輸出負半周峰值與輸入峰值比計算50mV718.5mV-718.5mV14.37-14.37仿

7、真50mV694.7mV-714.8mV13.894-12.296測試50mV675.3mV-711.8mV13.506-14.236（4）波形與增益分析：（a）仿真與測試的波形有無明顯飽和、截止失真； 答：有失真，但是不是很明顯，負半周相對失真嚴重些。 （b）仿真與測試波形正負半周峰值有差異的原因； 答：因為存在非線性失真。（c）輸出與輸入的相位關(guān)系:答：反相；（d）計算、仿真、測試的電壓增益誤差及原因； 答：主要還是讀數(shù)的處理上存在誤差，也有可能是元器件在實際插電路時存在接觸電阻等引起誤差（猜測）。（e）其他。3. 大信號波形失真（1）Multisim仿真：輸入1kHz 130mV（峰值）

8、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C4為100pF完成）；（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）；（3） 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。 分析:我的晶體管在130mV輸入峰值電壓時并未出現(xiàn)明顯失真，但是負半周峰值絕對值和正半周的峰值相差增大。后來調(diào)大輸入峰值，比如50V，輸出的波形類似脈沖波，出現(xiàn)嚴重截止失真。4. 頻率特性分析4.1 C4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，標定中頻增益、上

9、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，標定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-3）（3）對比分析仿真與測試的頻率特性：表3-3 100pF電路頻率特性增益（dB）下限截頻上限截頻計算23.1仿真23.131.459 Hz1.696 MHz測試22.81633.761Hz1.034MHz對比分析：4.2 C4為0.01F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)絡分析功能實際

10、測試頻率特性，給出波特圖（波特圖屏幕拷貝貼于下方，標定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-4）（3）對比分析仿真與測試的頻率特性：表3-4 0.01F電路頻率特性增益（dB）下限截頻上限截頻計算仿真22.94351.718Hz13.881kHz測試22.73032.475Hz30.936kHz對比分析：4.3 C4電容不同時電路的頻率特性分析與比較思考擴展：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仿真（100pF）23

11、.131.459Hz1.696MHz仿真（0.01F）22.94351.718Hz13.881kHz測試（100pF）22.81633.761Hz1.034MHz測試（0.01F）22.73032.475Hz30.936kHz5. 深度負反饋頻率特性分析將發(fā)射極電阻R3和R4對調(diào)位置（即：改變交流負反饋深度，但靜態(tài)工作點不變）。計算中頻增益：5.1 C4為100pF時深度負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，標定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-5）（2）利用AD2的網(wǎng)絡分析功能實際測試頻率特性，

12、給出波特圖（波特圖屏幕拷貝貼于下方，標定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-5）（3）對比分析仿真與測試的頻率特性（含R3和R4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（淺負反饋）23.1仿真（淺負反饋）23.131.459Hz1.696MHz測試（淺負反饋）22.81633.761Hz1.034MHz計算（深負反饋）9.23仿真（深負反饋）9.2328.018Hz1.842MHz測試（深負反饋）9.1534.056Hz1.115MHz分析加深負反饋前后仿真與測試的指標差別，包括前后增益的變化、前后上下限截止頻濾的變化等

13、。5.2 C4為0.01uF時深度負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（波特圖屏幕拷貝貼于下方，標定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-6）（2）利用AD2的網(wǎng)絡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，標定中頻增益、上限截頻、下限截頻，并將數(shù)值填入表3-6）（3）對比分析仿真與測試的頻率特性（含R3和R4未對調(diào)前的數(shù)據(jù)）：表3-6 0. 增益（dB）下限截頻上限截頻計算（淺負反饋）23.1仿真（淺負反饋）22.94351.718Hz13.881kHz測試（淺負反饋）22.73032.745Hz30.

14、936kHz計算（深負反饋）9.23仿真（深負反饋）9.1287.692Hz18.551kHz測試（深負反饋）9.1243.994Hz37.189kHz分析加深負反饋前后仿真與測試的指標差別，包括前后增益的變化、前后上下限截止頻濾的變化等。6. 計算、仿真、測試共射放大電路過程中的體會。體會：1、 實驗中出現(xiàn)問題時，應該結(jié)合所學理論知識，靜下來分析原因。比如電路的搭建過程中，電路未接通，需要仔細檢查每條通路。2、 學會使用AD2了，體驗到熟能生巧的奇妙感覺，AD2在實驗過程中用得次數(shù)多了，慢慢就從生疏變得熟練了。3、 感覺將所學的課本知識運用到具體的實驗操作過程中很好。就是還不能很好的將理論和實際進行靈活轉(zhuǎn)化，需要多進行實驗以訓練相應能力。附錄：Multisim中晶體管模型參數(shù)修改表：調(diào)用2N5551晶體