國家電工電子實驗教學(xué)中心 模擬電子技術(shù)實驗 實驗報告國家電工電子實驗教學(xué)中心模擬電子技術(shù)實驗報告實驗題目：放大電路的失真研究學(xué)院：電子信息工程學(xué)院專業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué)號：任課教師：2014年5月27日

目錄一、實驗題目及要求 21、基本要求 22、發(fā)揮部分 33、失真研究 3二、實驗?zāi)康呐c知識背景 51、實驗?zāi)康?52、知識點 5三、實驗過程及分析 61、飽和、截止、雙向失真 62、交越失真 83、不對稱失真 104、增益帶寬積 115、容性負載 12四、總結(jié)與體會 131、實驗總結(jié) 132、對本課程的意見與建議 14五、參考文獻 14

一、實驗題目及要求1、基本要求ttuootuoo（a）tuio（b）tuoo（c）tuoo（d）tuoo（e）（f）圖1（1）輸入一標準正弦波，如圖1（a），頻率2KHz，幅度50mV，輸出正弦波頻率2KHz，幅度1V。（2）圖1（b）是電路輸出波形，若達到要求，如何設(shè)計電路，并修改。（3）圖1（c）是電路輸出波形，若達到要求，如何設(shè)計電路，并修改。（4）圖1（d）是電路輸出波形，若達到要求，如何設(shè)計電路，并修改。（5）輸入一標準正弦波，頻率2KHz，幅度5V，設(shè)計電路使之輸出圖1（e）輸出波形，并改進。2、發(fā)揮部分（1）圖1（f）是電路輸出失真波形，設(shè)計電路并改進。（2）任意選擇一運算放大器，測出增益帶寬積fT。并重新完成前面基本要求和發(fā)揮部分的工作。（3）將運算放大器連接成任意負反饋放大器，要求負載2kΩ,放大器的放大倍數(shù)為100，將振蕩器頻率提高至fT/100的95%，觀察輸出波形是否失真，若將振蕩器頻率提高至fT/100的110%，觀察輸出波形是否失真。（4）放大器的放大倍數(shù)保持100，將振蕩器頻率提高至fT/100的95%或更高一點，保持不失真放大，將純阻抗負載2kΩ替換為容抗負載20（5）改善發(fā)揮部分（4）的輸出波形不失真，設(shè)計并完成電路。（6）其他失真研究3、失真研究（1）通過圖1（b）、（c）和（d）的失真設(shè)計，討論產(chǎn)生失真的機理，闡述解決問題的辦法。（2）通過圖1（e）的失真設(shè)計，討論產(chǎn)生失真的機理，闡述解決問題的辦法。（3）通過圖1（f）的失真設(shè)計，討論產(chǎn)生失真的機理，闡述解決問題的辦法。（4）討論npn型組成的共射放大電路和pnp型組成的共射放大電路在截止和飽和失真方面的不同。（5）討論共基放大電路、共集放大電路與共射放大電路在截止和飽和失真方面的不同。（6）負反饋可解決波形失真，解決的是哪類失真？（7）雙電源供電的功率放大器改成單電源供電會出現(xiàn)哪種失真？如何使單電源供電的功率放大器不失真？（8）由單電源供電的運算放大器組成電路會出現(xiàn)哪種失真？（9）測量增益帶寬積fT有哪些方法？（10）提高頻率后若失真，屬于哪類失真？（11）電阻負載改成大容性負載會出現(xiàn)什么失真？（12）有哪些方法可以克服電阻負載改成大容性負載出現(xiàn)的失真？（13）歸納失真現(xiàn)象，并闡述解決失真的技術(shù)。

二、實驗?zāi)康呐c知識背景1、實驗?zāi)康?1)掌握失真放大電路的設(shè)計和解決電路的失真問題——提高系統(tǒng)地構(gòu)思問題和解決問題的能力。(2)掌握消除放大電路各種失真技術(shù)——系統(tǒng)地歸納模擬電子技術(shù)中失真現(xiàn)象。(3)具備通過現(xiàn)象分析電路結(jié)構(gòu)特點——提高改善電路的能力2、知識點(1)截止失真、飽和失真、雙向失真、交越失真等。(2)射極偏置電路、乙類、甲乙類功率放大電路和負反饋電路。(3)克服各種失真的技術(shù)。

三、實驗過程及分析1、飽和、截止、雙向失真（1）設(shè)計要求輸入一標準正弦波，頻率2KHz，幅度50mV，輸出正弦波頻率2KHz，幅度1V。分析知道，滿足要求的電路很多，我們可以采用射級偏置電路：分析知道，其增益為：設(shè)計如下電路圖對于射級偏置電路，當靜態(tài)工作點太低時，導(dǎo)致輸出波形失真，則為截止失真；當靜態(tài)工作點太高時，導(dǎo)致輸出波形失真，則為飽和失真；當輸入信號太大時，可能使被放大的信號同時在飽和區(qū)與截止區(qū)，這就產(chǎn)生了雙向失真。（2）實驗電路（3）實驗現(xiàn)象①不失真波形②頂部失真波形③底部失真波形④雙向失真波形（4）實驗分析調(diào)節(jié)電位器R3的阻值,可以改變?nèi)龢O管的靜態(tài)工作點,使之產(chǎn)生截止失真（靜態(tài)工作點偏低）、正常波形（靜態(tài)工作點適合）、飽和失真（靜態(tài)工作點偏高）。當增大輸入時，輸入幅度超過三極管正常工作范圍時可以產(chǎn)生雙向失真。雙向失真消除辦法：①更換工作范圍更大的三極管②減小輸入幅度2、交越失真（1）設(shè)計電路分析知道，此輸出波形為交越失真。我們可以采用乙類功率放大器，改進時使用甲乙類功率放大器。（2）實驗現(xiàn)象①失真波形②正常波形（3）實驗結(jié)果分析當輸入電壓很小在0附近時，三極管基級和發(fā)射級電壓達不到要求，不能正常導(dǎo)通；當電路加上二極管時，由于二極管導(dǎo)通有一定的壓降，給三極管提供了偏置，從而消除交越失真。3、不對稱失真（1）電路設(shè)計不對稱失真是由電路不對稱,而使輸出信號的正、負半軸不對稱，設(shè)計電路如下（2）實驗現(xiàn)象①失真波形②改善后波形（3）實驗結(jié)果分析當R4不接入時，將輸出（下面的部分）的波谷與輸入（上面的部分）的波谷重合，而波峰不重合，說明產(chǎn)生不對稱失真。將電路圖中的開關(guān)閉合，將R4輸出反饋到輸入端，不對稱失真消除。說明R1反饋可以消除不對稱失真。同時可以發(fā)現(xiàn)，接入反饋支路時，電路增益減小。4、增益帶寬積（1）設(shè)計電路為節(jié)省資源，特將增益帶寬積的測試電路與容性負載的電路雜糅到一起，利用單刀雙擲開關(guān)實現(xiàn)電路轉(zhuǎn)換，電路圖如下：（2）實驗結(jié)果實驗測得中頻增益為100倍，增大輸入信號頻率，將輸出峰-峰值調(diào)整為最大值的0.707倍，測得帶寬為10.2KHz，所以增益帶寬積為1.02M。5、容性負載放大器的放大倍數(shù)保持100，將振蕩器頻率提高至fT/100的95%或更高一點，保持不失真放大，將純阻抗負載2kΩ替換為容抗負載20F，觀察失真的輸出波形。控制電位器J2是電路接入容性負載。通過示波器測量，發(fā)現(xiàn)波形失真，變?yōu)榻迫遣ú捎秘摲答仯ㄟ^開關(guān)S1，使負反饋加大。觀察波形，得到：四、總結(jié)與體會1、實驗總結(jié)通過本次研究性學(xué)習(xí)，我對各種失真放大電路有了更加深刻、全面的理解，明白了飽和、截止、雙向、交越、不對稱失真產(chǎn)生的原因，學(xué)會了怎樣消除它，體會到了理論與實踐相結(jié)合的道理。設(shè)計電路時，有時候軟件仿真沒問題，將電路焊接出來卻沒有預(yù)期的效果，這個過程中我學(xué)會了簡單的檢查與調(diào)試電路，并熟練了常見電路焊接問題（如接觸不良、接地等）的解決辦法。另外我也學(xué)到了信號發(fā)生器、示波器、multisim仿真軟件的使用辦法，這對以后的學(xué)習(xí)也有很大的幫助。2、對本課程的意見與建議由于實驗室新更換了示波器，不少同學(xué)對新儀器的使用方法不是很了解，所以即照成了儀器的損壞，又消耗了老師與同學(xué)的時間，所以建議在以后的教學(xué)中，首先介紹儀器的使用，規(guī)范操作方法，避免儀器的損壞，提高同學(xué)測試效率五、參考文獻[1]路勇，劉穎.模擬集成電路基礎(chǔ)[M].北京:中國鐵道出版社,2012[2]陳希湘,張明波.三極管放大電路波形失真分析小結(jié)[J].電腦知識與技術(shù),2012,08(17)[3]張巍.晶體三極管放大電路的非線形失真及其解決辦法[J].中