2.1晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、掌握用multisim仿真软件分析单级放大器主要性能指标的方法。

2、掌握晶体管放大器静态工作点的调试和调整方法，观察静态工作点对放大器输出波形的影响。

3、测量放大器的放大倍数、输入电阻和输出电阻。

二、实验原理实验电路如图2.1－1所示，采用基极固定分压式偏置电路。

电路在接通直流电源Vcc 而未加入信号（Vi=0）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点，即V BQ =R2VCC/(R2+R3+R7) （2.1-1）I CQ =IEQ=(VBQ-VBEQ)/R4（2.1-2）I BQ =IEQ/β（2.1-3）V CEQ ＝VCC－ICQ（R5＋R4）（2.1-4）1、放大器静态工作点的选择和测量放大器的基本任务是不失真的放大小信号。

为了获得最大不失真输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。

若工作点选的太高，则容易引起饱和失真；而选的太低，又易引起截止失真。

静态工作点的测量是指在接通电源电压后放大器输入端不加信号时，测量晶体管的集电极电流ICQ 和管压降VCEQ。

其中VCEQ可直接用万用表直流电压档测C-E极间的电压既得，而ICQ的测量则有直接法和间接法两种：（1）直接法：将万用表电流档串入集电极电路直接测量。

此法精度高，但要断开集电极回路，比较麻烦。

（2）间接法：用万用表直流电压档先测出R5上的压降，然后根据已知R5算出ICQ，此法简单，在实验中常用，但其测量精度差。

为了减小测量误差，应选用内阻较高的电压表。

当按照上述要求搭好电路，在输入端引入正弦信号，用示波器观察输出。

静态工作点具体的调节步骤如下：根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进行。

当加大输入信号，两种失真都出现，减小输入信号，两种失真同时消失，可以认为此时的静态工作点正好处于交流负载线的中点，就是最佳的静态工作点。

去掉输入信号，测量此时的VCQ,就得到了静态工作点。

2、电压放大倍数的测量电压放大倍数是指放大器的输入电压Ui输出电压Uo之比A V =UO/Ui（2.1-5）用示波器分别测出UO 和Ui，便可按式（2.1-5）求得放大倍数，电压放大倍数与负载R6有关。

3、输入电阻和输出电阻的测量（1）输入电阻Ri用电流电压法测得，电路如图2.1-3所示。

在输入回路中串接电阻R=1kΩ，用示波器分别测出电阻两端电压Vi 和Vs，则可求得输入电阻Ri为R i =Vi/Ri=Vi×R/（Vs-Vi）（2.1-6）图2.1-3电阻R不宜过大，否则引入干扰；也不宜过小，否则误差太大。

通常取与Ri同一数量级。

（2）输出电阻Ro 可通过测量输出端开路时的输出电压Vo’，带上负载R6后的输出电压Vo。

R o =（Vo’/Vo-1）×R6（2.1-7）三、实验步骤（一）计算机仿真部分1、静态工作点的调整和测量1.如图所示,介入函数发生器和示波器,示波器A通道接放大器输入信号,B 通道接放大器输出信号。

按Run键开始仿真。

2. 在输入端加入1kHz,幅度为20mV(峰-峰值)的正弦波,双击函数信号发生器设置信号为正弦波,频率1kHz,幅度为10mV 。

按A 或shift+A 调节电位器,使示波器所显示的输出波形达到最大不失真。

如图所示。

3. 撤掉信号发生器,使输入信号电压i V =0,用万用表测量三极管三个极分别对地的电压E V ，B V ，CV ，CEQV ，EQI ，根据E EQR V I =EQ ,算出EQ CQ I I =。

将测量值记录于下表中,并与估算值进行比较。

2、电压放大倍数的测量输入信号是1kHz ，幅度是20mVpp 正弦信号，利用实验原理中的公式（2.1-5）分别计算输出端开路和R 6=2k Ω时的电压放大倍数，并用示波器双踪观察V o 和V i 的相位关系。

3、输入电阻和输出电阻的测量（1）用示波器分别测出电阻两端的V s 和V i ，用式（2.1-6）便可计算R i 的大小。

如图2.1-11所示。

图2.1-11（2）根据测得的负载开路时的电压V o ’和接上2k Ω电阻时的输出电压V o ，用式（2.1-7）可算出输出电阻R o 。

将2,3的结果记录于下表四、实验结果静态工作点放大电路动态指标测试、计算结果（仿真）电压放大倍数测量（R L=∞）电压放大倍数测量（R L=2kΩ）2.5 多级负反馈放大器的研究一. 实验目的5.掌握用仿软件研究多级负反馈放大电路。

6.学习集成运算放大器的应用，掌握多级集成运放电路的工作特点。

二．实验原理4.实验基本原理及电路（1）基本概念。

在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输出回路，用来影响其输出量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施成为反馈。

若反馈的结果使净输入量减小，则称之为负反馈；反之，称之为正反馈。

若反馈存在于直流通路，则称为直流反馈；若反馈存在于交流通路，则称为交流反馈。

交流负反馈有四种组态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈。

若反馈量取自输出电压，则称之为电压反馈；以电流形式相叠加，称为并联反馈。

在分析反馈放大电路市，“有无反馈”决定于输出回路和输入回路是否存在反馈支路。

“直流反馈或交流反馈”决定于反馈支路存在于直流通路还是交流通路：“正负反馈”的判断可采用瞬时极性法，反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，使净输入量增大的为正反馈；“电压反馈或电流反馈”的判断可以看反馈支路与输出支路是否有直接接点，如果反馈支路与输出支路有直接接点则为电压反馈，否则为电流反馈；“串联反馈或并联反馈”的判断可以看反馈支路与输入支路是否有直接直接接点，如果反馈支路与输入支路有直接接点则为并联反馈，否则为串联反馈。

引入交流反馈后，可以改善放大电路多方面的性能：提高放大倍数的稳定性、改变输入电阻和输出电阻、展宽通频带、减小非线性失真等。

实验电路如图所示。

该放大电路由两级运放构成的而反相比例器组成，在末级的输出端引入了反馈网络Cf 、Rf2和 Rf1，构成了交流电压串联负反馈电路。

（2）放大器的基本参数：1）开环参数。

将反馈支路的A 点与P 点断开，与B 点相连，便可得到开环时的放大电路。

由此可测出开环时放大电路的电压放大倍数Av 、输入电阻Ri ，输出电阻Ro 、反馈网络的电压反馈系数Fv 和通频带BW ，即1'(1)o V e i i i N o o Lo f V oH LV A V V R R V V V R R V V F V BW f f ==-=-==-式中：VN 为N 点对地的交流电压；Vo ’为负载RL 开路时的输出电压；Vi 为B 点对地的交流电压；fH 和fL 分别为放大器的上、下限频率，其定义为放大器的放大倍数下降为中频放大倍数的1/1111()0.707()0.707V H V V V L V V A jf A A jf A ====2）闭环参数。

通过开环时放大电路的电压放大倍数V A ，输入电阻i R ，输出电阻o R ，反馈网络的电压反馈系数V F 和上、下限频率H f 、L f ，可以计算求得多级反馈放大电路的闭环电压放大倍数Vf A 、输入电阻if R 、输出电压of R 和通频带f BW 的理论值，即''V 'V 1(1)A 1(1)()1VVf V V if i V V o oof V iHf H V u f HfLf L Lf V V A A A F R R A F R V R A F V f f A F BW f f f f A F=+=+=+=+⎧⎪=-⎨=⎪+⎩（其中：=）其中：测量放大电路的闭环特性时，应将反馈电路的A 点与B 点断开、与P 点相连，以构成反馈网络。

此时需要适当增大输入信号电压i V ，使输出电压o V （接入负载L R 时的测量值）达到开环时的测量值，然后分别测出i V 、N V 、f V 、f BW 及'o V 的大小，并由此得到负反馈放大电路闭环特性的实际测量值为1'(1)oV e i i i N o o Lo f V oH LV A V V R R V V V R R V V F V BW f f ==-=-==-上述所得结果应与开环测试时由上式所计算的理论值近似相等，否则应该找出原因后重新测量。

在进行上述测试时，应保证各点信号波形与输入信号为同频率且不失真的正弦波，否则应找出原因，排除故障后再进行测量。

三．实验内容（一）计算机仿真部分（1）根据电路画出实验仿真电路图如图所示。

其中得到波特图绘制仪的命令为“Simulate Instrument Bode Plotter ”。

（2）调节J1，使开关A 端与B 端相连。

测试电路的开环基本特性。

1）将信号发生器输出调味1kHz 、20mV （峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端。

得到网络的波特图如下图所示。

2）保持输入信号不变，用示波器观察输入和输出波形。

3）接入负载L R ，用示波器分别测出i V ，N V ，f V ，o V ，记入表中。

4）将负载L R 开路，保持输入电压i V 的大小不变，用示波器测出输出电压'o V ，记入表中5）从波特图上读出放大器的上限频率H f 与下限频率L f 记入表中。

6）由上述测试结果，算出放大电路开环时的,,V i o A R R 和V F 的值，并由上式计算出放大器闭环时,Vf if A R 和of R 的理论值，记入表中。

（3）调节J1，使开关A 端与P 端相连，测试电路的闭环基本特性。

1）将信号发生器输出调味1kHz 、20mV （峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端，得到网络的波特度如图所示。

2）接入负载L R ，逐渐增大输入信号i V 达到开环时的测量值，然后用示波器分别测出i V ，使输出电压o V 达到开环时的测量值，然后用示波器分写测出i V 、N V 和fV 的值，记入表中。

3）将负载L R 开路，保持输入电压i V 大小不变，用示波器分别测出'o V 的值，记入表中。

4）闭环时放大器的频率特性测试同开环时的测试，即重复开环测试（5）步。

5）由上述结果并根据上式计算出闭环时的Vf A 、if R 、of R 和V F 的实际值，记入表中。

6）由波特图测出上、下限频率，计算通频带BW 。

四．负反馈放大电路仿真测试数据（1）实验结论4、画出仿真实验开环网络与闭环网络的波特图，比较它们的异同并简要分析。

开环的通频带较窄，且上限频率较低；而闭环的通频带较宽，且上限频率高。

5、开环时BW=H L f f - c42.330kHz 闭环时BW=H L f f -H f ≈=146.022kHz6、比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带在开环闭环时的差别，得到相应结论。