国家电工电子实验教学中心模拟电子技术实验报告实验题目：放大电路的失真研究学院：电信学院专业：通信工程学生姓名：蓝天云学号：12211082任课教师：马庆龙2014 年 5 月27 日目录《模拟电路实验》课程实验设计................................................................. 错误！未定义书签。
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1.实验要求 (3)2.实验目的与知识背景 (3)2.1实验目的........................................................................................... 错误！未定义书签。
2.2知识点 (4)截止失真 (4)饱和失真 (5)双向失真 (5)交越失真 (6)不对称失真 (7)增益带宽积 (7)容性负载 (8)3实验过程 (9)3.1实验电路及输入输出波形 (9)截止、饱和、双向失真电路及仿真 (9)交越失真电路及仿真结果 (12)不对称失真电路及仿真结果 (14)运放之增益带宽积........................................................................... 错误！未定义书签。
运放之容性负载............................................................................... 错误！未定义书签。
语音放大........................................................................................... 错误！未定义书签。
3.2每个电路的讨论和方案比较 (19)3.3分析研究实验数据 (20)4.总结与体会 (21)5参考文献 (21)1 实验要求1.基本要求（1）输入一标准正弦波，频率2kHz，幅度50mV，输出正弦波频率2kHz，幅度1V。
（2）调出截止失真，并分析原理。
（3）调出饱和失真，并分析原理。
（4）调出双向失真，并分析原理。
（5）调出交越失真；设计改进方案。
并分析原理。
2. 发挥部分（1）调出不对称失真；设计改进方案。
并分析原理。
（2）任意选择一运算放大器，测出增益带宽积fT。
并重新完成前面基本要求和发挥部分的工作。
（3）将运放接成任意负反馈放大器，要求负载2kΩ,放大倍数为1，将振荡频率提高至fT的95%，观察输出波形是否失真，若将振荡器频率提高至fT的110%，观察输出波形是否失真。
（4）放大倍数保持100，振荡频率提高至fT的95%或更高一点，保持不失真放大，将纯阻抗负载2kΩ替换为容抗负载20F，观察失真的输出波形。
（5）设计电路，改善发挥部分（4）的输出波形失真。
3．附加部分（1）设计一频率范围在20Hz～20kHz语音放大器。
（2）将各种失真引入语音放大器，观察、倾听语音输出。
2 实验目的与知识背景2.1 实验目的1. 掌握失真放大电路的设计和解决电路的失真问题——提高系统地构思问题和解决问题的能力。
2. 掌握消除放大电路各种失真技术——系统地归纳模拟电子技术中失真现象。
3. 具备通过现象分析电路结构特点——提高改善电路的能力。
2.2 知识点截止失真如图所示为工作点太低的情况,由图可见,当工作点太低时,放大器能对输入的正半周信号实施正常的放大,而当输入信号为负半周时,因 将小于三极管的开启电压,三极管将进入截止区,ib=0,ic=0,输出电压u0=uCE=Vcc 将不随输入信号而变化,产生输出波形的失真。
这种失真是因工作点取的太低,输入负半周信号时,三极管进入截止区而产生的失真,所以称为截止失真。
/Vi BE /μA I i C I I u CE /V饱和失真如图所示为工作点太高的情况,由图可见,当工作点太高时,放大器能对输入的负半周信号实施正常的放大,而当输入信号为正半周时,因 太大了,使三极管进入饱和区,ic=βib 的关系将不成立,输出电流将不随输入电流而变化,输出电压也不随输入信号而变化,产生输出波形的失真。
这种失真是因工作点取的太高,输入正半周信号时,三极管进入饱和区而产生的失真,所以称为饱和失真。
双向失真工作点偏高,输出波形易产生饱和失真;工作点偏低,输出波形易产生截止失真。
但当输入信号过大 时,管子将工作在非线性区,输出波形会产生双向失真。
此时静态工作点合适，但输入波形的幅度超过了直流的最大幅度，当输出信号过大时可能会出现饱和失真与截止失真一块儿出现的失真现象，称之为双向失真。
故可通过调节输入信号或者改变输出电阻使输出电压超过直流偏置差即可出现双向失真。
i BE /μAIt i I I交越失真交越失真是乙类推挽放大器所特有的失真。
在推挽放大器中，由两只晶体管分别在输入信号的正、负半周导通，对正、负半周信号进行放大。
而乙类放大器的特点是不给晶体管建立静态偏置，使其导通的时间恰好为信号的半个周期。
但是，由于晶体管的输入特性曲线在U be 较小时是弯曲的，晶体管基本上不导通，即存在死区电压V r 。
当输入信号电压小于死区电压时， 两只晶体管基本上都不导通。
这样，当输入信号为正弦波时，输出信号将不再是正弦波，即产生了失真. 这种失真是由于两只晶体管在交替工作时“交接”不好而产生的,称为交越失真.如图所示，此即为交越失真波形。
CC+u o -i oi o Uon不对称失真不对称失真是由于输入信号进入了非线性区，从而使输出信号发生了上下不对称。
不对称消除引入负反馈，使输入信号产生“预失真”，经过改设计电路就可以减弱非对称失真，这就相当于两个非对称失真相减。
增益带宽积设计任意放大器电路，例如设计一个最简单的反相比例电路，增益为1。
(输入100mV)那么输出也是100mV，增大频率使输出减小为原来的0.707倍。
记下此时的频率，即为带宽。
（因为fL=0,所以fH=BW）这里需要了解几个点：1 考虑SR参数，SR=(du/dt)max,它是运放的固定属性，故输入电压和频率需要协调使实际SR 小于SR参数（元件工作手册可查，LM324为0.5v/us）2 增益带宽积是运放的固定属性（LM324为1.2Mhz）容性负载失真原因：电容的充放电3 实验过程3.1 实验电路及输入输出波形饱和截止双向实验电路：1-1输入：完整波形输出：1-2截止失真输出：1-3饱和失真输出：1-4双向失真输出：交越失真电路图：1-5交越输入：交越输出：交越改进后输出：不对称失真电路图2-1不对称输入输出：不对称改进后输入输出：运放之增益带宽积容性负载电路图：2-3运放输入：2k负载输出：2-4容性负载失真波形输出：2-5容性负载改进后波形输出：3 语音放大原理图3.2 每个电路的讨论和方案比较在设计交越失真时，刚开始设计的电路图是这样的：结果焊完测电路的时候把三极管烧了，分析知直流偏置电压太高，于是三极管各串联了个电阻，如下图，于是这个问题就解决了。
在设计运算放大器时，考虑反相比例电路和正相比例电路，理论上一样方便，但由于了解知现实应用中基本采用反相比例电路，故选择反相比例电路。
3.3 分析研究实验数据饱和截止双向电路参数：R1:3kR2：24k2个变阻器:500kC1,C2:10uF三极管：2N4401测量数据：输入50mv,输出1V交越电路参数：R1，R2，R3，R4：1kR5：10k三极管;2N4401,2N4403二极管两个开关1个不对称电路参数;R1,R2,R3,R4,R5:10kR6,R7:1kC1：10uF三极管三个：2N4401开关一个运放之增益带宽积参数：R1，R2：10kR3:5k运放;LM324N运放之容性负载电路参数：R1，R2，R3，R4：1kR5:100kR6：2kC1:22uF运放：LM324国家电工电子实验教学中心模拟电子技术实验实验报告语音放大电路参数：变阻器R1：10kR2:10kC1,C2:0.1uFC3:100uF运放：LM358N4 总结与体会4.1通过本次实验我体验到了作为一名工科男的乐趣，可以说一直是享受着完成实验内容的。
这次实验让我对电子电路设计产生了很大的兴趣，遇到问题解决问题的能力有了显著的提高，独立性更强，不等不靠。
这次实验我印象最深刻的是:在测试交越电路时，我烧了两个三极管，滚滚白烟，不过我最终还是解决了这个问题，这比一次性成功还要兴奋。
还有通过这次实验我深刻的知道了理论与实际相辅相成，并且我发现做实验忘记吃饭是件很容易的事情。
这次最为激动的就是用运放播放音乐。
这次有些仪器好用有些仪器不好用，究其原因是线的问题。
5 参考文献[1]路勇. 模拟集成电路基础[M]. 北京:中国铁道出版社, 2012.[2]杨欣, Len, D, M, Nokes, 王玉凤. 电子设计从零开始(第2版) [M]. 北京:清华大学出版社, 2010.21。