实验题目BJT三极管单级放大电路性能的研究
一、实验目的
1. 熟悉 EWB 5.0C 的操作环境，学习EWB 5.0C 的电路图输入法和虚拟实验法。

2. 学习EWB 5.0C 中双踪示波器、波特图仪、数字多用表、电压表、电流表、电位器和开关的设置及使用方法。

3. 熟悉放大电路的基本测量方法，了解为使放大电路不失真地放大信号应注意的问题。

4. 加深理解共发射极放大电路的工作原理和性能特点。

二、实验原理
参阅《电子技术基础》有关内容。

三、实验内容
1. 按照图4.5.1 所示的电路，做出EWB 5.0C 的实验电路图。

2. 连接虚拟仪器：电压表、电流表、示波器、波特图仪。

3. 为实验电路图中的元器件及各种仪器作标识、参数设置。

4. 检查电路，确认无误后运行仿真电路。

5. 作电路的静态分析、动态分析及频率响应，测量并记录有关数据。

四、实验步骤
第一部分：BJT 三极管单级放大电路的虚拟实验
（一）、创建 EWB 5.0C 实验电路图
1. 进入EWB 5.0C 用户操作界面。

2. 按图4.5.1 所示电路，从EWB 5.0C 元器件库选取相应器件，连接EWB 电路，
3. 给电路中的全部元器件加标识、器件数值，隐去ID 编号。

4. 对其中的部分器件说明如下：
给元器件标识、赋值：双击元器件打开元器件参数设置对话框，进行相应设置。

（二）、接入虚拟仪器仪表
在以上电路中，接入虚拟仪器仪表：电压表、电流表、示波器和波特图仪.
BJT 三极管单级共射放大器虚拟实验电路虚拟仪器仪表参数及各选项的设置：（1）电压表
Mode：“DC”（UB、UO 表测交流输入、输出电压时，设为AC）。

Resistance：“100MΩ”（考虑三极管输入电阻较高，为减小误差应取高内阻）。

Label 选项，四块电压表分别键入：UB、UE、UC、UO。

（2）电流表
Mode：“DC”。

Resistance：取默认值“1nΩ”。

Label 选项：两块电流表分别键入：IB、IC。

（3）示波器
Time base 设置：0.50 mS/div、“Y/T”显示方式。

Channel A 设置：50mV/div、Y Position“0.00”、“AC”工作方式。

Channel B 设置：1V/div、Y Position“0.00”、“AC”工作方式。

Trigger 设置：“Auto”触发方式。

将Channel A 输入线设置为绿色，Channel B 输入线设置为红色，则相应波形为绿、红色。

（4）波特图仪
Magnitude 幅频特性：Vertical 坐标类型选择“Log”，其坐标范围选择起点I 为“0dB”、终点F为“60dB”；Horizontal 坐标类型选择“Log”，其坐标范围选择起点I 为“1Hz”、终点F 为“1GHz”。

Phase 相频特性：Vertical 坐标类型选择“Lin”，其坐标范围选择起点I 为“-360”（度）、终点F为“360”（度）；Horizontal 坐标类型选择“Log”，其坐标范围选择起点I 为“1Hz”、终点F 为“1GHz”。

(三)、运行电路，进行各项电路分析，记录数据、观察波形
1. 静态分析
（1）记录电压表UB、UC、UE 及电流表IB、IC 的读数，填入表4.5.1，分析静态
工作点是否合适，并与理论值进行比较。

（2）将电压表UB 的“Resistance ”设置改为：“0.1 M Ω”，重新启动电路，
观察电压表UB 、UC 、UE 读数的变化，分析原因。

用电压表UB 分别测量B 、E 、C 三
点的电位（测量E 和C 点时需重新启动电路）填入表4.5.1，比较仪器内阻对被
测电路工作和测量结果的影响。

大（200k ）运行电路，记录数据，观察输出电压的波形，如图4.5.5 所示；暂停
运行,按动A 键使RP1为10%（20k ），运行电路，记录数据，观察输出电压的波形。

图4.5.5输出电压波形（截止失真）
图4.5.6输出电压波形（饱和失真）
（4）调整RP1 的阻值，观察输出波形大小和失真的变化。

逐渐增加RP2 的阻值（引入负反馈），观察输出波形失真的改善。

如图所示。

图4.5.7调整RP1=80k、RP2=20Ω时的输出波形(失真基本消除)
2. 放大电路的动态分析
（1）测量电压放大倍数、输入电阻和输出电阻改变电压表UB 的设置，以便测量交流输入电压的有效值：设置“Mode”为“AC”，“Resistance”为“100MΩ”。

输入1kHz、幅值50mV 的正弦波，运行电路，在输出不失真的条件下分别读取电路空载和有载时电压表UB、Uo 的值，填入表4.5.2，计算电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。

增大信号源的信号幅度，使输出波形失真。

再逐步减小输入使输出波形刚刚不失真，此时的输出即为最大不失真输出，电压表Uo 的读数即为最大不失真输出电压的有效值。

3. 测量幅频特性：运行电路，记录波特图仪所显示的幅频特性，幅频特性曲线平坦区域的纵坐标读数即为中频电压增益Aum，增益比Aum小3dB（即0.707 Aum）时对应的横坐标读数，小的即为下限频率fL，大的即为上限频率fH，利用波特图仪的读数指针读取数据，将测量结果记入表
4.
5.3中。

图4.5.8 幅频特性的下限频率f L
观察电容对电路工作的影响
在RL=1kΩ，输入为1kHz,幅值50mV正弦波时，分别定性观测C1、C2和Ce对输出大小和输出输入间相移的影响情况，以及幅频特性的变化等，记入表（4.5.3）。

四、虚拟实验总结、讨论，填写实验报告
2. 4. 分析总结输出波形失真的原因与改进措施。

5. 分析耦合和旁路电容对电路频率特性的影响，总结电容的选择原则。

6. 总结负载对输出大小的影响。

7. 分析总结测量仪表的内阻对电路工作和测量结果的影响。

用EWB 5.0C 分析菜单中的静态及频率分析选项，分析单级放大电路
首先，单击Circuit（电路菜单）中的Schematic Options 选项，出现对话框，在Display 选项框里，只勾选Show Notes，其它均为空选。

这时，会将EWB 自动分配给各节点的编号，显示在电路图上，如图4.5.9 所示。

1. 静态分析
单击分析菜单中的DC operating Point 选项，系统将执行分析直流工作点即静态分析。

这时EWB 会自动将电路中的交流源置零、电容开路、电感短路，并将分析结果自动显示在Ana1ysis Graphs 窗口中，如图4.5.10 所示。

图中当前显示了各编号节点的直流电压值（单位为V）据此可求出其它直流电量，从而完成静态工作点的求解。

图4.5.9 只显示节点编号的三极管单级放大电路
图4.5.10 EWB 的Ana1ysis Graphs 窗口
2. 交流频率分析
单击分析菜单中的AC frequency，即进入AC frequency Ana1ysis（交流频率分析）对话框，如图4.5.11 所示。

对该对话框的设置方法如下：
（1）按图4.5.11 所示对话框的各项要求确定交流频率分析参数。

（2）在Nodes in cireuit 框中选定分析节点，本实验中为输出点2。

然后单击
Add 按钮，在被分析的节点框内就出现了2。

图4.5.11 交流频率分析对话框
（3）单击Simulate 按钮，执行模拟（仿真）分析。

（4）输出点2的幅频特性和相频特性波形出现在Ana1ysis Graphs 窗口内，如图4.5.12 所示。

图4.5.12交流频率分析窗口的频率特性
交流频率分析即分析电路的频率特性，分析时EWB 5.0C 会自动将电路中的直流源置零。

分析结果为使用者所设定的输入信号作用下所选节点电压的频率特性。

心得体会。