单管共射放大电路设计步骤

1.实验目的

1．熟悉常用电子仪器的使用方法，

2．掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响，

3．掌握放大器动态性能参数的测试方法，

4．掌握 Multisim 仿真软件平台仿真实验电路的搭建及测试方法。

2.实验仪器和材料

示波器，信号发生器，数字万用表，交流毫伏表，直流稳压电源。

3.实验内容与步骤

3.1放大电路设计

设计基极分压电阻 RB1 与 RB2 值,满足理论与工程要求。在Multisim中画好电路图之后首先固定RB2电阻值得大小为10K然后调节滑动变阻器阻值的大小并观察输出波形有无失真，在经过测试发现在100k滑动变阻器为40%时刚好满足要求。总之，我们调节滑动变阻器使得UCE之间的电压在1/2VCC时均可满足要求。如下图所示，

3.2静态工作点测量

表明放大电路的静态工作点基本上已设置在放大区，然后再测量 B 极对地的电位并记录，根据测量值计算静态工作点值，以确保三极管工作导通状态。

在调整好基极电阻后测量静态工作点 UB、UC、UE,首先闭合开关s1使电路进去直流工作状态，接着利用Multisim自带的电压表然后测试静态工作点。如下表所示：

节点	仿真电压	理论电压值
Ubq	2.371V	2.371V
Ueq	1.68V	1.671V
Ucq	7.35V	7.3V
Ube	0.632V	0.7V
Uce	6.96V	6.97V
IC	2.12mA	2.17mA
IB	12.7uA	21.7uA
IE	2.13mA	2.17mA

3.3放大器动态性能指标测量

调节输入信号幅度，使输出波形基本不失真。用交流毫伏表或示波器分别测量放大电路的输入、输出电压值并记录。重复改变输入正弦信号的频率和幅值，将测量的输入、输出电压值记录，按定义式计算并取平均值即可得电路的电压放大倍数，最后我们利永电压增益计算公式算出理论值，在与仿真值进行对比是发现误差很小，并满足要求。

频率	幅值	输入峰值	输出峰值
500HZ	10mV	14.1mv	2.97V
1KHZ	10mV	14.1mv	3.10V
2KHZ	10mV	14.1mv	3.10V

3.4思考与讨论

对于电路上同一测量点来说，或是任意的其他测量中，实测值和理论值产生都会产生偏差，度这个偏差与测量设备的精度有关系，也就是存在固有误回差。在单管放大电路中，输出信号的理论值与实测值偏差主要是由晶体管的非线性特性和频率响应能力来决定。

3.4.1静态工作点对输出波形的影响

根据实验发现静态工作点对放大器的输出波形是有直接变化的。若是静态工作点设置较低，会导致截至失真，它是因为静态工作点Q比较低，导致输入信号的负半峰值时，三极管的基极的电压小于开启电压，三极管截止，从而使得共射放大电路输出波形出现顶部失真。若工作点设置较高，会导致饱和失真，它是指Q点过高时，导致输入信号的正半轴峰值时，三极管进入了饱和区，从而使得共射电路输出波形出现底部失真。

3.4.2电容对放大电路性能的影响

放大电路种CE，一般采用电容量比较大的电解电容，能使发射极中的交流分量旁路到地，故使RE电阻上只产生直流压降，而交流电压降几乎为零，只影响放大电路中的静态，而不直接影响放大电路中的动态性能指标。

4.功能方框图

功能方框图如下所示：

5.电路原理图

6.Multisin仿真实验

6.1实验结果

6.1.1电压增益

电压增益如下图所示：利用Au=uo/ui可计算得到电压增益为|Au|为98

6.1.2输入电阻

放大电路的静态工作点设置合理后，在电路的输入端加入频率f=500Hz，幅值约为 10mV正弦信号，调节输入信号幅度，使输出波形基本不失真。在放大电路的输入端串接一个1kΩ电阻，测量该电阻上的电压及放大电路的输入电压值，按照输入电阻定义式即可得到电路输入电阻，故可采用串联电阻法来进行。测试原理图如图所示，在信号源与放大电路输入端串接已知电阻，我们按照公式计算Ri=RB1//RB2//RBE=1.2KΩ

6.1.2输出电阻

放大电路的静态工作点设置合理后，在电路的输入端加入频率 f=1kHz，幅值 约为 10mV 正弦信号，用示波器来观察输入信号的电压波形，用示波器另一通道 观察放大电路的输出电压波形。调节输入信号幅度，使输出波形基本不失真，测 量负载电阻 5.1kΩ的输出电压值，然后取掉负载电阻 5.1kΩ，测量电路空载时 的输出电压值，按照求输出电阻的方法即可得到输出电阻值：RO=RC=2KΩ。