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1、北邮模电实验三、共射放大电路测试仿真(模板)2018-02-26(1)实验三共射放大电路计算、仿真、测试分析报告（请在本文件中录入结果并进行各类分析，实验结束后，提交电子文档报告）实验目的：掌握共射电路静态工作点的计算、仿真、测试方法；掌握电路主要参数的计算、中频时输入、输出波形的相位关系、失真的类型及产生的原因；掌握获得波特图的测试、仿真方法；掌握负反馈对增益、上下限截频的影响，了解输入输出间的电容对上限截频的影响等。实验设备及器件：笔记本电脑（预装所需软件环境）AD2口袋仪器电容：100pF、0.01折、10pF、100折电阻：51Q*2、300Q、1kQ、2kQ、10kQ*2、24kQ面
2、包板、晶体管、2N5551连接线等实验内容:电路如图3-1所示（搭建电路时应注意电容的极性）Ri+24kRi+24k100pFC4IIR51kVCC5VCi10FLVT10F10FVR210kR3占51R6丄10kv。R4300C2100F图3-1实验电路1. 静态工作点（1）用万用表的B测试功能，获取晶体管的B值，并设晶体管的VBeQ=0.64V,rbb=10Q（源于Multisim模型中的参数）。准确计算晶体管的静态工作点（Ibq、Ieq、Vceq并填入表3-1）（静态工作点的仿真及测量工作在C4为100pF完成）；局10十主要计算公式及结果：iWi隔2410,坯=/?：k7=24I10宙
3、7就=需喺矿為鵲加-12.05胡仪=叫=MTIeq=（1+PVbq=2,122mAVceq=vcc如（馬+R552.145V晶体管为2N5551C用万用表测试放大倍数B（不同的晶体管放大倍数不同，计算时使用实测数据，并调用和修改Multisim中2N5551模型相关参数，计算静态工作点时，Vbe=0.64V）。静态工作点计算：（2）通过Multisim仿真获取静态工作点（依据获取的B值，修改仿真元件中晶体管模型的参数，修改方法见附录。使用修改后的模型参数仿真IbQ、IeqVCeq并填入表3-1）;（3）搭建电路测试获取工作点（测试发射极对地电源之差获得Ieq,测试集电极与发射极电压差获取VCe
4、q通过B计算Ibq并填入表3-1）;主要测试数据：VeqVeq770.2mA*2.194mXpigQ2170mA表3-1静态工作点的计算、仿真、测试结果（G为100pF）（4）对比分析计算、仿真、测试结果之间的差异。IBQ(卩A)Ieq(mAIcq(mA3（实测值）计算值12.0582.1222.110175仿真值12.12.132.11测试值12.4682.1942.182分析：可以发现，这三组数据基本吻合，测试值均高于计算值和仿真值，而仿真值比较接近计算值。产生误差得原因可能是实测中在数据的读取时出现读数误差。波形及增益（1）计算电路的交流电压增益，若输入1kHz50mV（峰值）正弦信号，
5、计算正负半周的峰值并填入表3-2中（低频电路的仿真及测量工作在G为100pF完成）；主要计算公式和结果：VT26恼-畑+0+?-W+176*2,194”。=2.095/cJ?Avn23.14-烁+（1十0）皿175*0,O(N%1437输入峰值为50mV的正弦交流信号时，输出电压峰值为：臥+=14,37*50=718.5ml/|vop=1437*50=718占?n”（2）Multisim仿真：输入1kHz50mV（峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏幕拷贝贴于下方，标出输出正负半周的峰值，将输出的峰值填入表3-2中）；BITBITII曹TZV4IT曰illJnr詹：n*T1-Ta.mma
6、s*mvdlMli證昱（3）实际电路测试：输入1kHz50mV（峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏幕拷贝贴于下方，标出输出正负半周的峰值，将输出的峰值填入表3-2）。（信号源输出小信号时，由于基础噪声的原因，其信噪比比较小，导致信号波形不好，可让信号源输出一个较大幅值的信号，通过电阻分压得到所需50mVW值的信号建议使用51Q和2kQ分压）表3-2波形数据（G为100pF）（4）波形与增益分析:输入输出正半周峰值输出负半周峰值输出正半周峰值与输入峰值比输出负半周峰值与输入峰值比计算50mV718.5mV-718.5mV14.37-14.37仿真50mV694.7mV-714.8mV13
7、.894-12.296测试50mV675.3mV-711.8mV:13.506-14.236（a）仿真与测试的波形有无明显饱和、截止失真；答：有失真，但是不是很明显，负半周相对失真严重些。（b）仿真与测试波形正负半周峰值有差异的原因；答：因为存在非线性失真。（c）输出与输入的相位关系：答：反相；（d）计算、仿真、测试的电压增益误差及原因；答：主要还是读数的处理上存在误差，也有可能是元器件在实际插电路时存在接触电阻等引起误差（猜测）。（e）其他。2. 大信号波形失真（1）Multisim仿真：输入1kHz130mV（峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏幕拷贝贴于下方）（低频大信号的仿真及测
8、量工作在G为100pF完成）（2）实际电路测试：输入1kHz130mV（峰值）正弦信号，观察输入、输出波形（波形屏(3)分析对比仿真与测试的波形，判断是饱和失真还是截止失真。分析：我的晶体管在130mV输入峰值电压时并未出现明显失真，但是负半周峰值绝对值和正半周的峰值相差增大。后来调大输入峰值，比如50V,输出的波形类似脉冲波，出现严重截止失真。3. 频率特性分析4.1C4为100pF时电路的频率特性分析(1) Multisim仿真频率特性，给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-3)31.459HZ20.L39血卜(2) 利用AD2的网络分析功
9、能实际测试频率特性，给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-3)(3) 对比分析仿真与测试的频率特性:表3-3100pF电路频率特性对比分析:增益(dB)下限截频上限截频计算：23.1一仿真23.131.459Hz1.696MHz测试22.81633.761Hz1.034MHz4.2C4为0.01卩F时电路的频率特性分析(1) Multisim仿真频率特性，给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-4)SI.713Hz15.930cBL3S31kHzl.es*deBab-i.b.a.i.=*=（2）利
10、用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-4）（3）对比分析仿真与测试的频率特性:表3-40.01卩F电路频率特性对比分析:增益（dB）下限截频上限截频计算一-仿真22.94351.718Hz13.881kHz测试：22.73032.475Hz30.936kHz4.3C4电容不同时电路的频率特性分析与比较思考扩展：在本实验中，三极管2N5551C的基极与集电极之间存在电容G,在实验中，G在电路中起着什么作用，其电容大小是否会对电路造成影响，造成了什么影响？表3-5电路频率特性比较增益（dB）下限截频上限截频计
11、算一仿真（100pF）23.131.459Hz1.696MHz仿真（0.01卩F）：22.94351.718Hz13.881kHz测试（100pF）(22.81633.761Hz1.034MHz测试（0.01卩F）22.73032.475Hz30.936kHz4. 深度负反馈频率特性分析将发射极电阻R3和F4对调位置（即：改变交流负反馈深度，但静态工作点不变）。计算中频增益：5.1C4为100pF时深度负反馈电路的频率特性分析(1)电路中C4为100pF时，Multisim仿真频率特性，给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-5)1.842MHz
12、鼻2茨dB（2）利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波特图（波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-5）11:L0556100:-a0074?C2l11.452515*Z250.08S85*区心:45.?/竝匚疋：0.1419(2919JEA：-0-033&1401dEXZ:L1141HHzAIS1.114&HI91Cl:-0.D5asiZZdE岛：-Q.閒（3）对比分析仿真与测试的频率特性（含R和F4未对调前的数据）：表3-5100pF电路加深反馈前、后的频率特性对比分析加深负反馈前后仿真与测试的指标差别，包括前后增益的变化、前后上下限截止增益（
13、dB）下限截频上限截频计算（浅负反馈）23.1一仿真（浅负反馈）：23.131.459Hz1.696MHz测试（浅负反馈）22.81633.761Hz1.034MHz计算（深负反馈）：9.23一一1仿真（深负反馈）9.2328.018Hz1.842MHz测试（深负反馈）：9.1534.056Hz1.115MHz频滤的变化等。5.2C4为0.01uF时深度负反馈电路的频率特性分析(1)电路中C4为O.OluF时，Multisim仿真频率特性，给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-6)虫小专切.(2)利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性，给出波
14、特图(波特图屏幕拷贝贴于下方，标定中频增益、上限截频、下限截频，并将数值填入表3-6)C2:6.12191755曲-1O1S6149LSdB-0.00343dB/decCl:-0,0109?RdEZI：.E0,00528cS/deeXI:37,189kKz12；E9囲7HzAX；-37,)8534kflz(3)对比分析仿真与测试的频率特性(含R和F4未对调前的数据)：表3-60.增益(dB)下限截频上限截频分析加深负反馈前后仿真与测试的指标差别，包括前后增益的变化、前后上下限截止计算（浅负反馈）123.1仿真（浅负反馈）：22.94351.718Hz13.881kHz测试（浅负反馈）22.73032.745Hz30.9
