3模电实验三讲义
北邮信通 模电实验三-共射放大电路计算、仿真、测试分析报告
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、0.01μF、10μF、100μF电阻：51Ω*2、300Ω、1kΩ、2kΩ、10kΩ*2、24kΩ面包板、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）。
图3-1实验电路1.静态工作点（1）用万用表的β测试功能，获取晶体管的β值，并设晶体管的V BEQ=0.64V，r bb’=10Ω（源于Multisim模型中的参数）。
准确计算晶体管的静态工作点（I BQ、I EQ、V CEQ，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）；主要计算公式及结果：晶体管为2N5551C，用万用表测试放大倍数β（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，V BEQ=0.64V）。
静态工作点计算：为获取静态工作点，需通过直流通路进行分析，如下为直流通路电路图：（2）通过Multisim仿真获取静态工作点（依据获取的β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I BQ、I EQ、V CEQ，并填入表3-1）；下图为仿真电路图和仿真结果图（直流工作点分析）：（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I EQ，测试集电极与发射极电压差获取V CEQ，通过β计算I BQ，并填入表3-1）；主要测试数据：图一：V EQ值(用于计算I EQ)图二：V CEQ值（用于计算I BQ）4（4）对比分析计算、仿真、测试结果之间的差异。
模拟电子技术实验三_基本放大器的调整与测量
思考题
⑴ 改变放大器的静态工作点，对放大器的输出 有何影响？
⑵ 如何寻找放大器的最大不失真输出？ 提示：将输入信号的峰峰值设置为 0.2V 以上， 输出波形会出现削顶失真，调节 R1 阻值，使得 输出信号波峰和波谷的削顶失真对称，然后再 减小输入信号的峰峰值，直至输出信号削顶失 真消失，此时放大器即工作在最大不失真输出 状态。
⑴ 连接电路测静态工作点，VB、VC、VE，计算IB、 IC、IE、VCE。
⑵ 测量放大器空载和 RL=2KΩ时的电压增益。测量 放大器最大不失真输出幅度Vpp（有负载）。 ⑶ 测量放大器的输入电阻与输出电阻。 ⑷ 测量放大器的通频带。输入信号峰峰值20mV。 注：在改变频率的过程中，必须保持输入信号的峰 峰值为20mV。
模拟电子技术实验
实验三 基本放大器的调整与测量
实验目的
⑴ 掌握示波器、函数信号发生器、直流稳压电 源、数字万用表的使用方法。
⑵ 掌握放大电路的调试方法，掌握放大电路静 态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电 阻的测量方法。
⑶ 理解共发射级放大电路的工作原理和性能特 点。Leabharlann 实验原理静态工作点
在忽略基极电流的情况下， 三级管基极的电压为： R1 VB Vcc R1 R 2 三级管的发射极电压为： VE VB VBE 三级管的集极电压为： VC VCC IC R3
Vi 20mV 1kHz R2 15K R4 1K C2 100uF Vcc=9V R1 56K R3 2K C3 Vo C1 10uF 10uF
RL 2K
实验原理
电压增益
信号源产生的正弦波信号为Vi，示波器测量的输出峰峰 值为Vo，则放大电路的电压增益为： Vo Av Vi
模电实验3--常用模电实验仪表仪器的使用
4 页 共 70 页 10KHz，100KHz时输出电压的数值，将测量结果记录于表1-3中。 表1-3 信号电压与频率的变化关系测量结果记录 信号频率(HZ) 100 1K 10K 100K 测量值(V) 3. 用示波器测量信号频率 用示波器扫描时间可定量测量被观察信号频率。测量的方法是： 在荧光屏上观察到清晰稳定的波形后，适当改变扫描时间，“扫描微调”置“校正”。测量被测信号，一个周期在X轴上所占的格数n，根据扫描时间档级，t/div或T/CM即可算出信号周期，T=t/div*n，则被测信号的频率为1/fT=，用此法测量信号发生器输出电压频率为500Hz、2KHz、20KHz、200KHz时，将实际测量结果记录于表1-4中。 表1-4 信号频率的测量结果记录 信号频率 500 2K 20K 200K T/CM n f T/CMn f T/CMn f T/CM n f 示波器 测量结果 六 思考题 1、示波器观察信号频率时，为了达到下列要求应调节哪些控制旋钮？①波形清晰，亮暗适当②波形位于屏幕中央部位，且大小控制在坐标刻度范围内③波形疏密适当而完整④波形稳定 2、用晶体管毫伏表测量被测电压时，为了提高测量准确度，应注意什么？ 3、用示波器观察信号时，在荧光屏上出现图1-2中所示情况，是因为哪些控制旋钮不对所引起的，应如何正确调节。 图1-2 示波器波形示例
2 页 共 70 页 1、示波器 示波器是利用受电压信号控制的电子束扫描示波管的荧光屏，从而在示波管的荧光屏上显示出电压信号的波形的电子仪器。常用的有单踪示波器（只能显示一个电压信号波形）和双踪示波器（能同时显示两个电压信号波形）。 示波器常用控制件主要有电源开关、亮度调节旋钮、聚焦调节旋钮、垂直位移（Y1位移、Y2位移）旋钮、垂直方式按钮、垂直灵敏度旋转开关、垂直灵敏度微调旋钮、耦合方式选择按钮、水平位移旋钮、扫描速度旋转开关、扫描速度微调旋钮、触发源选择按钮、内触发方式选择按钮等多个，不同品牌与型号的示波器有差异。 示波器的使用一般遵循示波器的初始设置、开机、接入被测信号、示波器工作调节、参数测量、善后处理等步骤。示波器使用完毕，将各个控制件置于初始位置，然后，拆除探头和连线等，关闭电源开关直至电源指示灯灭。 2、函数信号发生器 信号发生器是利用振荡电路和波形变换电路产生并输出电子信号的仪器。现代信号发生器往往都是多功能的，不仅可以输出各种波形的电信号，还具有某些测量功能，比如，频率计和计数器等。另外，还具有比较完善的显示功能、功率输出、TTL输出等。 SG1645/DF1631L型功率函数发生器常用控制件主要有电源开关、输出幅度调节旋钮、衰减按钮、波形选择按钮、占空比调节旋钮、频率倍乘按钮、频率调节旋钮、计数器控制件组（内外测选择按钮，外测衰减按钮，被测频率信号输入端口）、直流偏置推拉式旋钮等。 信号发生器的使用主要包括初始设置、开机、工作调节、善后处理等环节。同样，信号发生器使用完毕，将各控制件重新设置回初始位置，关闭电源开关直至电源指示灯灭。 3、交流毫伏表 交流毫伏表是一种测量正弦交流电压有效值的指针式仪表，它与普通的交流电压表有三个明显的区别：一是它可以测量很微弱（mV数量级）的交流电压信号（因为它的内部有放大电路），二是测量精度高，三是输入电阻很高，它的接入对被测电路影响很小。 DF2172/YB2172型交流毫伏表常用控制件主要有电源开关、机械零点调整旋钮、量程选择旋钮、输入端口、输出端口。交流毫伏表的使用主要包括初始设置、开机、调零、测量、善后处理等步骤。仪器使用完毕，将量程选择旋钮置于最大（300V）处，关闭电源开关，拆去探头。 4、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将电力公司提供的交流电变换成稳定的直流电压的电子仪器。一般来说，它输出的直流电压大小是可调节的。 DF1731SB2A直流稳压电源常用控制件包括电源开关、主路输出电压调节旋钮、从路输出电压调节旋钮、两路电源连接方式控制按钮（两个）等。直流稳压电源的使用包括初始设置、开机、调节等步骤，在使用过程中应避免直流稳压电源“+”、“-”输出端短路，否则，可能会损坏仪器。
模拟电路技术基础实验讲义15页
模拟电路技术基础实验讲义一、实验目的1、熟悉电子元器件，练习检测三极管的方法。
2、掌握放大器静态工作点的测试方法和其对放大器性能的影响。
3、学习测量放大电路Q点及交流参数Av，Ri，R。
的方法。
4、学习放大器的动态性能，观察信号输出波形的变化。
二、实验仪器1、双宗示波器2、信号发生器3、数字万用表三、预习要求1、能正确使用示波器、信号发生器及数字万用表。
2、熟练三极管特性测试及单管放大电路工作原理。
3、比较三种组态的基本性能的相同点和不同点。
四、实验内容１、实验电路(a)(c)（１）用万用表判断三极管Ｖ的极性及好坏，估测三极管的β值。
（２）分别先后按图（a）接好电路，调Rb到最大位置。
（３）仔细检查后，送出，观察有无异常现象。
２、静态调整调整Rp使Ve＝2.2V计算并测量填表表一３、动态研究（１）将信号调到f=1KHz 幅值为3mV 接Vi观察Vi和V。
端波形，并比较相位，测出相位差。
（２）信号源频率不变，逐渐加大幅度，观察V。
不失真时的最大值并填表。
表二放大倍数测量计算数据表(3)保持Vi=5mv不变，放大器接负载RL，改变RL数值的情况下测量，并将计算值填表（4）保持Vi=5mv不变，增大和减小Rp。
观察V。
波形变化。
测量并填入表4。
注意：若失真观察不明显，可以调节Vi幅值重新观察。
4。
放大器输入、输出电阻（３）输入电阻测量在输入端串接一个５.1K电阻。
如图测量Vs与Vi 。
计算ri（４）输出电阻测量在输出端接入可调电阻作为负载。
如图选择合适的Rl值，使放大器输出不失真。
测量有负载和空载时的r。
，即可计算r0将上述测量及计算结果填入表５中表５４、将电路换为图b、图c。
分别重复上述实验。
作记录。
５、根据图a、图b、图c、的测算结果填表五、实验报告１、对每一测试结果及数据表进行分析，得出基本结论，与估算值进行比较，分析误差及其原理。
２、讨论三种组态的放大电路各自的特点。
①影响放大倍数的因数②影响r。
模电实验讲义
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实验三：基本放大器设计
一、实验目的和要求 1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析 Q 点对放大器性能的影响。 2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测 试方法。 3、要求课前预习，每人独立完成实验，做好实验记录，写好实验报告。 二、实验仪器和设备 1、三相电综合实验台 2、模电二号实验板 3、TFG2030V 数字合成信号发生器 4、ATTEN 公司的 7020 型 25MC 数字示波器 5、数字万用表 三、实验内容及要求 1、测量电路的静态工作点 2、测量电路的电压放大倍数 3、观察静态工作点对输出波形失真的影响 4、测量最大不失真输出电压 5、测量输入电阻和输出电阻 四、实验原理及要求 4．1 单管共射极放大器的原理如图 3.1 所示， 直流偏置电路：分压式偏置电路。通过调节 Rp 电阻获得不同的 Q 点 Q 点计算：
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实验四：集成运算放大器的基本应用实验
一、实验目的和要求 1、熟悉 OP07 集成放大器的应用。 2、掌握集成运算放大器组成的比例（含跟随器） 、加法、减法、积分等基本运算 电路的功能盒测量。 3、掌握集成运放构成的电压比较器、同（反）相迟滞比较器的电路原理和测量。 4、要求每人独立完成实验，写好实验报告。 二、实验仪器和设备 1、三相电综合实验台 2、模电三号实验板 3、TFG2030V 数字合成信号发生器 4、ATTEN 公司的 7020 型 25MC 数字示波器 5、数字万用表 三、实验内容及要求 1、比例放大器的测量。 2、加（减）法器的测量。 3、积分器的测量。 4、电压比较器的测试。 5、方波-三角波发生器的测试。 四、实验原理及要求 4 ．1 比例放大器的原理及测试
模电实验三晶体管共射极单管放大器
实验三 晶体管共射极单管放大器一、实验目的一、 学会放大器静态工作点的调试方式，分析静态工作点对放大器性能的阻碍。
二、 把握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方式。
3、 熟悉经常使用电子仪器及模拟电路实验设备的利用。
二、实验原理图3－1为电阻分压式工作点稳固单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采纳R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E ，以稳固放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i 后，在放大器的输出端即可取得一个与u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号u 0，从而实现了电压放大。
图3－1 共射极单管放大器实验电路在图3－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流I B 时（一样5～10倍），那么它的静态工作点可用下式估算 CC B2B1B1B U R R R U +≈U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E ）CEBEB E I R U U I ≈-≈电压放大倍数beLCV r R R βA // -= 输入电阻R i ＝R B1 // R B2 // r be 输出电阻 R O ≈R C由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必需测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。
一个优质放大器，必然是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此，除学习放大器的理论知识和设计方式外，还必需把握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一样包括：放大器静态工作点的测量与调试，排除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
一、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情形下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程适合的直流毫安表和直流电压表，别离测量晶体管的集电极电流I C 和各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。
模电实验三基本放大电路仿真
基本放大电路仿真实验
1.使用Multisim软件仿真电路在空载和负载状态下的最大输出U o波形图,计算出放大倍数Au，分析Uo和U i相位关系图。
能否改变电路参数后在波形不失真时所得到的Au是你自己的序号。
如果可以请画出波形图并写出Au,如果不可以请说明原因。
断开负载电阻使放大电路空载，在输出端接交流电表，运行仿真，结果如下表所示。
V1(MV) V2(MV) V3(MV) A1(MA)
9.9 4.22 88.4 2.14
AVS=VO/VS=V3/V1=88.4/9.9=8.9
AV=V0/VI=V3/V2=88.4/4.2=20.9
示波器的输出输入波形
不能，改变参数后若得到我自己的序号，是会失真的
2.利用Multisim仿真出改变工作点后的波形截止失真图和饱和失真图。
并测出此时的Uce。
截止失真图
此时静态工作点为Ib=947.55nA 、Ic=208.40uA 、Uce=10.84V 饱和失真图
此时静态工作点为Ib=4.96uA 、Ic=1.07mA、Uce=6.07V。
模拟电路实验讲义
实验一 晶体管特性与参数的测试一、实验目的熟悉晶体管的直流参数I cbo 、I ceo 、h fe 的简单测试方法。
二、测试内容与方法1、测量I CBO测量I CBO 的电路如图实1－1所示。
在接通电源之前应复查一下电表及三极管的极性。
通常小功率晶体管的I CBO 一般在10 µA 以下。
2、测量I CEO测量I CEO 的电路如图实1－2所示。
I CEO 比I CBO 要大得多，测试完毕后可将被测管加温（如用手捏紧管壳），观测I CEO 随温度变化的情况。
3、测量h FE测量晶体管的电流放大系数h FE 。
本实验用图实1－3所示电路来测量h FE 。
通电前，连好所有电表，并将．．R ．w ．逆时针方向旋到底．．．．．．．．，检查连线无误后，接通电源，然后顺时针方向调节R w ，使I B =100uA ，读出相应的I c 值，则h FE =B C I I =1.0C I注：* I CBO ――称为集电结反向饱和电流。
或称为集电极－基极反向截止电流。
* I CEO ――称为穿透电流。
图实1－1 I CBO 测试电路 图实1－3 h FE 测试电路图实1－2 I CEO 测试电路三、实验仪器1、直流微安表1块2、直流毫安表1块3、直流稳压电源1台四、实验报告1、简述测试原理。
2、整理所测管的直流参数。
五、思考题同一支晶体管，为什么每次测量的h FE都不一样？附录一国产小功率晶体管的管脚识别国产金封管的排列规律：附录二国产晶体管的命名方法以3AX31为例：3A X31三极管PNP型，锗材料低频小功率管器件序号B NPN型，锗材料G 高频小功率管C PNP型，硅材料D 低频大功率管D NPN型，硅材料 A 高频大功率管低频管：f hf b＜3MHz高频管：f hf b≥3MHz小功率管：P CM＜1W大功率管：P CM≥1W实验二常用电子仪器的使用一．实验目的了解示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表、晶体管直流稳压电源的工作原理，掌握其一般使用方法。
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实验实验三三讲义
一、 实验内容
2.4 集成运算放大器应用（Ⅰ）——比例运算电路
2.5 集成运算放大器应用（Ⅱ）——反相积分电路
注意，实验指导书里面的下面这两个内容不做下面这两个内容不做
下面这两个内容不做，其余的内容都做： 1、实验2.4中，第48页里“4. 反相求和电路”不要求。
2、实验2.5中，第56页里“1. 积分器输入为直流电压”里“4）用示波器观察积分波形”部分不做，只用数字万用表观察。
相应的第相应的第58页表2-17里第一行的问题不做里第一行的问题不做。
实验完成后的数据处理里面
实验完成后的数据处理里面，下面内容不做：： 1、第51页，图2-14不要求画。
2、第52页，图2-15不要求画。
二、 预习要求
1、阅读实验指导书和下发的讲义。
重点是集成运算放大器的应用（集成运算放大器内部的电路结构不关注），理论知识见书《模拟电子技术基础》的7.2.1、7.2.2和7.2.3节的内容。
（1）反相比例运算电路、同相比例运算电路。
掌握这两种电路的特点（尤其是差异点），能根据所给电路进行输出和输入电压关系的理论计算。
（2）反相积分器。
掌握积分电路的特点，能根据所给电路进行输出和输入电压关系的理论计算。
2、预习报告要求——请按照此要求写预习报告
一、实验目的
二、实验内容及原理
（1）根据实验指导书，画出同相比例电路、反相比例电路、反相积分电路原理图。
（2）分别写出上述三种电路的输出与输入电压关系表达式。
（3）查阅运算放大器μA 741的资料（实验指导书附录或上网），画出μA 741（双列直插式封装）的管脚图及典型电路图。
写出运放μA 741工作时的主要极限参数。
3、回答“预习部分”里面的题。
4、完成“实验原始数据记录”中的理论计算。
三、 实验注意事项
1、实验中使用的集成运算放大电路μA 741介绍可见实验指导书的附录B.1集成运算放大器
介绍。
注意：集成运算放大器μA 741的电源是双极性供电双极性供电
双极性供电，即+12V 、-12V 。
运算放大器的信号输入端信号输入端
信号输入端是：同相输入端和反相输入端。
要注意区别运算放大器的电源和信号输入端不是一个概念运算放大器的电源和信号输入端不是一个概念
运算放大器的电源和信号输入端不是一个概念！运算放大器要工作必须供电，而输入信号是另外施加的。
就像收音机，要有电池才工作，而信号是无线电波，这两个是不同的！
2、运算放大器应用这类电路的接线方法
请注意观察下面这个反相比例电路的原理图，接线是以运放为核心。
注意6个特别
的点的点。
第一组是运放的同相同相同相、、反相输入端和输出端
反相输入端和输出端，第二组是整个电路的输入信号输入信号ui 、输出信号uo 和“地”。
连线基本是在这六个点之间连。
所以连线步骤是：
① 接入电源：+12V ，-12V 和地。
② 确定ui 的位置（可插一根特别颜色的线表明），接入R 1在ui 和反相输入端间。
接入
R f 在反相输入端和输出端间（uo 处可插一根特别颜色的线表明）。
③ 在同相输入端和地之间分别接入R 1’和R f ’。
ui
3、共地共地：：直流电源直流电源地地、交流输入信号的地交流输入信号的地（（信号发生器信号发生器黑夹子黑夹子黑夹子）、）、示波器的地示波器的地示波器的地（（黑夹子黑夹子））、直流输入信号直流输入信号要共地要共地要共地。
U i
共地共地：：信号发生器地信号发生器地、、
直流电源地、直流信号地直流信号地、、示波器地 U o。