西工大模电实验报告完整版

西北工业大学 电子技术基础实验报告

班级：10011007 姓名：*** 学号：********** 组别：王振、张彬彬 1

实验一：晶体管单级放大电路

一、实验目的 （1）掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法，观察静态工作点的对放大器输出的影响 （2）测量放大器的放大倍数、输出电阻，输入电阻

二、实验原理 如图所示：

1.静态工作点的调整和测量 （1） 输入端加入1KHz、幅度为10mV的正弦波，如图所示。当按照上述要求搭接好电路后，用示波器观察输出。静态工作点具体调整步骤如下： 2

现象 出现截止失真 出现饱和失真 两种失真都出现 无失真 动作 减小WR 增大WR 减小输入信号 加大输入信号

根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进行，使示波器所显示的输出波形达到最大不失真。 （2） 撤掉信号发生器，使输入信号电压0iV，用万用表测量三极管

的三个极分别对地的电压，,,,,EBCCEQCQVVVVI，根据EQEQEVIR算出CQEQII.将测量值记录于下表，并与估算值进行比较。

理论估算值 实际测量值 BV CV EV CEV CI BV CV EV CEV CI 4.31v 4.78v 3.61v 1.17v 3.61mA 4.164V 4.957V 3.499V 1.458V 3.515mA 3

2.电压放大倍数的测量 （1）输入信号为1kHz、幅度为10mV的正弦信号，输出端开路时，示波器分别测出iV，oV 的大小，然后算出电压放大倍数。数据如下：

iV=-727.023mV

oV=9.907mV

A1= iOVV=-72.81 （2）输出端接入2k的负载电阻Rl,保持输出电压iV不变，测出此时的输出电压oV，并算出此时的电压放大倍数，分析负载对放大电路的影响。数据如下：

iV=-385.414 mV

oV=9.977mV

Av= iOVV=-38.3 （3） 用示波器双踪观察oV和iV的波形，比较相位关系。

相位互差180度 3、输入电阻和输出电阻的测量 （1）用示波器分别测出电阻两端的电压SV和iV，便可算出放大电路的输入电阻iR的大小，如图所示: 4

图（1）负载开路时的电路 图（2）接入负载时的电路

（2）根据测得的负载开路时的输出电压'OV，和接入2K负载时的输出电压OV，便可算出放大电路的输出电阻OR。 放大电路动态指标测试、计算结果如下：

理论估算值 实际测量值 参数 iV OV VA iR OR iV OV VA iR O

R

负载开路 10mv 900mv 90 2.1k 2k 10mv 727mv 72.7 2.2k 2.0k Rl=2K 10mv 450mv 45 2.1k 2k 9.9mv 385mv 38.6 2.2k 1.78k

rbe=200+(1+β)26/3.61=639Ω 4、测量最大不失真输出电压 5

调节信号发生器输入电压Vi的大小，直到输出波形刚要出现失真瞬间即停止增大Vi，这时示波器所显示的正弦电压Vom，即为放大电路最大不失真输出电压，记下此时输出电压的大小。

不断加大输入电压，发现出现饱和失真，在临界条件下 测得Vom=-1.638V

三、实验分析 静态工作点的理论估算值和实际测量值之间的误差原因： 1）近似认为ICQ=IEQ，使得VCEQ偏小，IC偏大；

2）近似计算三极管的体电阻为特定值，此特定值偏大； 3）忽略三极管的极间电阻和极间电容； 4）选用的元件有一定的精度差别，使得结果略有偏差。 6

实验二：多级负反馈放大器的研究 一、 实验目的 （1）掌握用仿真软件研究多级负反馈放大电路。 （2）学习集成运算放大器的应用，掌握多级集成运放电路的工作特点。 （3）研究负反馈对放大器性能的影响，掌握负反馈放大器性能指标的测试方法。 1.测试开环和闭环的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、反馈网络的电压反馈系数和通频带； 2.比较电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带在开环和闭环时的差别； 3.观察负反馈对非线性失真的改善。

二、实验原理

1.实验原理及电路 在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施称为反馈。 若反馈的结果使净输入量减小，则称之为负反馈；反之，称之为正反馈。若反馈存在于直流通路，则称为直流反馈；若反馈存在于交流通路，则称为交流反馈。 交流负反馈有四种组态：电压串联负反馈；电压并联负反馈；电流串联负反馈；电流并联负反馈。若反馈量取自输出电压，则称之为电压反馈；若反馈量取自输出电流，则称之为电流反馈。输入量、反馈量和净输入量以电压形式相叠加，称为串联反馈；以电流形式相叠加，称为并联反馈。 在分析反馈放大电路时，“有无反馈”决定于输出回路和输入回路是否存在反馈支路。“直流反馈或交流反馈”决定于反馈支路存在于直流通路还是交流通路；“正负反馈”的判断可采用瞬时极性法，反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，使净输入量增大的为正反馈；“电压反馈或电流反馈”的判断可以看反馈 7

支路与输出支路是否有直接接点，如果反馈支路与输出支路有直接接点则为电压反馈，否则为电流反馈；“串联反馈或并联反馈”的判断可以看反馈支路与输入支路是否有直接接点，如果反馈支路与输入支路有直接接点则为并联反馈，否则为串联反馈。 引入交流负反馈后，可以改善放大电路多方面的性能：提高放大倍数的稳定性、改变输入电阻和输出电阻、展宽通频带、减小非线性失真等。 实验电路如图1所示，该放大电路由两级运放构成的反相比例器组成，在末级的输出端引入了反馈网路Cf、Rf2和Rf1，构成了交流电压串联负反馈电路。

图1：多级集成运放负反馈放大电路 2.放大器的基本参数： 1）开环参数 将反馈之路的A点与P点断开、与B点相连，便可得到开环时的放大电路。由此可得出，开环时的放大电路的电压放大倍数AV、输入电阻Ri、输出电阻Ro、反馈网路的电压反馈系数Fv和通频带BW，即： 8

1'(1)OOViiI

iN

OLO

FV

O

HL

VAVVRRVVVRRVVFVBWff





 式中：VN为N点对地的交流电压；Vo’为负载RL开路时的输出电压；Vf为B点对地的交流电压；fH和fL分别为放大器的上、下限频率，其定义为放大器的放大倍数下降为中频放大倍数的时的频率值，即

1

0.707210.7072VHVIVIVLVIVIAjfAAAjfAA







2）闭环参数 多级负反馈放大电路的闭环电压放大倍数AVf、输入电阻Rif、输出电阻Rof

和通频带BWf的理论值，即

''

'

1(1)()1(1)()1VVfVVifiVVooofVvViHfHVVfHfLfLLfVVAAAFRRAFRVRAAFVffAFBWffffAF

其中：

其中： 测量放大电路的闭环特性时，应将反馈电路的A点与B点断开、与P点相连，以构成反馈网络。此时需要适当增大输入信号电压Vi，使输出电压Vo（接入负载RL时的测量值）达到开环时的测量值，然后分别测出Vi、VN、Vf、BWf

和Vo’（负载RL开路时的测量值）的大小，并由此得到负反馈放大电路闭环特

性的实际测量值为 9

1'1iiovfiifNoofLofVofHfLfVAVVRRVVVRRVVFVBWff

















上述所得结果应与开环测试时所计算的理论值近似相等，否则应找出原因后

重新测量。 在进行上述测试时，应保证各点信号波形与输入信号为同频率且不失真的正弦波，否则应找出原因，排除故障后再进行测量。

三．实验内容

（1） 根据电路画出实验仿真电路图。 电路图如图2所示。其中，得到的波特图绘制仪的命令为“Simulate Instrument Bode Plotter”。

图2：多级集成运放负反馈放大电路 10

（2）调节J1，使开关A端与B端相连，测试电路的开环基本特性 1）将信号发生器输出调为1kHz、20mV（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端到网络的波特图，如图3所示。

图3：多级集成运放网络函数发生器设置及开环波特图 2）保持输入信号不变，用示波器观察输入和输出的波形。如图4所示。

图4：输入信号和输出信号的波形（其中，A为输入，B为输出） 3）接入负载RL，用示波器分别测出Vi、VN、Vf、Vo，记入表1中。见表1。 4）将负载RL开路，保持输入电压Vi的大小不变，用示波器测出输出电压Vo’ 记入表1中。见表1。 5）从波特图上读出放大器的上限频率fH与下限频率fL记入表1中。见表1。