单级放大器的设计与测试
单级放大电路的设计与仿真
单级放大电路的设计与仿真单级放大电路是指只有一个放大器的放大电路。
在设计和仿真单级放大电路时，需要考虑电路中的放大器类型、工作点的选择、输入输出阻抗的设计以及电源电压的确定等因素。
以下是一个关于单级放大电路的设计与仿真的详细步骤和原理。
首先，确定放大器类型。
常见的放大器有晶体管放大器和操作放大器。
晶体管放大器可以分为共射极、共基极和共集电极三种类型。
选择合适的放大器类型取决于电路的具体要求，例如增益、频率响应、输入输出阻抗等。
接下来，确定放大器的工作点。
工作点是放大器在信号输入时的直流工作条件。
通过选择合适的偏置电压，可以确保放大器在正常工作范围内，避免信号失真和过偏等问题。
工作点的选择可以通过分析放大器的静态特性来确定，例如估算晶体管的静态工作电流和电压。
然后，设计输入输出阻抗。
输入输出阻抗是指放大器的输入和输出端口对外部电路的负载影响程度。
合理的输入输出阻抗可以保证信号的传输效果，并防止信号反射和失真。
输入阻抗可以通过调整输入电路的电阻和电容来实现，输出阻抗可以通过调整输出端口的负载电阻和耦合电容来实现。
最后，确定电源电压。
电源电压是放大器工作所需的直流电压。
根据放大器的类型和工作点的选择，可以确定放大器所需的电源电压。
通常情况下，电源电压应足够提供放大器的工作所需电流，同时保持稳定。
在设计和仿真过程中，可以使用软件工具进行辅助。
常用的仿真软件有PSpice、Multisim等，它们可以模拟电路中的各个元件并计算电路的性能。
在仿真过程中，可以通过改变电路参数和元件的值来观察电路的响应和性能，并根据需要进行优化调整。
在完成电路设计和仿真后，还需要进行实际电路的制作和测试。
在制作电路时，需要注意布线和连接的准确性，以及元件的选择和安装质量。
在测试电路时，可以使用信号发生器和示波器等仪器进行输入信号的发生和输出信号的测量，从而评估电路的性能和工作效果。
综上所述，单级放大电路的设计和仿真涉及放大器类型的选择、工作点的确定、输入输出阻抗的设计和电源电压的确定等。
实验一实验报告单级放大电路的设计与仿真
EDA设计(一) 实验报告——实验一单级放大电路的设计与仿真一．实验内容1.设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率2kHz(峰值5mV) ，负载电阻Ω，电压增益大于50。
2.调节电路静态工作点，观察电路出现饱和失真和截止失真的输出信号波形，并测试对应的静态工作点值。
3.调节电路静态工作点，要求输入信号峰值增大到10mV电路输出信号均不失真。
在此状态下测试：①电路静态工作点值；②三极管的输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值；③电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；④电路的频率响应曲线和f L、f H值。
二．单级放大电路原理图单级放大电路原理图三．饱和失真、截止失真和不失真1、不失真不失真波形图不失真直流工作点静态工作点：i BQ=, i CQ=, v CEQ=2、饱和失真饱和失真电路图饱和失真波形图饱和失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=3、截止失真截止失真电路图截止失真波形图截止失真直流工作点静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=四．三极管输入、输出特性曲线和 、r be 、r ce值1、β值静态工作点：i BQ=,i CQ=,v CEQ=V BEQ=β=i C/i B=2、输入特性曲线及r be值:由图：dx=，dy=r be=dx/dy=输入特性曲线3、输出特性曲线及r ce值:由图dx=, 1/dy=r ce=dx/dy=输出特性曲线五．输入电阻、输出电阻和电压增益1、输入电阻测输入电阻电路图由图：v= ，i=μAR i=v/i=μA=Ω2、输出电阻测输出电阻电路图1测输出电阻电路图2 由图：v o’= v o=R o=(v o’/v o-1)R L==Ω3、电压增益测电压增益电路图由图可得A V=六．幅频和相频特性曲线、f L、f H值由图可得f L= f H=Δf= f H - f L=七．实验结果分析1、R iR i理论=[r be+(1+β)R E]//R b1//R b2 =[2976+(1+220)x10]//127k//110k=ΩE1=、R oR o理论=R c=3 kΩE2=/3=1%3、AvI E理论=V B/R E=[ V cc R5/(R2+R5)]/( R6+R1)=[10x110/(127+110)]/2010=r be理论=200+26(1+β)/ I E =2976ΩAv理论=β(R C//R L)/[ r be+(1+β)R E]=220(3kΩ//Ω)/[2976+(220+1)x10]= E3=、V1=10mV时，会出现失真，但加一个小电阻即可减少偏差。
单级放大电路实验报告
单级放大电路实验报告实验目的：了解单级放大电路的基本原理和特性，掌握单级放大电路的设计方法。
实验原理：单级放大电路是电子电路中最简单的放大电路之一。
它由一个放大器和一个电源组成，放大器将输入信号放大到一定的幅度，输出给负载。
单级放大电路的输入、输出和电源之间通常采用直接耦合或是通过耦合电容进行交流耦合。
实验中所使用的单级放大电路采用直接耦合。
实验材料和仪器：1. 放大器：使用准确度高、稳定性好的运放，如LM741运放。
2. 电源：直流电源，输入电压为±15V。
3. 信号源：可输出正弦信号，频率为1kHz左右。
4. 示波器：测量输出信号的幅度。
5. 电阻、电容等配件。
实验步骤：1. 按照给定电路图搭建单级放大电路，并接上电源和信号源。
2. 调节信号源输出的幅度和频率，使其能够正常工作。
3. 使用示波器测量输出信号的幅度，并记录。
4. 调节输入信号的幅度，观察输出信号的变化，并记录。
5. 调节输入信号的频率，观察输出信号的变化，并记录。
6. 比较不同输入信号幅度和频率下输出信号的变化，分析单级放大电路的放大特性。
实验结果和分析：根据实验数据和示波器的观察，可以得到单级放大电路的放大特性。
输出信号的幅度随着输入信号幅度的增加而变大，但是当输入信号幅度过大时可能会出现失真现象。
输出信号的频率基本上与输入信号的频率相同，且幅度不会受到输入信号频率的影响。
实验结论：通过实验，我们了解了单级放大电路的基本原理和特性。
单级放大电路可以将输入信号放大到一定的幅度，并且对输入信号的频率没有明显的影响。
但是在使用过程中需要注意输入信号的幅度，避免出现失真的情况。
实验结果与理论相符，说明实验顺利进行。
单级放大电路实验报告
单级放大电路实验报告实验报告-单级放大电路1. 引言单级放大电路是一种常见的电子电路，用于放大输入信号的幅度。
该电路可以应用于各种声音放大器、音频放大器等实际应用中。
本实验旨在通过设计和构建单级放大电路，了解其工作原理和性能。
2. 实验材料- 电源- 耳机- 电阻- 电容- 电位器- 三极管等器件3. 实验步骤3.1 设计电路根据实验要求和材料提供的参数，设计所要构建的单级放大电路。
3.2 收集所需器件根据电路设计，收集所需的电阻、电容、三极管等器件。
3.3 组装电路按照电路设计将所需器件按照正确的连接方式组装成电路。
3.4 连接电源将电源正、负极正确连接到电路上，注意电压大小不超过器件的额定值。
3.5 调节电位器根据实际需要，通过调节电位器的阻值来调节输出信号的幅度。
3.6 测试使用耳机或其他输出设备来实时测试电路的放大效果，检查输出信号的幅度是否满足要求。
4. 实验结果和分析根据实验数据和实时测试，在调节电位器阻值的不同情况下，记录输出信号的幅度和音质。
根据实验结果对电路进行评估和分析，并提出改进的建议。
5. 结论单级放大电路是一种常见的电子电路，可用于放大输入信号的幅度。
本实验通过设计和构建单级放大电路，并进行实时测试，对其工作原理和性能进行了了解。
在实验中，我们调节了电位器的阻值来调整输出信号的幅度，并观察了输出信号的变化。
实验结果表明，电路可以有效地放大输入信号，并满足实际需求。
6. 注意事项6.1 在实验中，注意安全使用电源，避免电压过高导致器件损坏或危险情况发生。
6.2 在调节电位器时，注意不要超过其额定阻值范围，以免损坏电位器或其他器件。
6.3 注意选择合适的耳机或输出设备进行测试，以保证实验结果的准确性。
6.4 在实验结束后，注意关闭电源，拆除电路，并妥善保存实验数据及相关器件。
以上是单级放大电路实验报告的一般框架和内容，具体实验步骤和结果会根据实验需求和实际情况有所差异。
在撰写报告时，需要详细描述实验步骤、结果分析和结论，并注意阐述实验中的注意事项，以保证实验的安全性和准确性。
电子技术实验报告—实验4单级放大电路
电子技术实验报告实验名称：单级放大电路系别：班号：实验者：学号：实验日期：实验报告完成日期：目录一、实验目的 (3)二、实验仪器 (3)三、实验原理 (3)（一）单级低频放大器的模型和性能 (3)（二）放大器参数及其测量方法 (4)四、实验容 (5)1、搭接实验电路 (5)2、静态工作点的测量和调试 (6)3、基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量 (6)4、放大器上限、下限频率的测量 (7)5、电流串联负反馈放大器参数测量 (8)五、思考题 (8)六、实验总结 (8)一、实验目的1.学会在面包板上搭接电路的方法；2.学习放大电路的调试方法；3.掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法；4.研究负反馈对放大器性能的影响；了解射级输出器的基本性能；5.了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。
二、实验仪器1.示波器 1台2.函数信号发生器 1台3. 直流稳压电源 1台4.数字万用表 1台5.多功能电路实验箱 1台6.交流毫伏表 1台三、实验原理（一）单级低频放大器的模型和性能1. 单级低频放大器的模型单级低频放大器能将频率从几十Hz~几百kHz的低频信号进行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同科分为基本放大器和负反馈放大器。
从放大器的输出端取出信号电压（或电流）经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流）送回放大器的输入端称为反馈。
若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。
根据输出端的取样信号（电压或电流）与送回输入端的连接方式（串联或并联）的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。
负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。
负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性，展宽了通频带，减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。
单级交流放大电路实验报告
单级交流放大电路实验报告本实验的目的是通过实验操作，掌握单级交流放大电路的基本原理和性能特点，以及对单级放大电路进行性能参数测量和分析。
实验原理：单级交流放大电路是放大器的基本部件，它能够放大信号的幅度，并对信号进行滤波。
在实验中，我们使用的是共射放大电路。
共射放大电路的特点是输入和输出信号都进行交流耦合，这使得信号能够通过放大电阻的放大作用，输出的电压幅度得到放大。
实验步骤：1. 搭建单级交流放大电路，连接电路元件。
2. 使用函数发生器产生待放大的信号，并接入放大电路的输入端。
3. 调节函数发生器的频率和振幅，观察并记录放大电路输出端的波形。
4. 改变输入信号的频率和振幅，观察输出端的波形的变化情况。
5. 测量并记录实验中使用的电路元件的参数，如电阻、电容等。
6. 使用示波器测量并记录放大电路输入端和输出端的电压幅值、电流幅值以及相位差等参数。
7. 对实验数据进行分析和处理，计算并绘制放大电路的幅频特性曲线、相频特性曲线等。
实验结果和数据分析：根据实验所得数据，计算并绘制了单级交流放大电路的幅频特性曲线和相频特性曲线。
通过对比实验数据和理论结果，可以得出实验结果与理论结果基本吻合的结论。
实验结论：本实验成功搭建了单级交流放大电路，通过实验观察验证了放大电路的基本原理和性能特点。
实验结果表明，该单级交流放大电路能够放大信号的幅度，并对信号进行滤波。
实验结果与理论结果基本吻合，验证了单级交流放大电路的性能参数测量和分析方法的正确性。
实验心得：通过本次实验，我深刻理解了单级交流放大电路的原理和性能特点，并掌握了对单级放大电路进行性能参数测量和分析的方法。
实验过程中，我遇到了一些问题，如电路元件的选择和连接、实验数据的测量和记录等。
通过认真学习实验原理和操作步骤，我逐渐解决了这些问题，并取得了满意的实验结果。
这次实验对我今后的学习和研究具有重要意义，我将继续深入学习电路理论和实验技术，提高自己的实验能力和创新能力。
单级交流放大电路实验报告数据
单级交流放大电路实验报告数据
引言：
单级交流放大电路是一种常见的电子电路，它可以将输入的微弱交流信号放大成为较大的输出信号。
在本次实验中，我们将学习如何设计和制作一个单级交流放大电路，并测试其性能。
实验原理：
单级交流放大电路由放大器管、直流偏置电路和耦合电容组成。
其中，放大器管是核心部件，它能够放大输入信号的电压或电流。
直流偏置电路可以提供稳定的工作电压，确保输出信号的稳定性。
耦合电容则用于将输入和输出信号隔离，防止直流信号干扰。
实验步骤：
1. 准备工作：准备所需元器件，包括晶体管、电阻、电容等，并根据电路图连接电路。
2. 调试电路：将电路连接好后，通过万用表检测电路中各个元器件的参数是否符合设计要求，如电阻值、电容值等。
3. 测试电路：将信号源的输出端连接到电路的输入端，测量电路的输出信号的电压值，并将其与输入信号的电压值比较，计算放大倍数。
4. 优化电路：根据测试结果对电路进行优化，如更换元器件、调整电阻、电容等。
实验结果：
经过多次调试和优化，我们成功地制作出了一台单级交流放大电路。
在测试中，我们发现该电路放大倍数为150，输出信号的失真率小于5%。
这说明该电路能够有效地放大输入信号，输出信号质量较高。
结论：
单级交流放大电路是一种基本的电子电路，它在各种电子设备中都有广泛的应用。
通过本次实验，我们深入地了解了单级交流放大电路的原理和制作方法，并获得了实践经验。
我们相信这将为今后的电子工程师之路奠定坚实的基础。
单管放大电路实验详解
——点频测试法
+ + -
选取一定数量的频率点，改 变信号源的频率（输入电压 保持恒定），在各频率点处 测量输出电压，根据测量数 据，可绘出幅频特性曲线。
放 大 器
fo
0 1 2 3 4 5 6
带宽可由输出电压 从最大值下降到0.707 倍时的频率来定义
工程上横轴采用对 数坐标
四.实验内容
1、静态工作点调整与测试
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电子科技大学
单管放大电路的设计与测试
内
1 2 3
容
实验目的
实验原理 测试方法
4
5 6
实验内容
注意事项 思考题
一.实验目的
1. 2. 3. 4. 掌握单级放大电路的设计以及调试方法。 掌握放大电路静态工作点的测试方法。 掌握放大电路动态指标的测试方法。 进一步熟悉直流稳压电源的使用。
六.思考题
1．电解电容两端的静态电压方向与它的极性应该有何 关系？
2．如果仪器和实验线路不共地会出现什么情况？通过 实验说明。 3.截止失真和饱和失真在形状上有什么区别？ 4.静态工作电流ICQ为什么不直接测量，而是通过测量电 压间接得到？
UESTC
二.实验原理
1. 电容耦合共射放大电路
+
+ 信 号 vi 源 -
+ +
后 级 负 载
二.实验原理
2. 基极分压式偏置电路
U B U BEQ RE
（1）估算Q点 ：
VCC UB R2 R1 R2
I EQ
UB
U CEQ
I EQ
UCEQ VCC RC RE ICQ
（2） Q点的选取： 一般Q点设置在交流负载线的中间位置是最为 理想的；实际工作中，也经常取UCEQ=0.5VCC 。
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♦ 截止失真波形
增大RW的值，使放大器工作在截止区，即VCEQ 很大，测画出示波器观察到的截止失真波形（一 般是指输出为正半周的波形被削平）。
模拟电子电路实验室
注意事项
为了静态工作点调节的方便，应该选择较大阻值 的电位器Rw。
放大电路输入电压的幅值不能太大，一般为几到 二十几毫伏，否则输出信号会严重失真。
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参数估算
♦ 上、下偏置电阻阻值
Rb 2 = VBQ I Rb 2 = VEQ + VBEQ (5 ~ 10) I CQ / β
VCC - VBQ VCC - VBQ RB = Rb1 + RW ≈ = I Rb 2 (5 ~ 10) I CQ / β
♦ 工程估算中一般取 VEQ = (0.2 ~ 0.3)VCC 故 Re = VCC / I EQ ≈VCC / ICQ
模拟电子电路实验室
实验内容
通频带BW的测量
♦ 通频带的测量方法：将放大器输入中频信号，如f = 1kHz，在其输出端有正常的放大波形时，测出 其电压值为Vo ，然后维持Vi不变，增加信号源的 频率直到输出电压下降到0.707 Vo为止，此频率就 是上限频率fH 。同理保持不变，降低信号源的频 率直到输出电压下降到0.707 Vo为止，此频率就是 下限频率fL 。须多次反复调节信号源的频率和输 出电压幅度才能完成测量。
模拟电子电路实验室
参数估算
单管放大器主要动态性能指标
♦ 交流电压放大倍数
- β ( R′ - β ( RL // RC // rce ) - β ( RL // RC ) L // ro ) AV = = ≈ rce >> RC rbe rbe rbe
♦ 输入电阻
Ri = Rb 2 //( Rb1 + RW ) // rbe
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实验内容
三种失真波形的调节与观察
♦ 既饱和又截止失真波形 增加信号源的输出电压幅度（必要时再略调 电位器RW），使放大器输出端同时出现正负 向失真，将示波器观察到的失真波形画出。
模拟电子电路实验室
实验内容
♦ 饱和失真波形
降低RW的值，使VCEQ的值很小，即放大器工作 在饱和区，测画出示波器此时显示出的输出波形 即为放大器的饱和失真波形（一般是指输出为负 半周的波形被削平）。
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实验内容
输出电阻Ro的测量
♦ Ro系指放大器输出等效电路中将信号源视为短路， 从输出端向放大器看进去的交流等效电阻。它的 大小能够说明放大器承受负载的能力，其值越小， 带负载能力越强。
Vo Ro ( 1) RL VoL
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实验内容
通频带BW的测量
♦ 通频带BW定义：指放大器的增益下降到中频 增益AV的0.707倍时，所对应的上限频率fH和下 限频率fL之差。即：BW= fH – fL 。
♦ 输出电阻
Ro ≈Rc
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设计任务
♦ 已知单级低频放大器所用的晶体三极管型号为 9013，其β=100，电路工作电源VCC=12V，设 ICQ=2.4mA，AV=-100，RL=5.1kΩ。根据以上要 求，设计、计算并选取电路器件参数，使放大 器能够不失真地放大常用的正弦波信号，并达 到|AV| ≥ 100的要求。
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实验原理
♦ 单级放大器是构成多级放大器和复杂电路的基 本单元。其功能是在不失真的条件下，对输入 信号进行放大。要使放大器正常工作，必须设 置合适的静态工作点。 ♦ 静态工作点Q的设置需要满足：放大倍数、输入 电阻、输出电阻、非线性失真等各项指标的要 求；当外界环境等条件发生变化时，静态工作 点要保持稳定。
单级放大器的设计与测试
3学时
模拟电子电路实验室
实验目的
学习单级低频放大器电路参数的工程设 计方法。 通过实验掌握放大器静态工作点的调试 方法、了解电路中各元器件参数值对静 态工作点的影响。
掌握放大器的主要性能指标的调测方法。
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实验仪器
♦ 模拟电路实验箱 ♦ 功率函数信号发生器 ♦ 双踪示波器 ♦ 数字万用表 ♦ 交流毫伏表
模拟电子电路实验室
实验内容
直流工作点的测量 ♦ 用数字万用表测量放大电路的静态工作点， 并进行记录。
直流电压
UCEQ (V )
U BEQ (V )
VEQ (V )
VCQ (V )
模拟电子电路实验室
实验内容
动态指标的测量
电压增益的测量
♦ 将函数信号发生器输出的正弦波信号频率f调为 1kHz，其幅度调为10mV-30mV之间，用示波器 观察放大器输出端有放大且不失真的正弦波后， 用数字万用表（或交流毫伏表）测出其输出和 输入电压的有效值，即可得到电压增益。 VOL AV Vi
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实验内容
输入电阻Ri的测量
♦ Ri为放大器输入端看进去的交流等效电阻，它等 于放大器输入端信号电压Vi与输入电流Ii之比。
本实验采用换算法 测量输入电阻。在 信号源与放大器之 间串入一个已知电 阻Rs ，只要分别测 Vi Vi Vi RS 出Vs 和Vi ，即可得 Ri 知输入电阻为： I i (VS Vi ) / RS VS Vi
模拟电子电路实验室
参数估算
♦ 注意：以上四种电阻值根据计算值的范 围再结合实验箱中现有的电阻值取相近 值确定。其中，基极上偏置电阻可通过 调节电位器RW来确定， RC也可另外串 接电位器进行调节确定。
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参数估算
C1、C2和Ce电容的选择
♦ 一般来说 C1、C2和Ce越大，低频特性越好，但 电容过大体积也大，既不经济又加大分布电容， 影响高频特性，再者电容量大的电解电容漏电 电流也大。一般能满足放大器的下限频率即可。 工程估算时C1、C2一般取10～50µ F， Ce取30～ 100µ F。具体电容值可由实验箱中现有的电容予 以确定。
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实验内容
组装连接实验电路
♦ 根据实验电路原理图和所设计选定的参数， 用导线进行连接组装。 ♦ 组装之前须测量和调节电源电压所需要的值， 并注意电源的极性和信号源的接地线都不能 接错，不能带电接线。 ♦ 电容的极性不要接错。
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实验内容
直流工作点的调节
♦ 方法一：根据设计任务，调节RW使得设计值 VEQ= IEQ Re ≈ ICQ Re ，然后测量静态工作点。 ♦ 方法二：用示波器观察输出波形，如果放大了 几十倍到二百多倍，而且输出波形不失真。则 在信号源输入信号Vi=0时，测量静态工作点。 ♦ 注意：一般硅管的VBEQ约为0.7V左右，IEQ≈ ICQ， 否则为电路有误或测量或计算错误。
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实验原理
♦ 为了稳定静态工作点，经常采用具有直流电流 负反馈的分压式偏置单管放大器实验电路。
上偏置电阻 集电极电阻 输出耦合电容
输入耦合电容
负载电阻 信 号 源 射极旁路电容 发射极电阻 下偏置电阻
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实验原理
♦ 外加信号us经过C1耦合到三极管基极，经过放大 器放大后从三极管的集电极输出，再经C2耦合 到负载电阻RL上。 ♦ 上偏置电路：由Rb1和RW组成； ♦ 下偏置电路：由Rb2组成 ♦ Rc是集电极电阻；Re是发射极电阻 ♦ C1和C2是交流耦合电容 ♦ Ce是发射机旁路电容，为交流信号提供通路 ♦ RL是负载电阻；Rs是测试电阻，以便测量输入 电阻
模拟电子电路实验室
元器件的参考取值
C1=10uF ； C2=10uF ； Ce=33uF；
Rs=1k Ω； Rw=470k Ω； Rb1=20k Ω；
Rb2=15k Ω； Rc=3k Ω； Re=1k Ω 。
2016/5/19
模拟电子电路实验室
参数Байду номын сангаас算
♦ 为使放大器更稳定的工作，上、下偏置电阻取 值应小，但过小会使静态功耗增大且引起信号 源us的电流分流过大，使放大器输入电阻变小， 故工程上一般取 I R = (5 ~ 10)I BQ
b2
♦ RC应根据实际电阻的标称值和放大倍数要求来 确定。若RC、 AV无明确要求，可以选取RC上的 直流电压降VRC和VCEQ大致相等，可保证有较大 的动态范围。