高频电路(仿真)实验讲义全.pdf

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高频电路（仿真）实验讲义






光电学院
电子科学与技术系

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2011 年 2 月



实验一、共射级单级交流放大器性能分析
一、实验目的
1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。
2、学习放大器的放大倍数（A ）、输入电阻（R ）、输出电阻（R ）的测试方法。
u i o
3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数与输出波形的影响。
4、熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。
二、实验原理
如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。该电路设计时需保证U >5～10U ，
B BE
I ≈I>5～10I ，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电
1 2 B
路的静态工作点不会发生变化。
U = V I I
B CC C E
由上式可知，静态工作时，U 是由 R1 和 R2 共同决定的，而 U 一般是恒定的，在 到
B BE
之间，所以 I 、I 只和有关。
C E
当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的
情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而 I 欲要变大时，由于 R 的反馈作用，
C E
使得 U 节压降减小，从而 I 减小，I 减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。所以
BE B C
该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，前提是只要电路设计的
得当。
调整电阻 R 、R ，可以调节静态工作点高低。若工作点过高，使三极管进入饱和区，则会
1 2
引起饱和失真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。

图 1-1 分压式单级放大电路
如图 1-1，C C 为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流
1、 2
信号。发射极旁路电容 C 一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相
E
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当于交流接地。也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。电路的放大倍数 A = ，
U
输入电阻 R =R ∥R ∥r ，输出电阻 R =R ’，空载时 R =R 。
i 1 2 be O L O C
当 发 射 极 电 容 断 开 时 ， 在 发 射 极 电 容 上 产 生 交 流 负 反 馈 ， 电 压 的 放 大 倍 数 为
A = ，输入电阻 R =R ∥R ∥[ ]。输出电阻仍近似等
U i 1 2
于集电极负载电阻。
三、实验容
（一）如图 1-2 所示，建立放大电路，进行静态分析。

图 1-2 静态工作点的调整与测试
注意，电路必须工作在放大区，即输出波形必须对称（因为输入信号是正弦波）且和原来的
信号保持协调。只有设置好静态工作点才可以进行下一步。此步骤就是要选择合适的R 、
1
R 。
2
（二）动态分析
动态分析时，实验中一直使用的信号。F=1000HZ,Vpp=28mv。如图 1-3 所示：

图 1-3 函数信号发生器
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在原来设置好静态工作点的基础上，接入信号。并按照此图进行测量电压放大倍数。（该
电路另接入了一电阻 R3，以增大输入电阻）如图 1-4 所示：

图 1-4 放大倍数（加大输入电阻）
计算电压的放大倍数：A =U /U
U O i

输入输出电阻的测量：

图 1-5 输入电阻的测试

图 1-6 输出电阻的测试
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U U U U  U
计算计算 R  i  i  i R 和 R  o o R
i I (U U ) / R (U U ) s o U L
i s i s s i o
（三）若是静态工作点设置不合适，则会引起失真。如图 1-7 和图 1-8 所示。

图 1-7 饱和失真图 1-8 截止失真
（四）有无发射极电容 C 的影响
E

图 1-9 有无发射极电容的影响
明显看出，在不加发射极电容 C 时，交流电压的放大倍数减小了。可见是交流的负反
E
馈作用促成了这一结果。显然，在实际的生产实际中，我们不需要这一反馈，因此一般选择
并联上发射极输出电容，可以明显增大电压的放大倍数。但同时也增加了电路的硬件成本。
（五）增大输入电阻对电路性能的影响
从示波器中的波形可以看出，输入波形与输出波形的相位相反，频率相同。信号源阻增
大，如图所示：比较可知，增大输入电阻，可以略微地提高电压放大倍数。
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四、思考题
1、由实验（一）（二）（三）可知，静态工作点的设置对放大电路有何作用？
2、仿真电路中的电路必须要“接地”，这样做有什么好处？
3、仿真电路中的很多细节都需要注意，某一细节处理不好就会影响电路的正常工作。试
结合实验过程举例说明。


















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