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1、姓名：郭灵芝学号：0704240115班级：通信一班 07042200实验一 0704240115 郭灵芝 通信一班一 实验内容 1. 调节电路静态工作点(调节电位计)，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。 2. 加入信号源频率5kHz(幅度1mV) ，调节电路使输出不失真，测试此时的静态工作点值。测电路的输入电阻、输出电阻和电压增益；3. 设计一个分压偏置的单管电压放大电路，要求信号源频率5kHz(幅度1mV) ，负载电阻5.1k，电压增益大于50。 4. 测电路的频率响应曲线和fL、fH值。二 放大电路的原理图 （1-1）放大电路的原理图该电路用的是三极
2、管来实现放大，采用的是电压偏置，接法是共射极，为滑动变阻器，通过它改变接入电路中的的大小从而改变三极管的静态工作点，使三极管处于正常放大状态。为了确定好的静态工作点，进行如下静态分析：上面图1-1的静态电路如下 （1-2）放大电路所对应的静态电路可以用两个交流电压表分别测量输入电压和输出电压，输出电压除以输入电压即为放大倍数。为了保证放大电路工作在放大区（可用示波器监测，保证波形不失真），将交流输入电压调为1mv,2mv,3mv。电压表均用交流模式。当交流信号源取下表所示不同值时，读出电压表的读数，即和，并计算电压的放大倍数。百分比（%）(mv)（mv）（mv）510.70789125.884
3、0521.414178125.8840532.120266125.4717（表一）结论：当三极管工作在放大区时，其电压放大倍数近似为常数。即输入电压随输入电压线性变化。且放大倍数符合大于50的要求。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%（uA）129.0377.0584.0082.5481.7041.1510.7650.4870.2880.1440.058(mA)3.0021.5270.8830.5640.3780.2540.1680.1060.0620.0300.011(V)0.0936.0108.5189.75810.48410.96311.29911.5411
4、.71211.83511.908/23.26216.4220.31221.4221.83220.68219.61217.7215.28208.33185.7（表二）结论调到10%到80%之间时三极管都正常放大，这可以通过与的比值即来确定，在这个区间里基本保持不变，当然处于0%到10%之间的确定不了，这个还要通过实际测量的来确定。三 失真研究1. 电位器调到0%，交流信号保持20mv，5 KHz，输出信号如下（1-3）饱和失真的波形图此时负半周出现了失真，即削底，对于NPN管说明出现了饱和失真。此时静态工作点为Vce可以直接用Vce=Vbe-Vbc得到，这里用电压表直接测量：Vce=0.093V
5、2.电位器调到50%，输出波形如下（1-4）截止失真的波形图很明显，此时波形顶部被削掉了，对NPN型的三极管而言，此时发生了截止失真。 此时静态工作点为Vce=10.963V3.正常放大波形考虑到20mv的交流源比较大，不太好调到正常放大的状态，这里将交流源的峰值调为1mv。并将滑动变阻器调到7%（这里需要把电阻的变动幅度改为1%，方法是双击滑动变阻器，将Increment改为1%。输出波形如下：（1-5）正常放大的波形图此时没有失真，电路正常放大，电路的静态工作点为：Vce=4.677V四 输入输出电阻即电压增益的测量 将信号源调为5KHz，1mv,电位器调到3%，输出波形如下（1-6）此时
6、没有失真，在静态电路中将电位器调到3%处，测出静态工作点如下Vce=1.923V1.电路的输入电阻的测量测试电路如下，将电流表和电压表均设置为交流形式，单击仿真开关，分别读出输入电流和输入电压，根据输入电阻的定义得=/=0.706/0.422=1.67K（1-7）输入电阻的测量电路2.电路的输出电阻的测量根据输出电阻的定义：当输入电压等于0时，从输出端看进去的交流等效电阻为输出电阻（不包括负载），因此输出电阻的测试电路如下（1-8）输出电阻的测量将电流表跟电压表均设置为交流模式，单击仿真开关，分别读出输出电流和输出电压，根据定义得=/=1.414/0.591=2.3926K3.电压增益的测量测
7、量电路放大倍数的电路如下。（1-9）电路放大倍数的测量根据电压增益的定义，=103/0.707=145.6860五 电路的频率特性电路的幅频和相频特性曲线如下：（1-10）电路的幅频与相频特性上面为幅频特性曲线，下面为相频特性曲线。对数据分析可得，y的最大值为111.6017，将其除以，得78.9143，将两根用来定位的竖线调到y=78.9143的两个位置，得出如下数据即可得此电路的通带为1.1206kHZ到25.2951MHZ，带宽为25.2940MHZ即=1.1206Khz,= 25.2940MHZ六 实验结果的分析 三极管的输入输出特性输入特性（1-11）三极管的输入特性输出特性 （1-
8、12）三极管的输出特性=2.58176/12.36130*1000=209=dx/dy=2/905.6270*=2.2084k理论值=200+（1+）*26/=200+(1+209)*26/2.59412=2.3K误差=4.0%输入电阻实测值=1.67K理论值= =1.6742 K误差=0.25%输出电阻实测值=2.3926K理论值= =2.4 K误差= =0.31%增益实测值=145.6860理论值|=148.2991误差=1.8%误差都在5%以内，可以认为此次实验比较成功。这里测量的误差都比较小，因为毕竟是仿真而得的结果，如果实际连电路去测的话误差肯定会变大，比如读电表时的误差，在这里由于
9、都是数字式电表，误差会小的多。在实验参数设置时，我发现当电容值较小时（如1.0uF），输入电阻和输出电阻的误差相当大，快接近50%，但当将电容值调成10uF时，输入、输出电阻的误差均迅速缩小了，这是由于采用实际元件，当电容值较小时，其电抗值不可忽略，而当电容足够大时，可忽略其对输入、输出电阻值的影响。 实验二 0704240115 郭灵芝 通信一班一 实验内容1.设计一个阻容耦合两级电压放大电路，要求信号源频率10kHz(幅度1mv) ，负载电阻1k，电压增益大于100。2.给电路引入电压串联负反馈，并分别测试负反馈接入前后电路放大倍数、输入、输出电阻和频率特性。改变输入信号幅度，观察负反馈对
10、电路非线性失真的影响。二 两级放大电路原理图为了简便起见，这里引用实验一中的电路，将实验一的电路再接一级，不过要作适当修改，第一级的发射极电阻要拆成两个，这是为了进一步引入电压串联负反馈。两个滑动变阻器左边一个要调到6%，右边一个要调到10%，这样设计出来的电路就满足电压放大倍数大于100的条件。两级都是是共射级接法，第一级的输出给第二级的输入。（2-1）三引入电压串联负反馈引入电压串联负反馈即要求反馈量正比于输出电压，因此可从输出端接出一个电阻，且反馈到三极管Q1的发射极，这样就保证了是电压串联反馈，再用瞬时极性法可以判断出就是负反馈，这样以来也就达到了引入电压串联负反馈的作用。电路如下：
11、（2-2）四参数测试1.未接反馈电阻时（1）测量电压增益的电路就是图（2-1），增益测量值=96/0.707=135.8（2）测量输入电阻的电路也是图（2-1），输入电阻测量值=0.707/0.11=6.427k（3）测量输出电阻的电路如下，输出电阻测量值=0.707/0.188=3.8k （2-3）（4）接反馈前频率特性如下 （2-4）纵坐标最大值为135.7065，除以得95.9590，设置y值为95.9550即可得到通带的范围为557.3061HZ到382.5101KHZ，即=557.3061HZ，=382.510KHZ，带宽为381.9528KHZ。(5)信号的失真分析测试方法：将输入
12、信号的幅度逐渐增大，观察输出波形，若没有失真，则继续调大信号的峰值，知道输出波形出现失真为止。这里可以借助示波器上的两个标尺来比较精确的测试是否失真输入信号为2mv时输出波形如下，此时没有失真 （2-5）将输入信号增加到3mv，输出波形如下 （2-6）此时已经可以看出上下幅度不一样大，上面被削顶了。再将信号增加到4mv，输出波形如下 （2-7）此时失真情况比输入信号为3mv的时候更严重，因此没引入电压串联负反馈时最大不失真的信号源峰值为2mv。2.接入反馈电阻后（1）测量电压增益的电路就是图（2-2），增益=1.393/0.707=1.97（2）测量输入电阻的电路也是图（2-2），输入电阻=0
13、.707/0.108=6.55 k（3）测量输出电阻的电路如下，输出电阻=0.707/0.058=12.2 （2-8）（4）接入反馈电阻后频率特性如下 （2-9）纵坐标最大值为2.2455，除以得1.5878，设置y值为1.5878即可得到通带的范围为19.9311HZ到153.0357MHZ，即=19.9311HZ，=153.0357MHZ，带宽为153.0357MHZ。（5）信号失真分析分析方法跟未加电压串联负反馈时一样，输入信号峰值为10mv时输出波形如下 （2-10）此时正常放大，没有失真将信号源峰值改为50mv，此时输出波形如下 （2-11）依然没有失真再将输入信号峰值改为100mv
14、，输出波形及相应的峰值如下 （2-12）此时两个标尺一个指向波峰，一个指向波谷，波峰对应194.776mv，而波谷对应-195.664mv，此时已经有削顶现象出现，因此需要减小输入信号的幅度。不过波峰跟波谷之间要一点误差都没有也不显示，可以假设波峰跟波谷的绝对值之差的绝对值不超过0.5mv就不算失真。将信号源调到80mv，输出信号波形及相应数据如下此时波峰与波谷的绝对值之差的绝对值已经小于0.5mv，可以适量增加输入信号的幅度，最后测试结果就是80mv时满足设定的不失真条件，81mv时就不满足了，因此引入负反馈后的电路最大不失真的信号源峰值为80mv。3.验证F= =0.5,因此1/F=2,
15、而=1.97 =1/F，跟1/F相差很小，这也就验证了深度负反馈条件下五实验结果分析=1.99867/9.66869*1000=206.7=1.53129/7.23972*1000=211.5分别作出输入特性，用来求和对Q1管=dx/dy=2/714.5285*=2.8k理论值=200+（1+）*26/=200+(1+206.7)*26/2.00833=2.9K误差=3.4%对Q2管=dx/dy=2/538.6411*=3.7k理论值=200+（1+）*26/=200+(1+211.5)*26/1.53853=3.79K误差=2.4%加反馈前增益测量值=96/0.707=135.8理论值=13
16、3.5的误差=1.7%输入电阻测量值=0.707/0.11=6.427k理论值=6.459 k的误差=0.5%输出电阻测量值=0.707/0.179=3.95k理论值=4 k的误差=1.3%引入负反馈后增益=1.393/0.707=1.97 较加反馈之前明显变小 跟1/F相差不大，这也就验证了深度负反馈条件下输入电阻=0.707/0.108=6.55 k,输入电阻基本没变输出电阻=0.707/0.058=12.2,输入电阻减小通过引入电压串联负反馈后的电路的参数与引入负反馈之前的电路参数比较可以得出以下结论：1. 引入电压串联负反馈后电压增益明显减小，这也正是负反馈所起到的作用，它是用电压的放
17、大倍数来换电路的非线性失真的减小。2.引入电压串联负反馈后电路的输入电阻基本不变，这也跟理论相符合。串联负反馈的,其中是引入反馈前的输入电阻，是引入反馈后的输入电阻。但由于与并联在输入端，并不在反馈环内，反馈对它不产生影响。整个电路的输入电阻应为 ，由于仅为10 K，所以致使引入负反馈前后，输入电阻变化不大。3.引入电压串联负反馈后电路的输出电阻减小，这也跟理论相符。电压负反馈的,即趋于零。其中是引入反馈后的输出电阻，是引入反馈前的输出电阻，是输出端开路的源增益。4引入电压串联负反馈后电路的非线性失真程度明显减小，引入反馈前最大不失真信号的峰值只有2mv，而引入反馈后最大的不失真信号的峰值就增
18、加到了80mv，这正是负反馈最大的作用。引入负反馈可以稳定静态工作点，可在无失真放大的前提下增大输入信号的幅度。5引入电压串联负反馈后电路的频带由557.3061HZ到382.5101KHZ变为19.9311HZ到153.0357MHZ，带宽明显变宽。实验三 0704240115 郭灵芝 通信一班一 实验内容1.设计一个能产生周期性阶梯波的电路，要求阶梯波周期在20ms左右，输出电压范围10V，阶梯个数5个。(注意：电路中均采用模拟、真实器件，不可以选用计数器、555定时器、D/A转换器等数字器件，也不可选用虚拟器件。)2. 对电路进行分段测试和调节，直至输出合适的阶梯波。3.改变电路元器件参
19、数，观察输出波形的变化，确定影响阶梯波电压范围和周期的元器件。二实验设计原理：为了设计一个负阶梯波发生器，首先考虑产生一个方波，其次，经过微分电路输出得到上、下都有的尖脉冲，然后经过限幅电路，只留下所需的正脉冲，再通过积分电路，实现累加而输出一个负阶梯。对应一个尖脉冲就是一个阶梯，在没有尖脉冲时，积分器保持输出不变，在下一个尖脉冲到来时，积分器在原来的基础上进行积分，因此，积分器就起到了积分和累加的作用。当积分累加到比较器的比较电压时，比较器翻转，比较器输出正电压，使震荡控制电路起作用，方波停振。同时，这个正电压是电子开关导通，积分电容放电，积分器输出对地短路，恢复到起始状态，完成一次阶梯波输
20、出。积分器输出由负值向零跳变的过程，又使比较器发生翻转，比较器输出变为负值，这样震荡控制电路起不了作用，方波输出，同时是电子开关断开，积分器进行累加，如此循环，就形成了一系列阶梯波。其原理框图如图3-1所示： （3-1）三电路图阶梯波的产生电路如图3-2所示 （3-2）阶梯波产生电路输出阶梯波的波形如下，满足实验的要求。（3-3）对应的参数如下图 （3-4）三参数测量1.测周期将两根标尺移到一个周期的始端和末端，如下图所示： （3-5）对应参数如下 （3-6）则周期为23.301ms。2.电压幅度在标尺处右击，将两个标尺分别放到电压最大和最小处，对应参数如下： （3-7）则输出电压范围为9.5
21、6V。四设计过程1.设计方波发生器电路如图3-8，输出的方波如图3-9。 （3-8） （3-9） 2.在方波发生器的基础上加上微分电路，电路图如3-10，输出的尖脉冲波形如图3-11。 （3-10） （3-11）3.在方波发生器+微分电路的基础上加上限幅电路，电路如图3-12，输出的单边尖脉冲波形如图3-13 （3-12） （3-13）4.在方波发生器+微分+限幅的基础上再加积分累加器的电路如图3-14，接入累加器后的输出波形如图3-15所示。 （3-14） （3-15）5.最后一步即在4的基础上加上电压比较器和开关电路，电路图即为图3-2，输出的阶梯波即为图3-3.五电路分析1.周期分析逐个
22、改变电路中元器件的参数，观察周期是否变化，结果发现阶梯波周期跟，还有和的值有关。（1）将增大为150K,即扩大为原来的两倍，这时测量出阶梯波的周期为45.448ms，周期大约变为原来的两倍，幅度没有变化。（2）保持75K不变，将电容换成100uf的电容，大概为原来的两倍，此时测量出阶梯波的周期为44.114ms，周期大概也变成原来的两倍，幅度没有变化。（3）和都不变，将扩大为20 K，这时测量出阶梯波的周期为34.337ms，较之前变大了，幅度没有变化。 和 不变，换回10 K，将换成60.4K的电阻，此时测量出的阶梯波周期为 16.550ms，较之前周期变小了，幅度仍没有变化。和 不变，换成
23、20 K，将保持4.02K，此时与原来相当，此时测量出的阶梯波的周期为23.188ms这里给出情况时的输出波形，周期可以由下面的参数读出 （3-16）结论：阶梯波周期跟成正比，且跟的值有关，在不变的情况下，越大周期越大，这跟理论相符。因为振荡周期T=2.阶梯波高度分析逐个改变电路中元器件的参数，观察输出信号幅度是否变化，结果发现输出信号的幅度跟和的值有关。（1） 将换成4.02 K的电阻，输出波形如下 （3-17）很明显此时每个阶梯的高度变小了，阶梯的个数增加了（2） 将换回2K，将换成51nf的电容，输出的阶梯波如下 （3-18）此时阶梯波每个阶梯的高度增加了，阶梯的个数减少了，幅度不变。结
24、论：R7和C4可以改变阶梯波每个阶梯的高度，也即可以改变阶梯的个数，但周期跟幅度不变。且与每个阶梯波的高度成反比。（3） 将换回100nf，将换成2 K的电阻，此时输出的阶梯波形如下 （3-19）此时阶梯高度不变，但输出的电压幅度变大了，也就导致了阶梯个数的增加。实验总结 这次实验由于对软件比较熟悉，再加上准备得比较充分，做得比较快。自我感觉动手能力增强了不少，处理问题的能力增加了，不像以前遇到困难就表现出惰性，总算慢慢体会到解决问题的乐趣，尤其是自己动手算出来的理论值跟实测值之间误差不大时的那种喜悦，真的很叫人回味。动手能力我一直比较重视，通过不断地训练收获颇丰。实验中遇到的困难主要是输入输出电阻的理论值的计算，经过一个假期忘了不少公式，后来通过看书复习解决了。软件的使用对我而言不成问题，以前花了大力气来熟悉这个软件，当然还在一些其他的，慢慢体会到了这些软件功能的强大。关键一点是能激起我的兴趣，这很重要，这样才有动力学下去。我觉得实验应该注重软件的使用，学以致用，以后能用上MULTISIM这款软件才是重要的。