东南大学 模电实验实验五 晶体管放大器的频率响应.docx

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东南大学模电实验实验五晶体管放大器的频率响应

实验五晶体管放大器的频率响应

实验目的：

1.熟悉仿真软件Multisim的使用，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法；

2.熟悉PocketLab硬件实验平台，掌握波特图功能的使用方法；

3.通过软件仿真和硬件实验验证，掌握晶体三极管放大器的上下限频率及通频带的概念；

实验预习：

设置图5-1电路，改变CC1，CC2和CE1三个电容和负载电阻R8，并在负载电阻并接负载电容C1，获得下图电路。

图5-1

1.计算该单级放大器的中频电压增益31.6dB。

β=120

IB=1.13μA

IE=0.137mA

rbe=VT/IBQ=23kΩ

Av=-

=-38.13

Avs=-20lgAv=31.6

fL=

=106.1

fH=

=5305

2.复习放大器上下限频率概念和计算方法。

CC2和CE1足够大，可视为短路电容。

具有高通特性的电容CC1和输入电阻Ri决定了电路的fL；低通特性的电容C1和输出电阻决定了电路的fH。

分别计算fL，fH和通频带BW,填入表1。

实验内容：

1．NPN管放大器仿真实验

1.放大器幅频和相频仿真：

根据图5-1所示电路，在Multisim中搭建晶体三极管2N3904单级放大电路，进行电路的幅频和相频特性仿真。

幅频和相频特性曲线：

表5-1

计算值

仿真值

实测值

放大器增益（dB）

31.60

30.68

31.8

下限频率fL（Hz）

106.1

147.30

161.52

上限频率fH（Hz）

5305

5.6234k

5776.22

通频带BW（Hz）

5199

5476.1

5614.7

2.放大器瞬态仿真

分别输入三个不同频率的相同幅度正弦波信号，观察瞬态波形输出，并从示波器上显示的波形峰峰值换算出不同频率的增益值，填入表5-2.与AC仿真结果对比，理解放大器的频率响应。

50Hz

Av=-192.38/20=-9.619

Av（s）=-20lgAv=19.66

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

5kHz

Av=-506.71/19.92=-25.43

Av（s）=-20lgAv=28.11

7kHz

Av=-417.63/19.87=-21.01

Av（s）=-20lgAv=26.45

可见AC仿真和示波器的测试结果相同。

电压增益Av（dB）

低频区f=50Hz

中频区f=5kHz

高频区f=7kHz

仿真值

19.66

28.11

26.45

实测值

21.27

28.16

26.55

可见仿真和测试值近似相同。

二、NPN管放大器频响硬件实验

1.波特图测试

中频增益：

31.8dB

fL=161.52Hz

fH=5776.22Hz

2.瞬态波形测试

f

波形

Av

Av（s）

50Hz

-11.57

21.27

5kHz

-25.57

28.16

7kHz

-21.26

26.55

3、PNP放大器仿真实验

1.放大器幅频曲线和相频特性。

给PNP加上合适的偏置电路，进行电路的幅频和相频仿真。

采用AC仿真并截图。

2.放大器瞬态仿真

f

波形

Avs（dB）

低频区f=50Hz

22.82

中频区f=5kHz

29.34

高频区f=7kHz

27.77

4、PNP管放大器硬件实验

1.波特图测试

2.瞬态波形测试

f

波形

Avs（dB）

50Hz

24.81

5kHz

28.80

7kHz

25.72