西工大模电实验报告完整版.docx

西工大模电实验报告完整版.docx

《西工大模电实验报告完整版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西工大模电实验报告完整版.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

西北工业大学

电子技术基础实验报告

班级：

10011007

姓名：

王振

学号：

2010302554

组别：

王振、张彬彬

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：

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

增大

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，用万用表测量三极管的三个极分别对地的电压，，根据算出.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

4.31v

4.78v

3.61v

1.17v

3.61mA

4.164V

4.957V

3.499V

1.458V

3.515mA

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，的大小，然后算出电压放大倍数。

数据如下：

=-727.023mV

=9.907mV

A1==-72.81

（2）输出端接入2k的负载电阻Rl,保持输出电压不变，测出此时的输出电压，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：

=-385.414mV

=9.977mV

Av==-38.3

（3）用示波器双踪观察和的波形，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和，便可算出放大电路的输入电阻的大小，如图所示:

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，和接入负载时的输出电压，便可算出放大电路的输出电阻。

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

负载开路

10mv

900mv

90

2.1k

2k

10mv

727mv

72.7

2.2k

2.0k

Rl=

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

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。

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：

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

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

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

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“SimulateInstrumentBodePlotter”。

图2：

多级集成运放负反馈放大电路

（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。

（3）调节J1，使开关A端与P端相连，测试电路的闭环基本特性。

1）将信号发生器输入调为1kHz、20mV（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的输入端，得到网络的波特图。

如图5

图5：

多级集成运放网络闭环波特图

2）接入负载RL，逐渐增大输入信号Vi，使输入电压Vo达到开环时的测量值，见图6。

然后用示波器分别测出Vi、VN和Vf的值，记入表格。

见表1。

图6：

闭环时调节Vi，使输出电压与开环输出电压相同

3）将负载RL开路，保持输入电压Vi的大小不变，用示波器分别测出Vo’的值，记入表中。

见表1。

4）闭环式放大器的频率特性测试同开环时的测试，即重复开环测试（5）步。

5）有上述结果并根据公式计算出闭环时的Avf、Rif、Rof和Fv的实际值，记入表中。

见表1

6）由波特图测出上下限频率，计算通频带BW。

由表1可得，开环通频带BW=41.25KHZ，闭环通频带理论值BWF=122.86KHZ，闭环通频带实际测量BW=151.18KHZ。

Vi

/mV

VN

/mV

Vf

/mV

V’0

/V

V0

/V

A’v

A’vf

Av

Avf

Ri

Rif

/Ω

RO

ROf

/Ω

FV

FL

/Hz

Fh

/KHZ

开环测试

9.993

0.871

21.087

1.990

1.648

199.1

164.9

11K

975

0.012

1.525

41.246

理论计算

-------

------

------

------

------

58.7

55.3

32.7K

287

-------

0.512

122.86

闭环测试

33.487

21.700

22.460

1.749

1.655

52.2

49.4

28.4K

267

0.013

0.549

151.18

表1：

负反馈放大电路仿真测试数据

四、实验数据分析

1）计算通频带。

解：

开环时BW==41.25kHz

闭环时BW==151.18kHz

2）比较电压放大倍数AV、输入电阻Ri、输出电阻Ro和通频带BW在开环闭环时的差别，得到相应结论。

答：

由表1可得，开环电压放大倍数大于闭环电压放大倍数，开环输入电阻小于闭环输入电阻，开环输出电阻大于闭环输出电阻，开环通频带BW小于闭环通频带BW。

实验三、功率放大器

一、实验目的

熟悉集成功率放大器的工作原理，掌握测试集成功率放大器性能指标的方法，体会功率放大器的作用。

二、实验原理

（1）在放大器的输出端，电压、电流和功率三者都是相互伴随而同时存在的，以提供负载足够大的的功率为主要目标的放大器，称为功率放大器，简称“功放”。

其作用就是把信号进行功率放大，提供不失真的一定功率的信号，当负载一定时，要求功率放大器输出功率尽可能大，输出非线性失真尽可能小。

其应用十分广泛，如驱动扬声器、电机、计算机显示器和电视机扫描偏转线圈等，都是功率放大器的应用实例。

（2）功率放大器的基本参数有：

1）直流电源供给功率PE。

直流电源供给功率，是指在