設(shè)計并制作共射放大電路——浙江大學(xué)電子工程訓(xùn)練

1、專業(yè)：_電子科學(xué)與技術(shù)_姓名：_陳肖葦_學(xué)號：_3140104580_日期：_2015/12/3-24_地點：_東四216_實驗報告課程名稱：_電子工程訓(xùn)練_指導(dǎo)老師：李錫華、葉險峰、施紅軍_成績：_實驗名稱：_晶體管共射放大電路設(shè)計_實驗類型：_設(shè)計仿真及焊接_同組學(xué)生姓名： 一、實驗?zāi)康?二、實驗任務(wù)與要求三、實驗方案設(shè)計與實驗參數(shù)計算（3.1 總體設(shè)計、3.2 各功能電路設(shè)計與計算、3.3完整的實驗電路）四、主要儀器設(shè)備五、實驗步驟與過程六、實驗調(diào)試、實驗數(shù)據(jù)記錄七、實驗結(jié)果和分析處理八、討論、心得一、實驗?zāi)康?l 學(xué)習(xí)單管放大電路的設(shè)計方法。l 掌握晶體管放大電路靜態(tài)工作點的設(shè)置、測量

2、與調(diào)試方法。l 了解放大器的非線性失真。l 正確使用EDA軟件進行模型搭建以及性能仿真。l 掌握面包版的特性以及對應(yīng)的電路布局方法。l 掌握放大器電壓增益、輸入電阻、輸出電阻、幅頻響應(yīng)等基本性能指標的測量方法。二、實驗任務(wù)與要求l 設(shè)計一阻容耦合單極放大電路。l 已知條件：VCC=+10V，RL=5.1K，Vi=10Mv，RS=600歐姆。l 性能指標要求：fL<30HZ，對頻率為1kHZ的正弦信號|AV|>15V/V，Ri7.5k歐姆。三、實驗方案設(shè)計與實驗參數(shù)計算（3.1 總體設(shè)計、3.2 各功能電路設(shè)計與計算、3.3完整的實驗電路）l 初始設(shè)計方案如圖l 下面針對各項參數(shù)進行

3、計算：² 首先針對現(xiàn)有的一些原則以及經(jīng)驗公式確定：Ø 實際在160180之間，近似計算取為200。Ø 晶體管工作電流設(shè)計為1mA；Ø VBB確定為3V；Ø IR1=10IB；Ø 因為C1，C2對下限截止頻率影響較小，故不改動，設(shè)為22uF，CE對下限截止頻率較大，且CE越大，下限截至頻率越低，所以取91uF。² 接下來是針對具體參數(shù)的計算：Ø 因為VBB=3V，所以Ø 當IR1 >> IB 時，VBBVB=3V，由VBB式可得10*R2/（R1+R2）=3，所以，R1：R2=7：3。對R1，R

4、2取值從以下兩個方面進行考慮。從Ri計算式看，一般取R2為Ri下限值的3倍即可滿足輸入電阻要求，取R2=22.5 k，則R1=52.5k。按IR1>>IB，取IR1=10IB=0.05mA，則R1=（VCC-VB）/IR1=140K，因此R2=60K。綜上，R1取值范圍為52.5k140k，R2取值范圍為22.5k52.5k。分別取標稱值，則R1取70k（由51k電阻+50k電位器組成），R2取30k。Ø 確定IE和IC也有兩種思路: 已知IC=1mA，=200，代入 和 ，可以得到RE=23k。由IC=1mA得 ，取 =20V/V，由AV計算式，并代入已知量， 可得RE

5、1=69.4歐姆，RC=5.3k，RE2=RE-RE1=22.4k。取VC=2/3VCC=6.7V，可以獲得3.35V左右的輸出信號擺幅。則RC=3.3k，RE1=74，RE2=22.3k所以最終區(qū)標稱值為RC=4.7k，RE1=62歐姆，RE2=22k。l 最終確定的設(shè)計方案如下：四、主要儀器設(shè)備l 設(shè)計與仿真：EDA軟件l 性能測試：信號發(fā)生器，電源，示波器，萬用表五、實驗步驟與過程六、實驗調(diào)試、實驗數(shù)據(jù)記錄l 仿真結(jié)果² 時域分析看放大倍數(shù)：Ø 輸入為10mV，實際輸出為263.746mV，電壓增益|AV|=26.3V/V,大于15V/V，符合要求。² 頻域

6、分析，看上下限截至頻率Ø 上下限截止放大倍數(shù)為26.3*0.707=18.6，經(jīng)測量如下：Ø 所以下限截至頻率為20.8Hz<30Hz，符合要求。Ø 上限截止頻率為1.56MHz。l 實際電路測量結(jié)果：² 靜態(tài)工作點的測量和調(diào)整調(diào)節(jié)電位器RP使RC兩端的電壓為4.7V，又已知RC=4.7K，所以工作電流IC=1mA。VCCVBBVCVEIC測量值10.01V2.88V5.27V2.24V1mA理論值10.00V3.0V5.3V2.3V1mA在誤差允許的范圍內(nèi)與理論值吻合的很好。² 電壓增益的測量實際測得Vi=45.2mV，Vo=1232m

7、V，|AV|=27.25V/V，在誤差允許的范圍內(nèi)與仿真結(jié)果26.3V/V吻合。² 最大不失真電壓的測量不斷加大輸入電壓，觀察波形情況，在明顯失真的電壓附近進行測量，結(jié)果如下：輸入電壓/mV63.269.6108136輸出電壓/mV1720186028403560電壓增益27.22267226.3026.18由于繼續(xù)加大電壓，波形已明顯失真，上下兩側(cè)電壓出現(xiàn)明顯不對稱，故不考慮。² 輸入電阻、輸出電阻的測量Ø 輸入電阻測量電路如下圖：已知R=20K，測得，vi=19.40mV，vo=64.0mV，代入公式，得Ri=8.7K。Ø 輸出電輸阻測量電路如下：

8、實際測得vo=2.44V，vo=1.22V，RL=5.1K，代入，得Ro=5.1K。² 上限、下限截止頻率fH、fL的測量Ø 因為實測輸出電壓為1.232V，1.232*0.707=0.87V，調(diào)節(jié)輸出頻率，待測得Vpp=0.87V時，頻率為21HZ，所以，下限截止頻率為21Hz。Ø 因為信號發(fā)生器頻率限制，故上限截止頻率無法測量。² 觀察靜態(tài)工作點對輸出波形的影響Ø 當改變靜態(tài)工作點時，波形的變化如圖：七、實驗結(jié)果和分析處理電壓增益/（V/V）下限截止頻率/Hz輸入電阻Ri/R要求值>15<30>7.5k仿真值26.320.

9、8無測量值27.3218.7k從表格可以得出，本設(shè)計符合各項指標，圓滿完成任務(wù)！八、討論、心得首先呢，看著一個項目從無到有的一點點的從自己手里誕生出來是很有成就感的，即使只是一個簡單的晶體管共射放大電路。從一點點的自己計算參數(shù)，又由于理論課不扎實被折磨的死去活來，最終確定電路的各項參數(shù)；到自己搭建電路進行仿真，一點點的進行模擬，對每一個條件進行檢驗；在接下來又重拾了閑置已久的焊接技能，從布局到焊接，一點點的將實物做出來；到最后各種儀器齊上陣，一點點的將電路的特性測量出來。當檢驗合格的那一瞬間，真的有一種壓在心口的大石頭落地的感覺，整個人也輕松了很多。此外，在最后的測試過程中也出現(xiàn)了一些bug，因為我前期是參照PPT上給的布局來進行布線和焊接的，這就導(dǎo)致了在測量輸入電阻和輸出電阻時很不方便，希望老師可以將PPT中的參考電路圖更改一下，使得RL處能夠更方便的開路，而不是需要重新拆焊電路。經(jīng)過這么一個長周期的項目真是收獲頗豐啊。真正的