电子电路实验报告1：共射放大器和射极跟随器

这是模电的实验报告，我模电的实验部分得了29分，满分30分，应该还算不低，于是把报告发出来，供大家参考。

这是第一个实验，共射放大器和射极跟随器。

共射放大器的分析和设计

实验目的

1. 进一步了解 Multisim 的各项功能，熟练掌握其使用方法，为后续课程打好基础。

2. 通过使用 Multisim 来仿真电路，测试如图 1 所示的单管共射放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并观察静态工作点的变化对输出波形的影响。

3. 加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出波形的影响。

4. 观察失真现象，了解其产生的原因。

实验原理图

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实验内容及仿真数据

进行直流工作点分析，判断工作状态

用“分析”-“Analyses and simulation”工具中的“直流工作点”分析，得结果如下：

Variable	Operating point value
V(4)-V(5)	6.76596
V(3)-V(5)	0.618865
I(Q1[IB])	6.21E-06
I(Q1[IC])	0.000967
I(Q1[IE])	-0.00097

则有： $$ 可知：管子工作在放大区。

测量输入电阻

使用万用表器件，测量电路以及测量结果如下：

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有结果：

项目	值
$$	3.794mV
$$	1.209μA

计算： $$ 故输入电阻为$$，此时的频率为$$

测量输出电阻

为测量输出电阻，将信号源置$$，将负载电阻从电路中取出，换成信号源，用电流表测量输出支路电流。

image-20220530212159779

则有： $$ 所以输出电阻为$$

用测量仪表测定幅频、相频曲线

如图所示，将波特分析仪连入电路：

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选择“幅值”模式，调整范围：

image-20220530214736718

选择“相位”模式：

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用交流分析测幅频、相频曲线

用“分析”-“Analyses and simulation”工具中的“交流分析”，如图设置参数：

image-20220530221813255

将输出设置为$$，开始分析：

image-20220530221847557

分别在5 个频点利用示波器测出输入和输出的关系，并仔细观察放大倍数和相位差

电路连接方式如图：

image-20220530222634242

1. 30Hz

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图中$$，$$分别对应输入、输出通道的最大值。由$$可知： $$

2. 1kHz

   $$

3. 100kHz

   $$

4. 4MHz

   $$

5. 100MHz

   $$

汇总，得：

f/Hz	max $$/mV	max$$/mV	$$	$$
30	6.620	65.526	51.132	9.90
1k	5.334	238.006	168.75	44.62
100k	5.282	236.081	181.548	44.70
4M	1.582	73.091	180	46.20
100M	0.193	2.919	258.228	15.12

最大不失真输出电压的优化

原电路最大不失真输出电压

原电路如图所示：

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设置信号源电压为变量$$，用参数扫描功能，从$$到$$扫描，用瞬态分析，分析时间设置为一个周期，即$$，得图形：

image-20220605152905709

可见在约$$时出现饱和失真。将信号源设置为$$，用示波器分析

image-20220605153150707

可得最大不失真电压为$$左右。

调整电阻后的最大不失真输出电压

调整$$,$$的比值，加入射级电阻，电路及参数扫描结果如下：

image-20220605151534469

image-20220605151417177

将信号源设置为$$，用示波器分析：

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此时输出电压约为$$，比之前的电路提升了487.8倍。

添加有源负载后的最大不失真电压

image-20220702230017279

image-20220702230157561

最大不失真输出电压进一步提高到了$$左右。

射极跟随器分析与设计

实验目的

1. 使用Multisim搭建仿真电路图，测定电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、观察静态工作点的变化对输入、输出特性的影响。
2. 设计有源负载射随器
3. 了解失真现象

原始电路图

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射随器仿真实验

进行直流工作点分析，判断工作状态

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结果如下：

Variable	Operating point value
I(Q1[IC])	0.001601
V(3)-V(1)	0.63146175
V(vcc)-V(1)	7.89915

则有： $$ 由此可见，管子工作在放大区。

测量输入电阻

电路及仿真结果如图：

image-20220606204235062

则有： $$

测量输出电阻

电路及相关测量结果如下：

image-20220606210346703

image-20220606210415737

设开关闭合时电压为$$，开关打开时电压为$$，有： $$

用测量仪表测定幅频、相频曲线

电路图如下：

image-20220606213854747

测量结果如下：

image-20220606214506998

image-20220606214610105

用交流分析测幅频、相频曲线

结果如图：

image-20220606215412272

最大不失真输出电压

由参数扫描得，射随器最大不失真输出电压为$$

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有源负载射随器仿真实验

直流工作点分析

电路图和直流工作点分析结果如下，其中绿色部分为镜像电流源负载

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Variable	Operating point value
I(Q1[IC])	0.00160115
V(3)-V(1)	0.63146373
V(vcc)-V(1)	7.89959

工作点和上个实验中射随器工作点基本一致。

测量输入电阻

电路图和相关测量结果如下：

image-20220606230225977

有： $$

测量输出电阻

电路图和相关测量结果如下：

image-20220606225533334

image-20220606225549913

设开关闭合时电压为$$，开关打开时电压为$$，有： $$

用测量仪表测定幅频、相频曲线

image-20220606230655603

测量结果如下：

image-20220606230740927

image-20220606230803991

用交流分析测幅频、相频曲线

image-20220606231140129

最大不失真输出电压

由参数扫描得，有源负载射随器最大不失真输出电压为$$

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修改电路，再进行参数扫描

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得最大不失真输出电压为$$,比最初提升了$$

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感想和体会

这部分大家就自己写哈。

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本次实验涉及到的各个文件的下载地址：

共射放大器和射极跟随器实验下载

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