实验三多级放大电路及反馈放大电路的仿真分析

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1、实验三多级放大电路及反馈放大电路的仿真分析一．实验目的1．掌握仿真软件EWB的使用方法。2．学会使用该软件绘制电路，并完成对电路的静、动态测试。3．通过仿真，发现并解决设计过程中的问题。二．设计要求1．设计任务(1)两级放大电路的设计a.在实验二所设计的单管放大电路的基础上，在设计一结构相同（但参数不同）的单管放大电路，两者均用阻容耦合方式，构成两级放大电路。b.已知：Vcc=12V，RL=3kΩ，β≈120。c.两级放大电路的要求：IcQ=3mA，Au≥103，Ri>2kΩ，Ro≤2kΩ。(2)电压串联负反馈放大电路的设计a.在以上两级放大电路的设计基础上，引入级间电压串联负反馈。b.要求A

2、uf=100，Rif＞10kΩ，Rof<100Ω。2．设计提示(1)两级放大电路的设计电路结构如图6.3.1所示。根据Au=Au1×Au2来确定Au2时，应先确定Ri2，因为Ri2是前级放大器的负载，Ri2≈rbe2取决于ICQ2，ICQ2越小，Ri2越大；但ICQ2又不宜太小，因为最大不失真输出幅度Uomax=[UCEQ2，ICQ2×RL’]min。本设计中要求ICQ2=3mA，可以按以下步骤设计，由ICQ2可以确定来Ri2修Au1，确定Au2，选定一个合适的UB2（例如3V）可以确定Rb21和Rb22以及Re2；Rc2可由Au2和R0联合确定。(2)电压串联负反馈放大电路的设计Auf=10

3、0→F=1/100，为此，图6.3.2在不改变第一级静态工作点的前提下，将Re1分为Re1’和Re1’’两部分，显然F=Re1’/(Re1’+Rf)=1/100。此时Au1=-βRL’/[rbe1+(1+β)Re1’]将比原来显著下降，进而使Au=Au1×Au2减小，导致用深度负反馈法估算的闭环电压放大倍数Auf有较大误差。为了验证这一点,同学可先按此方案实验,看实验结果是否与上述分析一致。三．预习内容1．认真阅读本书第五章，了解EWB的使用方法。2．完成设计任务四．实验内容1．EWB使用方法练习按照本书第五章的内容，在计算机上实际操作，熟悉软件的各种操作命令、常用工具、器件库的使用方法，掌握

4、电路图的绘制方法和虚拟仪器的使用。2．两级放大电路的仿真分析(1)绘制电路图，注意：①接入万用表。②三极管选择National公司的2N2712。(2)监测UB1、UC1、UE1，UB2、UC2、UE2，记录读数，并与理论值比较。(3)放大倍数测试。将信号发生器接至电路的输入端，加入正弦输入信号，用双踪示波器同时观察输入波形和输出波形，在波形不失真的情况下（如输出失真，须减小输入，消除失真现象），调整读数指针的位置，测量输入输出的峰－峰值，利用双踪示波器的读数计算电路的放大倍数Au。(4)频率特性测试。在测试仪器库中找到波特图仪，将其接入电路，“IN”两端接输入,“OUT”两端接输出，将扫频范

5、围(Horizonal,横轴)设置为1Hz(I,起始值)到1GHz（F，终了值），并选对数（Log）显示方式。先观察其幅频特性（Magnitude），将增益显示范围设置在0~40dB，也用对数方式（Log）显示，此时在显示区域上应能观察到该放大电路的幅频特性曲线。移动读数指针可读到任意点的值，读出其中频电压增益、低频截止频率和高频截止频率。再观察其相频特性（Phase），将相位量程设定为-360°~0°，用线性方式（Lin）显示。对曲线加以记录。(5)测量电路的输入电阻和输出电阻，方法与实验二中实际测试的方法相同。3.负反馈放大电路的仿真分析按照设计好的电路绘制带有电压串联负反馈的两级放大电路

6、图，完成与上一项中相同的仿真分析。注意：(1)在上述各项仿真分析过程中，一定要注意随时利用你对电路的理论分析，判断仿真的正确性。(2)若仿真分析与你设计结果不一致，请加以解释，并据此调整你的设计。五．思考题1．在两级放大电路中插入一射极跟随器的作用是什么？为什么它能起到这一作用？在仿真过程中是否证明了这一结论？2．在多级放大电路中为什么把第二级的静态工作点设置得高些？3．比较对多级放大电路和电压串联负反馈放大电路仿真分析的结果，说明加入反馈后电路的通频带、输入电阻、输出电阻各有何变化？