高频电路(仿真)实验指导书.doc

高频电路（仿真）实验指导书 电子信息系 2016年3月 实验一、共射级单级交流放大器性能分析 一、实验目的 1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。 2、学习放大器的放大倍数（Au）、输入电阻（Ri） 、输出电阻（Ro）的测试方法 。 3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。 4、熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。 二、实验原理 如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。该电路设计时需保证UB5～10UBE， I1≈I25～10IB，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电路的静态工作点不会发生变化。 UB=VCC ICIE 由上式可知，静态工作时，UB是由R1和R2共同决定的，而UBE一般是恒定的，在0.6到0.7之间，所以IC 、IE只和有关。 当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而IC欲要变大时，由于RE的反馈作用，使得UBE节压降减小，从而IB减小，IC减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。所以该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，只要电路设计得当。 调整电阻R1、R2，可以调节静态工作点高低。若工作点过高，使三极管进入饱和区，则会引起饱和失真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。 图1-1 分压式单级放大电路 如图1-1，C1、C2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流信号。发射极旁路电容CE一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相当于交流接地。也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。电路的放大倍数AU=，输入电阻Ri=R1∥R2∥rbe，输出电阻RO=RL’，空载时RO=RC。 当发射极电容断开时，在发射极电容上产生交流负反馈，电压的放大倍数为AU=，输入电阻Ri=R1∥R2∥[]。输出电阻仍近似等于集电极负载电阻。 三、实验内容 （一）如图1-2所示，建立放大电路，进行静态分析。 图1-2 静态工作点的调整与测试 注意，电路必须工作在放大区，即输出波形必须对称（因为输入信号是正弦波）且和原来的信号保持协调。只有设置好静态工作点才可以进行下一步。此步骤就是要选择合适的R1、R2。 （二）动态分析 动态分析时，实验中一直使用的信号。F=1000HZ,Vpp=28mv。如图1-3所示： 图1-3 函数信号发生器 在原来设置好静态工作点的基础上，接入信号。并按照此图进行测量电压放大倍数。（该电路另接入了一电阻R3，以增大输入电阻）如图1-4所示： 图1-4 放大倍数（加大输入电阻） 计算电压的放大倍数：AU=UO/Ui 输入输出电阻的测量： 图1-5 输入电阻的测试 图1-6 输出电阻的测试 计算计算 和 （三）若是静态工作点设置不合适，则会引起失真。如图1-7和图1-8所示。 图1-7饱和失真 图1-8 截止失真 （四）有无发射极电容CE的影响 图1-9 有无发射极电容的影响 明显看出，在不加发射极电容CE时，交流电压的放大倍数减小了。可见是交流的负反馈作用促成了这一结果。显然，在实际的生产实际中，我们不需要这一反馈，因此一般选择并联上发射极输出电容，可以明显增大电压的放大倍数。但同时也增加了电路的硬件成本。 （五）增大输入电阻对电路性能的影响 从示波器中的波形可以看出，输入波形与输出波形的相位相反，频率相同。信号源内阻增大，如图所示：比较可知，增大输入电阻，可以略微地提高电压放大倍数。 四、思考题 1、由实验（一）（二）（三）可知，静态工作点的设置对放大电路有何作用？ 2、仿真电路中的电路必须要“接地”，这样做有什么好处？ 3、仿真电路中的很多细节都需要注意，某一细节处理不好就会影响电路的正常工作。试结合实验过程举例说明。 实验二 高频LC谐振功率放大器性能研究 一、实验目的 1、进一步熟悉EWB仿真软件的使用方法； 2、测试高频谐振功率放大器的电路参数及性能指标； 3、熟悉高频谐振功率放大器的三种工作状态及调整方法。 二、实验内容及步骤 (一)构造实验电路 利用EWB软件绘制如图2-1所示的高频谐振功率放大器实验电路。 图中，各元件的名称及标称值如表2-1所示。 序号 元件名称及标号 标称值 1 信号源Ui 270mV/2MHz 2 负载RL 10kΩ