多级放大电路实验报告

2024-05-03

多级放大电路实验报告（精选6篇）

篇1：多级放大电路实验报告

多级放大电路的设计与测试

电子工程学院

一、实验目的

1.理解多级直接耦合放大电路的工作原理与设计方法 2.熟悉并熟悉设计高增益的多级直接耦合放大电路的方法 3.掌握多级放大器性能指标的测试方法 4.掌握在放大电路中引入负反馈的方法

二、实验预习与思考

1.多级放大电路的耦合方式有哪些？分别有什么特点？

2.采用直接偶尔方式，每级放大器的工作点会逐渐提高，最终导致电路无法正常工作，如何从电路结构上解决这个问题？

3.设计任务和要求

（1）基本要求

用给定的三极管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)设计多级放大器，已知VCC=+12V,-VEE=-12V，要求设计差分放大器恒流源的射极电流IEQ3=1~1.5mA，第二级放大射极电流IEQ4=2~3mA；差分放大器的单端输入单端输出不是真电压增益至少大于10倍，主放大器的不失真电压增益不小于100倍；双端输入电阻大于10kΩ，输出电阻小于10Ω，并保证输入级和输出级的直流点位为零。设计并仿真实现。

三、实验原理

直耦式多级放大电路的主要涉及任务是模仿运算放大器OP07的等效内部结构，简化部分电路，采用差分输入，共射放大，互补输出等结构形式，设计出一个电压增益足够高的多级放大器，可对小信号进行不失真的放大。

1.输入级电路的输入级是采用NPN型晶体管的恒流源式差动放大电路。差动放大电路在直流放大中零点漂移很小，它常用作多级直流放大电路的前置级，用以放大微笑的直流信号或交流信号。

典型的差动放大电路采用的工作组态是双端输入，双端输出。放大电路两边对称，两晶体管型号、特性一致，各对应电阻阻值相同，电路的共模抑制比很高，利于抗干扰。

该电路作为多级放大电路的输入级时，采用vi1单端输入，uo1的单端输出的工作组态。计算静态工作点：差动放大电路的双端是对称的，此处令T1，T2的相关射级、集电极电流参数为IEQ1=IEQ2=IEQ，ICQ1=ICQ2=ICQ。设UB1=UB2≈0V，则Ue≈-Uon，算出T3的ICQ3，即为2倍的IEQ也等于2倍的ICQ。

此处射级采用了工作点稳定电路构成的恒流源电路，此处有个较为简单的确定工作点的方法：因为IC3≈IE3，所以只要确定了IE3就可以了，而IE3UR4UE3(VEE)，R4R4UE3UB3Uon(VCC(VEE))R5Uon

R5R6uo1ui1采用ui1单端输入，uo1单端输出时的增益Au12.主放大级

(Rc//RLRL(P//）122

RbrbeR1rbe本级放大器采用一级PNP管的共射放大电路。由于本实验电路是采用直接耦合，各级的工作点互相有影响。前级的差分放大电路用的是NPN型晶体管，输出端uo1处的集电极电压Uc1已经被抬得较高，同时也是第二级放大级的基极直流电压，如果放大级继续采用NPN型共射放大电路，则集电极的工作点会被抬得更高，集电极电阻值不好设计，选小了会使放大倍数不够，选大了，则电路可能饱和，电路不能正常放大。对于这种情况，一般采用互补的管型来设计，也就是说第二级的放大电路用PNP型晶体管来设计。这样，当工作在放大状态下，NPN管的集电极电位高于基极点位，而PNP管的集电极电位低于基极电位，互相搭配后可以方便地配置前后级的工作点，保证主放大器工作于最佳的工作点上，设计出不失真的最大放大倍数。

采用PNP型晶体管作为中间主放大级并和差分输入级链接的参考电路，其中T4为主放大器，其静态工作点UB4、UE4、UC4由P1、R7、P2决定。

差分放大电路和放大电路采用直接耦合，其工作点相互有影响，简单估计方式如下：，UC4VEEIC4RP2 UE4VCCIE4R7，UB4UE4UonUE40.7（硅管）由于UB4UC1，相互影响，具体在调试中要仔细确定。此电路中放大级输出增益AU23.输出级电路

输出级采用互补对称电路，提高输出动态范围，降低输出电阻。

其中T4就是主放大管，其集电极接的D1、D2是为了克服T5、T6互补对称的交越失真。本级电路没有放大倍数。

四、测试方法

用Multisim仿真设计结果，并调节电路参数以满足性能指标要求。给出所有的仿真结果。

电路图如图1所示

uo2Rc uo1Rbrbe

仿真电路图

图1 静态工作点的测量：

测试得到静态工作点IEQ3，IEQ4如图2所示，符合设计要求。

图2 静态工作点测量

输入输出端电压测试：

测试差分放大器单端输入单端输出波形如图3，输入电压为VPP=4mV，输出电压为VPP=51.5mV得到差分放大器放大倍数大约为12.89倍。放大倍数符合要求。

图3 低电压下波形图主放大级输入输出波形如图4

图4 主放大级输入输出波形图

如图所示输入电压为VPP=51.5mV，输出电压为VPP=6.75V放大倍数为131.56倍。整个电路输入输出电压测试如图5

图5 多级放大电路输入输出波形图

得到输入电压为VPP=4mV，输出电压为VPP=4.29V，放大倍数计算得到为1062倍实验结论：

本电路利用差动放大电路有效地抑制了零点漂移，利用PNP管放大级实现主放大电路，利用互补对称输出电路消除交越失真的影响，设计并且测试了多级放大电路，得到放大倍数为1000多倍，电路稳定工作。

篇2：多级放大电路实验报告

题目：多级放大电路的设计

二级学院年级专业学号学生姓名指导教师教师职称

机械工程学院 14 动力本 1401250029 周俊

张云莉讲师

报告时间：2015.12.28

第一章．基本要求和放电电路的性能指标...........................................................1

第二章．概述和任务分析........................................................................................5

第三章．电路原理图和电路参数............................................................................6

第四章．主要的计算过程........................................................................................9

第五章．电路调试运算结果..................................................................................11

第六章．总结...........................................................................................................1

2制作调试步骤及结果......................................................................................12

收获和体会......................................................................................................13

第七章．误差和分析..............................................................................................14

第八章．参考文献..................................................................................................15

第一章．基本要求和放电电路的性能指标

1.基本要求：

2.放电电路的性能指标：

第一种是对应于一个幅值已定、频率已定的信号输入时的性能，这是放大电路的基本性能。第二种是对于幅值不变而频率改变的信号输出时的性能。第三种是对应于频率不变而幅值改变的信号输入时的性能。

1.1第一种类型的指标：

1.放大倍数

放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标。它定义为输出变化量的幅值与输入变化量的幅值之比，有时也称为增益。虽然放大电路能实现功率的放大，然而在很多场合，人们常常只关心某一单项指标的放大的倍数，比如电压或者电流的放大倍数。由于输出和输入信号都有电压和电流量，所以存在以下四中比值：

（1-1）

1.（1-2）

（1-3）

（1-4）

式中的错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。都是正弦信号的有效值。需要注意的是，若输出波形出现明显失真，则此值就失去意义了，因此在输出端要有监视失真的措施（如用示波器观察波形）。其他指标也是如此。

2.输入电阻

作为一个放大电路，一定要有信号源来提供输入信号。例如扩大机就是利用话筒将声音转成电信号提供放大电路的。放大电路与信号源相连，就要从信号源取电流。取电流的大小表明了放大电路对信号源的影响程度，所以我们定义一个指标，来衡量放大电路对信号源的影响，叫做输入阻抗。当信号频率不是很高时，输入电流错误！未找到引用源。与输入电压错误！未找到引用源。基本同相，因此通常用输入电阻来表示。它定义为：

（1-5）

从图1-1中可见，错误！未找到引用源。就是向放大电路输入端看进去的等效电阻。错误！未找到引用源。越大，表明它从信号源取的电流越小，放大电路输入端所得到的电压错误！未找到引用源。越接近信号电压错误！未找到引用源。因此作为测量仪表用的放大电路其错误！未找到引用源。要大。但是对于晶体管

来说，错误！未找到引用源。大则取电流小，讲减低放大倍数。所以在需要放大倍数大而错误！未找到引用源。为固定值的情况 2.下，晶体管放大电路的错误！未找到引用源。又以小一些为好。

3.输出电阻

放大电路讲信号放大后，总要送到某装置区发挥作用。这个装置我们通常称为负载。比如扬声器就是扩大机的负载。当我们在原来的扬声器两端再并联一个扬声器时，它两端的电压讲要下降，这种现象说明向放大电路的输出端看进去有一个等效内阻，通常称为输出电阻，记为错误！未找到引用源。，如图1-1所示。

图1-1求输出电阻错误！未找到引用源。的等效电路

通常测定输出电阻的办法是输入端加正弦波实验信号，测出负载开路时的输出电压错误！未找到引用源。，再测出接入负载错误！未找到引用源。时的输出电压错误！未找到引用源。则读者可自行证明

（1-6）

输出电阻越大，表明接入负载后，输出电压的幅值下降越多。因此错误！未找到引用源。反映了放大电路带负载能力的大小。1.2 第二种类型的指标：

4.通频带

当只改变输入信号的频率时，发现放大电路的放大倍数是随之变化的，输出波形的相位也发生变化。这就需要有一定的指标来反映放大电路对于不同频率的信号的适应能力。一般情况下，放大电路只适用于放大一个特定频率范围的信号，当信号频率太高或太低时，放大倍数都有大幅度的下降，如图1-2所示。

3.图1-2 放大电路的频率指标

当信号频率升高而使放大倍数下降为中频时放大倍数（记作错误！未找到引用源。）的0.7倍时，这个频率称为上限截止频率，记作错误！未找到引用源。同样，使放大倍数下降为错误！未找到引用源。的0.7倍时的低频信号频率称为下线截止频率，记作错误！未找到引用源。我们将错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。之间形成的频带称为通频带，记作错误！未找到引用源。，即

（1-7）

通频带越宽，表明放大电路对信号频率的适应能力越强。对于收录机、扩大机来说，通频带宽意味着可以将原乐曲中丰富的高、低音都能完美的播放出来。然而有些情况下则希望频带窄，如带通滤波电路等。

1.3 第三种类型的指标：

5.最大输出幅值

最大输出幅值指的是当输入信号再增大就会使输出波形的非线性失真系数超过额定数值（比如10%）时的输出幅值。我们以错误！未找到引用源。（或错误！未找到引用源。）表示。一般指有效值，也有以封至峰值表示的，二者差错误！未找到引用源。倍。

6．最大输出功率与效率

最大输出幅值是输出不失真时的单项（电压和电流）指标。此外还应该有一个综合性的指标即最大输出功率。它是输出信号基本不失真的情况下输出的最大功率，记作错误！未找到引用源。

前面我们说过，输入信号的功率都是很小的，经过放大电路，得到了较大的功率输出。这些多出来的能量石由电源提供的，放大电路只不过是实现 4.了有控制的能量转换。既然是能量的转换，就存在转换效率的问题。也就是说，不能只看输出功率的大小，还应该看能量的利用率如何。效率错误！未找到引用源。定义为

（1-8）

式中错误！未找到引用源。为直流电源消耗的功率。

7.非线性失真系数由于晶体管等器件都具有非线性的特性，所以当输出幅度大了之后，有时需要讨论它的失真问题。我们在这里定义的非线性失真系数，是指放大电路在某一频率的正弦波输入信号下，输出波形的谐波成分总量和基波成分之比。用错误！未找到引用源。表示基波和各种谐波的幅值，则失真系数D定义为：

（1-9）

以上三类指标是以输入信号的幅值的频率来划分的。一般来说，第一类指标多适用于输入为低频小信号时的情况；第二类指标多适用于输入信号幅值小但频率变化范围宽的情况；第三类指标则多适用于低频但输出幅值较大的情况。

第二章．概述和任务分析

多级放大电路的概述：

在我们日常生活和科学研究等工作中，常常会遇到放大电路。这些放大电路的形式不通，性能指标也不同，使用的元器件也不相同，但它们都是用来进行信号的放大，其基本工作原理都是一样的。在这些放大电路中，管放大电路时构成各种复杂电路的基本单元。本文以几个简单的放大电路为例，介绍放大电路的组成原理、工作原理、性能指标及计算方法。

由于单级放大电路的放大倍数有限，不能满足实际的需要，因此实 5.用的放大电路都是由多级组成的。如图。通常可分为两大部分，即电压放大(小

信号放大)和功率放大(大信号放大)，前置级一般跟据信号源是电压源还是电流源来选定，它与中间级主要的作用是放大信号电压。中间级一般都用共发射极电路或组合电路组成。末级要求有一定的输出功率供给负载RL，称为功率放大器，一般由共集电极电路，或互补推挽电路，有时也用变压器耦合放大电路。

多级放大电路的放大倍数：

第三章.电路原理图和电路参数

电路原理图

电路参数的选择和计算

1.参数的选择：

6.电容全部选用10μf，电阻在下列值范围波动：Rs=5.1 KΩ,Rb12=33 KΩ，R1=0~100 KΩ,Rb11=24,Rc1=5.1 KΩ,Re12=0~1 KΩ,Re11=1.8 KΩ,Rb22=47 K Ω,Re22=0~330 Ω,R2=0~25 KΩ,Re21=1 KΩ,Rb2=20 KΩ,Rc2=3 KΩ,Rb3=0~680 KΩ,Re3=2.2 KΩ,RL=3 KΩ,Vcc=12V,由Auf=(Re11+Re12+Rf)/Rf>20知，Rf<0.146 KΩ

2.计算参数：

一级放大电路的静态工作点：

UBVCCRb1212K；

UB18V；

60K12KRb1Rb12UB3V

IBVCC；IB0.25

Rb1Rb12ICIEUBUBE3V0.3V；ICIE

4.6KRE1ICIE0.6

UCEVCCICRC1RE1；UCE18V12K4.6K

UCE1.4V

IC0.62.4 ；

0.25IBR电压放大倍数：错误！未找到引用源。=L;(RL’=RC1 //RE2)

rbeAu=2.43K0.12 60K输入电阻 Ri: Ri Rb1 // 错误！未找到引用源。// 错误！未找到引用源。

错误！未找到引用源。

= 0.43 K

7.输出电阻 Ro: Ro ≈错误！未找到引用源。;Ro≈错误！未找到引用源。=12k 二级放大电路的静态工作点：

UBVCCRb229.4K;UB18V

26.6K9.4KRb21Rb22UB4.8V

18VVCCIB;IB26.4K9.4K

Rb21Rb2

2IB0.5

ICIEUBUBE4.8V0.3V;ICIE

4KRe2ICIE1.2

UCEVCCICRC2RE2;UCE18VIC6K4K

UCE6V

IC1.2;2.4

0.5IBR电压放大倍数: Au=L(RL’=RC1 //RE2)

rbeAu=2.43K0.12 60K输入电阻 Ri: Ri Rb1// 错误！未找到引用源。// 错误！未找到引用源。Ri = 0.28 K 输出电阻 Ro: Ro ≈ Rc1 Ro ≈ Rc1=6k 三级放大电路的静态工作点：

IBVCCUBE;IB0.026103

Rb1Re

ICIB;IC1.3

8.ICIE1.2

UCEVCCICIe;UCE18V1.34

UCE12.8V

输入电阻 Ri : Ri Rb1 //rbe1R`L

Ri = 461K //(1.32+ 51 0.25)Ri = 0.07 K

rbeRs`输出电阻 Ro: Ro =Re //

1 Ro =14.5 k

第四章.主要的计算过程

1.输入级

电路的输入级是采用NPN型晶体管的恒流源式差动放大电路。差动放大电路在直流放大中零点漂移很小，它常用作多级直流放大电路的前置级，用以放大微笑的直流信号或交流信号。

该电路作为多级放大电路的输入级时，采用vi1单端输入，uo1的单端输出的工作组态。

计算静态工作点：差动放大电路的双端是对称的，此处令T1，T2的相关射级、集电极电流参数为IEQ1=IEQ2=IEQ，ICQ1=ICQ2=ICQ。设UB1=UB2≈0V，则Ue≈ 9.-Uon，算出T3的ICQ3，即为2倍的IEQ也等于2倍的ICQ。

此处射级采用了工作点稳定电路构成的恒流源电路，此处有个较为简单的确定工作点的方法：

因为IC3≈IE3，所以只要确定了IE3就可以了，而IE3UR4UE3(VEE)，R4R4UE3UB3Uon(VCC(VEE))

R5UonR5R6

采用ui1单端输入，uo1单端输出时的增益Au12.主放大级

uo1ui1(Rc//RLRL(P//）122 RbrbeR1rbe本级放大器采用一级PNP管的共射放大电路。由于本实验电路是采用直接耦合，各级的工作点互相有影响。前级的差分放大电路用的是NPN型晶体管，输出端uo1处的集电极电压Uc1已经被抬得较高，同时也是第二级放大级的基极直流电压，如果放大级继续采用NPN型共射放大电路，则集电极的工作点会被抬得更高，集电极电阻值不好设计，选小了会使放大倍数不够，选大了，则电路可能饱和，电路不能正常放大。对于这种情况，一般采用互补的管型来设计，也就是说第二级的放大电路用PNP型晶体管来设计。这样，当工作在放大状态下，NPN管的集电极电位高于基极点位，而PNP管的集电极电位低于基极电位，互相搭配后可以方便地配置前后级的工作点，保证主放大器工作于最佳的工作点上，设计出不失真的最大放大倍数。

采用PNP型晶体管作为中间主放大级并和差分输入级链接的参考电路，其中T4为主放大器，其静态工作点UB4、UE4、UC4由P1、R7、P2决定。

差分放大电路和放大电路采用直接耦合，其工作点相互有影响，简单估计方式如下：

UE4VCCIE4R7，UC4VEEIC4RP

2UB4UE4UonUE40.7（硅管），由于UB4UC1，相互影响，具体在调试中要仔细确定。

此电路中放大级输出增益AU2uo2Rc uo1Rbrbe 10.3.输出级电路输出级采用互补对称电路，提高输出动态范围，降低输出电阻。

其中T4就是主放大管，其集电极接的D1、D2是为了克服T5、T6互补对称的交越失真。本级电路没有放大倍数。

第五章.电路调试运算结果

用Multisim仿真设计结果，并调节电路参数以满足性能指标要求。给出所有的仿真结果。

电路图如图1所示

输入输出端电压测试：

图 1 输入电压为VPP=4mV，输出电压为VPP=51.5mV得到差分放大器放大倍数大约为12.89倍。放大倍数符合要求。

输入电压为VPP=51.5mV，输出电压为VPP=6.75V放大倍数为131.56倍。得到输入电压为VPP=4mV，输出电压为VPP=4.29V，放大倍数计算得到为1062倍。

11.第六章.总结

制作调试步骤及结果：

1.各级静态工作点测量及调整与输入输出电阻放大倍数测量

①第一级：先按图3连接第一级线路，用万用表测得Vbe1＝0.6V,Vce1=5.94V,再接入Us=200mV信号，串联一个Rs=5.1KΩ的电阻，用双踪示波器测得 3，由于输出电压与输入电压比值太小，调节R1、Re12,测得，使Au=Ui/Uo=23，然后在输出端接一负载为RL=3KΩ的电阻，测得电阻两端电压UL=1.25V，按输入输出电阻计算可得Ri=15.3KΩ, Ro=5.4KΩ，此时，再测得电路静态工作点为Vbe1＝0.61V,Vce1=3.94V，以及Re12=0.38 KΩ,R1=39 KΩ.图 2

②第二级：先按图2连接第二级线路，用万用表测得Vbe2＝0.62V,Vce2=5.78V,再接入Us=200mV信号，串联一个Rs=5.1KΩ的电阻，用双踪示波器测得，由于输出电压与输入电压比值太小，调节R2、Re22,测得，使Au=Ui/Uo=23，然后在输出端接一负载为RL=3KΩ的电阻，测得电阻两端电压UL=1.25V，按输入输出电阻计算可得Ri=15.3KΩ, Ro=5.4KΩ，此时再测得电路静态工作点为Vbe2＝0.59V,Vce2=3.52V，以及Re22=0.085 KΩ,R2=24 KΩ

③第三级：先按图2连接第三级线路，用万用表测得Vbe3＝0.64V,Vce3=5.62V,再接入Us=200mV信号，串联一个Rs=5.1KΩ的电阻，用双踪示波 12.器测得，调节R3,测得，然后在输出端接一负载为RL=3KΩ的电阻，测得电阻两端电压UL=190mV，按输入输出电阻计算可得Ri=96.9KΩ, Ro=0，此时，再测得电路静态工作点为Vbe1＝0.63V,Vce1=5.52V.以及R3=192.7KΩ.2.三级开环放大电路输入输出电阻及放大倍数测量

如图2接线，不引入反馈，将三级放大电路连接在一起，再接入Us=30mV信号，串联一个Rs=5.1KΩ的电阻，用双踪示波器测得Ui=22mV，然后测得Uo=11.1v，接入负载为RL=3KΩ的电阻，测得电阻两端电压UL=10.9V,此时得到符合技术指标。

3.三级闭环放大电路输入输出电阻、放大倍数及反馈电阻测量

如图2接线，接入Us=75mV信号，串联一个Rs=5.1KΩ的电阻，用双踪示波器测得Ui=50mV，然后测得Uo=1.55v, 接入负载为RL=3KΩ的电阻，测得电阻两端电压UL=1.5V,此时得到Auf=Ui/Uo=31>20, Rif=50.2KΩ>10KΩ, 符合技术指标。此时测得4。

收获和体会：

在此电路中利用了差动放大电路，利用PNP管放大级实现主放大电路，利用互补对称输出电路。可以有效地抑制零点漂移，消除交越失真的影响，设计的多级放大电路，得到放大倍数为1058倍，符合设计要求。

通过这次的仿真，使我对多级放大电路有了深刻地理解，对于差分放大电路有了更深的了解，学习到抑制零点漂移、消除消除交越失真的方法。丰富了自己的知识。

13.第七章.误差和分析

第一级和第二级分析：测得Au与计算相比均偏小，而测得Ri、Ro与计算相比均偏大，可能电阻调节不当导致，应将电阻适当调小，另外电压选取也对Au由很大影响。

第三级分析：测得Au与计算相比接近，而测得Ri、Ro与计算相比均偏小，尤其Ri,可能是电阻误差太大，电压选取影响也存在。

总开环分析：测得Au与计算相比偏小，而测得Ri与计算相比偏大，Ro偏小。可能是各级调节好后留下的微小误差的逐级放大导致，因此，有必要在此基础上再作适当调整，以期接近理论计算，减小误差。

总闭环分析：测得Auf与计算相比很吻合，而测得Ri与计算相比偏小，Ro偏大。可能是反馈带来的的不当，加上开环时已存在的问题导致。

但总体上，此实验所测得数据与技术指标相比还是比较吻合，达到所要求范围，因此，此实验可以得到验收。

14.第八章.参考文献

[1] 李朝青．单片机原理及接口技术[M].3版.北京：北京航空航天大学出版社，2005．

[2] 胡向东，刘京诚，余成波，等．传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2009．

[3] 胡向东，徐洋，冯志宇，等．智能检测技术与系统[M].北京：高等教育出版社，2008．

[4] 余成波，等．传感器与自动检测技术[M].2版.北京：高等教育出版社，2009．

[5] 张迎新，等．单片机初级教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008．

[6] 李朝青．单片机学习指导[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005．

篇3：多级放大电路实验报告

在实用的放大电路中, 都要引入各种反馈来改善放大电路的性能。放大电路中引入负反馈可以达到稳定放大倍数、改变输入输出电阻、展宽频带、减小非线性失真等性能的改善[1]。负反馈电路的知识是模拟电子线路实验教学中的难点, 学生不易理解, 将仿真软件Multisim10结合到实验中, 通过仿真结果形象生动地展示, 能够有效地加强学生对知识的掌握, 从而提高教学效果。

传统的负反馈放大器实验是在已经焊接好的实验电路板上进行操作, 在分析反馈放大器与基本放大器的性能差别时, 由于实验电路板上负反馈支路是由开关控制, 在将反馈放大器还原成基本放大器时只是简单地断开反馈支路, 并没有考虑到负载效应的影响[2], 因此导致测试的结果不够准确, 应用mulitisim10可以方便地绘制出带负载效应的基本放大电路, 可以更加准确地对基本放大器和负反馈放大器性能指标进行分析和比较。

1 负反馈对放大倍数和输入输出电阻的影响

1.1 绘制电路图并进行仿真测量

打开mulitisim10软件建立如图1所示的带电压串联负反馈的两级阻容耦合放大电路, 其中负载电阻RL为2.4kΩ。首先调节静态工作点, 调节RB1、RB2使T1管、T2管集电极对地电压V7=V10≈6V, 然后在输入端连接上信号源XFG1, 调节一个f=1kHz, VP-P=3mV的正弦波信号, 用示波器观察输出为不失真的放大信号后, 在Us、Ui、Uo端并联连接上Multimeter (数字万用表) , 分别测量出带负载 (闭路) 和无负载 (开路) 时的输入输出电压值。单击和按钮选择测量交流电压值, 数字万用表上显示输入输出电压的有效值, 如图2、图3所示。

图1带电压串联负反馈的两级阻容耦合放大电路

图2闭环开路时信号输入、输出电压的测量结果

图3闭环闭路时信号输入、输出电压的测量结果

(参见右栏)

在分析反馈放大器对放大器性能的影响时, 需要测量基本放大电路的动态参数, 大多数仿真分析只是简单地断开反馈支路, 但是要实现无反馈而得到基本放大电路的方法是要去掉反馈作用, 还要考虑反馈网络的影响 (负载效应) [2], 这里采用的方法是:

(1) 对于输入回路, 由于是电压负反馈, 因此将负反馈放大器的输出端交流短路, 令Uo=0, 此时RF相当于并联在R10上。

(2) 对于输出回路, 由于输入端是串联负反馈, 因此将反馈放大器的输入端 (T1管的发射极) 开路, 此时相当于RF+R10 (RF1+R4) 并接在输出端。

根据以上分析, 得到如图4所示的基本放大器, 并依次测量出Us、Ui、Uo的大小, 如图5、图6所示。

1.2 计算放大倍数和输入输出电阻

负反馈放大器

基本放大器

根据仿真测量和计算可知, 电压串联负反馈降低了电路的放大倍数, 减小了输出电阻, 增大了输入电阻。

2 负反馈对带宽的影响

对负反馈放大器和基本放大器负载开路时的通频带进行分析。单Simulate/Analysis/AC analysis (交流分析) 按钮, 选择待分析的输出电路节点V[11]可得到如图7、图8所示的幅频特性曲线[3,4]。

图7负反馈放大器的幅频特性, 通频带的仿真测量

图8基本放大器的幅频特性, 通频带的仿真测量

(参见右栏)

由仿真结果可得负反馈放大器BW=2.36MHz, 基本放大器BW=195.76k Hz, 负反馈电路对通频带进行了拓宽。

3 结束语

运用multisim10对负反馈放大器实验进行仿真分析得到的结果与理论分析一致, 与传统实验相比较具有以下优点:

(1) 传统的负反馈放大器实验是在已经焊接好的电路板上进行操作, 负反馈支路由开关控制, 在分析基本放大器的性能参数时, 只是简单地切断反馈支路的开关, 而没有考虑到负载效应, 但通过multisim10可以清楚绘制出带负载效应的基本放大器, 有助于学生对原理的理解和正确的分析。

(2) 运用Multisim10可以方便地搭建电路, 改进电路, 并可以通过改变元器件的参数对电路性能指标进行仿真, 观察不同原件参数对实验结果的影响, 并且减少在实验过程中对元件的损耗, 学生通过对仿真过程的观察, 加强对理论知识的理解和掌握。

摘要：运用Multisim10软件对负反馈放大电路实验进行电路设计和仿真, 并对仿真结果进行分析。将Multisim10软件应用在实验教学中, 使学生加深对原理知识的理解, 将理论和实践相结合, 从而有效地提高实验教学效果。

关键词：负反馈放大电路,Multisim10,仿真

参考文献

[1]雷跃, 谭永红.用Multisim10提升电子技术实验教学水平[J].实验室研究与探索, 2009, 28 (4) :24-27.

[2]童诗白, 华成英.模拟电子技术基础 (第三版) [M].北京:高等教育出版社, 2001:264-265.

[3]蒙树森.基于Multisim10负反馈放大电路的仿真[J].山西电子技术, 2010 (2) :34-36.

篇4：多级放大电路实验报告

关键词：NI Multisim10；EDA；仿真；单管放大电路

中图分类号：TN721文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 08-0000-02

Single-tube Amplification Circuit Simulation Based on NI Multisim10

Yu Jianyong

(Changji Vocational and Technical College,Changji831100,China)

Abstract:Use NI Multisim 10 can realize the computer simulation design and virtual experiment,experiment,don't consume the actual components required components and type of experiment,experiment unlimited number of low cost,experimental speed,high efficiency;Experimental data accuracy.Design and successful experiment circuit can directly use it in production.

Keywords:NI Multisim 10;EDA;Simulation;Single-pipe amplifying circuit

NI Multisim10软件是一个专门用于电子电路仿真与设计的EDA工具软件。作为Windows下运行的个人桌面电子设计工具，NI Multisim10是一个完整的集成化设计环境。NI Multisim10计算机仿真与虚拟仪器技术可以很好地解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一问题。使学习者可以很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。NI Multisim10具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态分析和稳态分析、时域和频域分析、器件的线性和非线性分析、电路的噪声分析和失真分析、离散傅里叶分析、电路零极点分析、交直流灵敏度分析等电路分析方法，以帮助学习人员分析电路的性能。

下面就以单管放大电路的实验为例，利用NI Multisim10来完成整个实验，并且得出实验结论。就实验过程作详细说明，这一实例足以说明NI Multisim10仿真软件在教学环节中的优越性和实用性。

一、NI Multisim10软件概述

如图（1）所示，NI Multisim10启动欢迎界面：

图（1）

如图（2）所示，NI Multisim10操作界面：

图（2）

二、实验原理

在本实验中，应该掌握单管放大电路的电压增益，并比较测量值与计算值；测定单级共射极放大电路输入与输出波形的相位关系；测量共射极放大器的输入电阻，并比较测量值与计算值；测量共射极放大器的输出电阻，并比较测量值与计算值；测定负载电阻对电压增益的影响；测定无旁路电容时发射极电阻对共射极放大器电压增益的影响。

放大器的电压增益Au，可用交流输出电压峰值Uop除以输入电压峰值Uip来计算

Au=Uop/Uip

在单级共射极放大器中，集电极等效交流负载电阻为

//=

晶体管的输入电阻可估算为

300+（1+）

式中，为静态发射极电流，也可用静态集电极电流来代替。

当发射极旁路电容的容量足够大时，的容抗近似于零，与发射极电阻的并联总阻抗也近似于零，晶体管的发射极相当于交流接地，则电压增益的计算公式为

放大器的输入电阻为分压电阻、及晶体管输入电阻三者的并联值，即

=////

输出电阻近似于等于集电极负载电阻，即

当发射极旁路电容断开时，在发射极电阻上产生串联电流负反馈，则电压增益为

当>>时，放大器的电压放大倍数为

这时输入电阻为、和[]的并联值，即

=////[]

输出电阻仍近似等于集电极负载电阻。

三、电路实验原理图

如图（3）所示

四、在NI Multisim10搭建实验电路

建立如图（4）所示的单管放大电路，连接仪器仪表，并进行设置，双击函数信号发生器—XFG1，参数设置如图（5）所示。

图（4）

图（5）

单击仿真电源开关，激活电路进行仿真分析。电路达到稳态后，波形如示波器—XSC1如图（6）所示。

图（6）

由图（6）测量数据如表（1）所示：

表（1）

UipUopT

-19.991mV4.616V1.004mS

建立如图（7）所示电路，并如图所示，放置相应仪器仪表，在此实验电路中测量出的、值计算晶体管输入电阻。

图（7）

由实验仪器仪表测量静态工作点及β的测量值，数据如表（2）所示

表（2）

IBQ（U5）ICQ（U4）IEQ（U1）UBQ（U3）UCEQ（U2）

0.044mA3.716mA3.760mA3.255V10.011V

由表（2）中数据以及结合实验原理得出：

300+（1+）=300+（1+84）=888

由图（6）、图（7）、表（1）、表（2）以及结合实验原理得出结论如表（3）所示。

表（3）（负载RL为200KΩ电阻的情况）

UipUop（测量值）Au（理论值）

-19.991mV4.616V-230-187

（断开时）

1.98K8885792K-2.83

参考文献：

[1]付植桐.电子技术（第3版）[M].北京:高等教育出版社.2008,11

[2]李新平,郭勇.电子设计自动化技术[M].北京:高等教育出版社,2009,6

[3]张新喜.Multisim10电路仿真及应用[M].北京:机械工业出版社,2010,2

[4]聂典,丁伟.Multisim10计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北京:电子工业出版社,2009,6

篇5：实验三阻容耦合放大电路实验报告

院别电子信息学院课程名称

电子技术实验班级无线技术 12 实验名称实验三阻容耦合放大电路姓名 Alvin 实验时间

2014 年 3 月 20 日学号 33 指导教师

文毅报告内容一、实验目的和任务 1.学习放大电路频率特性的测量方法； 2.观察电路元件参数对放大电路频率特性的影响； 3.进一步熟练掌握和运用放大电路主要性能参数（如静态工作点参数、放大倍数、输入电阻、输出电阻）的测试方法； 4.巩固多级放大电路的有关理论知识。

二、实验原理介绍本实验中所采用的电路如图 3-1 所示。

R1 5.1kR2 51R3 33kR4 24kRc1 5.1kRe1 1.8kRe2 1.8kR5 47kR6 20kRc2 3kRL

3kRp680kC110uCe110uC310uCe210uUs +12v Uo UiUo1Ui2C210u100Ref

图 3-1

阻容耦合放大电路

1．中频段的电压放大倍数在图 3-1 电路的中频段，耦合电容和旁路电容可以当作交流短路，三极管的电容效应可以忽略不计。此时，考虑后级放大电路对前级放大电路所构成的负载效应时，也就是将

后级放大电路的输入电阻 R i2 作为前级放大电路的负载，则前级放大电路的电压放大倍数为

ef 1 1 be2 i 1 C 1i1 O1 UR)1(r)R // R(UUA    

（3-1）

其中，R i2 是后级放大电路的输入电阻，2 be 22 b 21 b 2 ir // R // R R 

后级放大电路的放大倍数为

be“L 2 C 21 OO2 Ur)R // R(UUA  

（3-2）

其中，Lf L”LR // R R 

全电路的电压放大倍数为

U 1 U1 OOi1 OiOUmA AUUUUUUA   

（3-3）

2．低频段和高频段的电压放大倍数

在低频段和高频段，放大电路的电压放大倍数是一个复数，它是频率的函数，其模值与相角都随频率而变化。

（1）

单级放大电路在低频段和高频段的电压放大倍数

在低频段，三极管的电容效应可以忽略不计；但耦合电容和旁路电容的容抗较大，它们的交流压降不能忽略。电压放大倍数用下式表示：

f / jf 1AALUmUL

（3-4）

其中，f L 是放大电路的下限频率。

在高频段，耦合电容和旁路电容的阻抗非常小，它们的交流压降很小，可以忽略，可作交流短路处理；但三极管的电容效应对电路性能的影响则必须考虑。电压放大倍数可用下式表示：

HUmUHf / jf 1AA

（3-5）

其中，fH 是放大电路的上限频率。

（2）

多级放大电路在低频段和高频段的电压放大倍数多级放大电路的电压放大倍数等于各级放大电路电压放大倍数的乘积：

......A A A A 3 U 2 U 1 U U   

（3-6）

将上式分别用幅值和相角来表示：

A U =A U1 A U2 A U3 …

（3-7）

...3 2 1       

（3-8）

3．放大电路的频率特性的测量

频率特性分为幅频特性和相频特性两方面。

幅频特性即放大倍数的大小随频率变化的关系曲线。它可以用扫频仪来测量，也可通过逐点法测量。逐点法，就是在一定频段内合理选取一些频点，分别测量出各频率点处的电压放大倍数，然后，在对数坐标系中绘出幅频特性曲线。本实验就是学习利用逐点法测量电路的幅频特性。

相频特性即放大倍数的相角随频率变化的关系特性曲线，它反映了输出电压与输入电压的相位差随频率变化的特性。可用李育沙图法、双踪示波法进行测量。

三、实验内容和数据记录

实验电路见图 3.1

1.静态工作点设置：要求第二级在输出波形不失真的前提下幅值尽量大，第一级为增加信噪比，工作点尽可能低。（通常 V C1 调在 6V 左右）。注意测静态工作点时应断开输入信号。

表 3.1 静态工作点第一级(v)第二级(v)V C1 V b1 V e1 V C2 V b2 V e2 5.99 2.87 2.24 8.56 3.09 2.40 6.08 2.83 2.20 8.56 3.09 2.40 2.在输入端 Us 输入频率为 1KHz，VP-P 为 200mV 的交流信号(一般采用实验箱上加衰减的办法，即信号源用一个较大的信号，在实验板上经 100:l 衰减电阻衰减,降为 2mV)，使 Ui1 为 2mV，调整工作点使输出信号不失真。

注意：如发现有寄生振荡，可采用以下措施消除：

①重新布线，尽可能走线短。

②可在三极管 eb 间加几 p 到几百 p 的电容。

③信号源与放大电路用屏蔽线连接。

R L =∞，按表 3.2 要求测量并计算。

表 3.2 输入/输出电压（mV）

电压放大倍数第 1 级第 2 级

整体 U i =2 mV

V 01 V 02 A V1 A V2 A V R L =∞ 20.8 1620 10.4 77.88 810

成绩

教师签名

批改时间