阻容耦合放大器实验

第一篇：阻容耦合放大器实验

高频小信号放大器实验报告

南京信息工程大学滨江学院

高频电子线路实验报告

作者 徐飞 学号 20092334925 系部 电子工程系 专业班级 通信三班

实验一 高频小信号放大器实验

一、实验原理

高频小信号放大器的作用就是放大无线电设备中的高频小信号， 以便作进一步变换或处

理。所谓“小信号” ，主要是强调放大器应工作在线性范围。高频与低频小信号放大器的基 本构成相同，都包括有源器件(晶体管、集成放大器等)和负载电路，但有源器件的性能及负载电路的形式有很大差异。 高频小信号放大器的基本类型是以各种选频网络作负载的频带 放大器，在某些场合，也采用无选频作用的负载电路，构成宽带放大器。

频带放大器最典型的单元电路如图所示， 由单调谐回路做法在构成晶体管调谐放大器。

图电路中，晶体管直流偏置电路与低频放大器电路相同，由于工作频率高，旁路电

容Cb.、Ce可远小于低频放大器中旁路电容值。调谐回路的作用主要有两个：

晶体管单调谐回路调谐放大器

第一、选频作用，选择放大ff0的信号频率，抑制其它频率信号。

第二、提供晶体管集电极所需的负载电阻，同时进行阻抗匹配变换。

高频小信号频带放大器的主要性能指标有：

(1)中心频率 f0：指放大器的工作频率。它是设计放大电路时，选择有源器件、计算

谐振回路元件参数的依据。

(2)增益：指放大器对有用信号的放大能力。通常表示为在中心频率上的电压增益和

功率增益。

电压增益 AVOVO/Vi

功率增益 APOPO/Pi

式中 VO、Vi分别为放大器中心频率上的输出、输入电压幅度， PO、Pi分别为放大器中心频率上的输出、输入功率。增益通常用分贝表示。

(3)通频带：指放大电路增益由最大值下降 3db 时对应的频带宽度。它相当于输入不

变时，输出电压由最大值下降到 0.707 倍或功率下降到一半时对应的频带宽度。 (4)选择性：指放大器对通频带之外干扰信号的衰减能力。通常有两种表征方法： 其一，用矩形系数说明邻近波道选择性的好坏。

其二，用抑制比来说明对带外某一特定干扰频率 fn信号抑制能力的大小，其定义为中心频率上功率增益 APf0与特定干扰频率fn上的功率增益 APfn之比：

df0

ApfnAp还有其它一些性能指标参数，如工作稳定性，噪声系数等。

高频小信号谐振放大电路如图所示：

高频小信号谐振放大器

晶体管基极为正偏，工作在甲类，负载为 LC 并联谐振回路 ，调谐在输入信号的频率

465khz 上。该放大电路能够对输入的高频小信号进行反向放大。

在 Multisim 7 电路窗口中，创建如图所示的高频小信号放大电路图，其中晶体管

Q1 选用虚拟晶体管。单击“防真”按钮，就可以从示波器中观察到输入与输出的信号波形。

二、实验内容

(一)频带放大器的测量

1.观察高频小信号放大器输入输出信号的波形，注意幅度变化和相位关系。

高频小信号放大器输入输出信号

2.高频小信号的选频作用

观察输入输出波形，分析产生此种现象的原因

3.高频小信号放大电路的通频带和矩形系数

利用 Multisim 7 仿真软件中所提供的波特图仪观察上述高频小信号放大电路的通频

带，将波特图仪接入高频小信号谐振放大电路，观察幅频特性。

4.观察双调谐回路高频小信号放大器输入与输出波形，分析幅频特性。

(二)宽带放大器的测量

观察输入输出信号的波形，分析幅频特性。

第二篇：《高频实验》实验二 高频功率放大器

实验二 高频功率放大器

一、实验目的：

l.了解丙类功率放大器的基本工作原理，掌握丙类放大器的调谐特性以及负 载变时的动态特性。

2.了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化和电源电压 Vcc变化时对功率放大器工作状态的影响。

3.比较甲类功率放大器与丙类功率放大器的特点、功率、效率。

二、实验内容：

1.观察高频功率放大器丙类工作状态的现象，并分析其特点

2.测试丙类功放的调谐特性

3.测试丙类功放的负载特性

4.观察电源电压变化对丙放工作状态的影响及激励信号变化、负载变化对工作状态的影响。

三、实验基本原理：

丙类功率放大器通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。本实验单元模块电路如图2—l所示。该实验电路由两级功率放大器组成。其中 VT1(3DG12)、XQ1与C15 组成甲类功率放大器，工作在线性放大状态，其中 R

2、R

12、R

13、VR4组成静态偏置电阻，调节VR4可改变放大器的增益。XQ2与CT

2、C6组成的负载回路与VT3(3DG12)组成丙类功率放大器。甲类功放的输出信号作为丙放的输入信号(由短路块J5连通)。VR6为射极反馈电阻，调节VR6可改变丙放增益。与拨码开关相连的电阻为负载回路外接电阻，改变S5拨码开关的位置可改变并联电阻值，即改变回路Q值。当短路块J5置于开路位置时则丙放无输入信号，此时丙放功率管VT3截止，只有当甲放输出信号大于丙放管 VT3 be间的负偏压值时，VT3才导通工作。

四、实验步骤：

1.了解丙类工作状态的特点

1)对照电路图2—l，了解实验板上各元件的位置与作用。 2)将功放电源开关S1拨向右端(+12V)，负载电阻转换开关S5全部拨向 开路，示波器电缆接于J13与地之间，将振荡器中 S4开关“4”拨向“ON”，

即工作在晶体振荡状态，将振幅调制部分短路块J11连通在下横线处，将前置放大 部分短路块J15连通在“ZD”下横线处，将短路块J

4、J

5、J10均连在下横线处，调 整VR

5、VR

11、VR10使J7处为0.8伏，调VR

4、VR6，在示波器上可看到放大后 的高频信号。(或从J7处输入0.8V，10MHZ高频信号，调节甲放VR4使JF.OUT(J8) 为6伏左右。)从示波器上可看到放大输出信号振幅随输入电压振幅变化，当输入电压 振幅减小到一定值时，可看到输出电压为0，记下此时输入电压幅值。也可将短路环J5断开，使激励信号Ub=0，则Uo为0，此时负偏压也为0，由此可看出丙类工作状态的特点。

2.测试调谐特性

使电路正常工作，从前置放大模块中J24处输入0.2V左右的高频信号，使功

放管输入信号为 6伏左右，S5仍全部开路，改变输入信号频率从4MHZ—16MHZ， 记下输出电压值。

3.测试负载特性

将功放电源开关拨向左端(+5V)，使Vcc=5V，S5全断开，将J5短路环断开,用信号源在J9输入Vb=6伏左右f0=10MHZ的高频信号，调整回路电容CT2使回路调谐(以示波器显示J13处波形为对称的双峰为调谐的标准)。

然后将负载电阻转换开关S5依次从l—4拨动，用示波器测量相应的Vc值和Ve波形，描绘相应的ie波形，分析负载对工作状态的影响。

4.观察激励电压变化对工作状态的影响

将示波器接入VT3管发射极J3处，开关S1拨向十5V，调整VR6和VR4，使J3处ie波形为凹顶脉冲。(此时S5全部开路)。然后改变Ub由大到小变化(即减小输入信号)，用示波器观察ie波形的变化。 5.观察电源电压VcC变化对工作状态的影响

将ie波形调到凹顶脉冲波形，用示波器在J3处可观察ie电流波形，此时可比较S1拨向十5V或十12V两种不同的情况下ie波形的变化。

6.实测功率、效率计算：

将 VCC调为12V，测量丙放各参量填入表 2—3，并进行功率、效率计算。

其中：Vi 输入电压峰-峰值

Vo：输出电压峰-峰值

Io ：发射极直流电压÷发射极电阻值

P=：电源给出直流功率(P==VCC*I。)

Pc：为管子损耗功率(Pc =Ic*Vce)

Po：输出功率(Po=1/2*(Vo/2)2/RL)

五、实验报告要求

1.根据实验测量结果，计算各种情况下Io、Po、P=、η。

2.说明电源电压、输入激励电压、负载电阻对工作状态的影响，并用实验参 数和波形进行分析说明。

3.用实测参数分析丙类功率放大器的特点

第三篇：实验三 低频功率放大器

实验三

低频功率放大器——OTL功率放大器

(即原资料的实验十六)

一、实验目的

1、进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2、加深理解OTL电路静态工作点的调整方法。

3、学会OTL电路调试及主要性能指标的测试方法。

二、实验仪器

1、双踪示波器

2、万用表

3、毫伏表

4、直流毫安表

5、信号发生器

三、实验原理

图16-1 OTL功率放大器实验电路

图16-1所示为OTL低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级(也称前置放大级)，T

2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，T1管工作于甲类状态，适合于作功率输出级。它的集电极电流IC1由电位器RW1进行调节。IC1的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T

2、T3提供偏压。调节RW2，可以使T

2、T3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位UA1UCC，可以通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在A点，因此在2电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

当输入正弦交流信号Ui时，经T1放大、倒相后同时作用于T

2、T3的基极，Ui的负半周使T2管导通(T3管截止)，有电流通过负载RL(用嗽叭作为负载RL，嗽叭接线如下：

只要把输出Uo用连接线连接到插孔LMTP即可)，同时向电容C0充电，在Ui的正半周，T3导通(T2截止)，则已充好电的电容器C0起着电源的作用，通过负载RL放电，这样在RL上就得到完整的正弦波。

C2和R构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。由于信号源输出阻抗不同，输入信号源受OTL功率放大电路的输入阻抗影响而可能失真，R0作为失真时的输入匹配电阻。调节电位器RW2时影响到静态工作点A点的电位，故调节静态工作点采用动态调节方法。为了得到尽可能大的输出功率，晶体管一般工作在接近临界参数的状态，如ICM，U(BR)CEO和PCM，这样工作时晶体管极易发热，有条件的话晶体管有时还要采用散热措施，由于三极管参数易受温度影响，在温度变化的情况下三极管的静态工作点也跟随着变化，这样定量分析电路时所测数据存在一定的误差，我们用动态调节方法来调节静态工作点，受三极管对温度的敏感性影响所测电路电流是个变化量，我们尽量在变化缓慢时读数作为定量分析的数据来减小误差。 ※OTL电路的主要性能指标：

1、 最大不失真输出功率Pom

21UCC理想情况下Pom，在实验中可通过测量RL两端的电压有效值，来求得实际的

8RL2U0

Pom

(16-1)

RL

2、效率η

Pom100%

(16-2) PEPE—直流电源供给的平均功率

理想情况下ηmax=78.5%。在实验中，可测量电源供给的平均电流Idc(多测几次I取其平均值)，从而求得

PEUCCIdc (16-3)

负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。

四、实验内容

1、关闭系统电源。按图16-1正确连接实验电路。

2、用动态调试法调节静态工作点，先使RW2=0，Us接地。

3、打开系统电源，用万用表测量A点(即LTP2)电位，调节电位器RW1，使UA

4、关闭系统电源。断开US接地线，连接信号源输出和US。

5、打开系统电源。调节信号源输出f=1KHz、峰峰值为50mV的正弦信号作为Us，逐渐加大输入信号的幅值，用示波器观察输出波形，此时，输出波形有可能出现交越失真(注意：没有饱和和截止失真)

6、缓慢增大RW2，由于RW2调节影响A点电位，故需调节RW1，使UA1UCC。 21UCC(在2Us=0的情况下测量)。从减小交越失真角度而言，应适当加大输出极静态电流IC2及IC3，但该电流过大，会使效率降低，所以通过调节RW2一般以50mA左右为宜(即测量LTP4和LTP2，或LTP6和LTP2之间的电压为110mV左右为宜)。 注意：

①在调整RW2时，一是要注意旋转方向，不要调得过大，更不能开路，以免损坏输出管。

②输出管静态电流调好，如无特殊情况，不得随意旋动RW2的位置。

测量最大输出功率Pom

1、按上述的实验步骤调节好功率放大电路的静态工作点。

2、关闭系统电源。连接信号源输出和US。输出端接上嗽叭即RL。

3、打开系统电源。调节信号源输出f=1KHz、30mV的正弦信号Us，用示波器观察输出电压UO波形。逐渐增大Ui，使输出电压达到最大不失真输出，通过观察示波器得到Uom的峰峰值，再用公式UomUom峰峰值求出Uom的有效值，用万用表的欧姆档测出RL的

22阻值，最后下面公式计算出Pom。

2Uom

Pom

RL注意：万用表的欧姆档测出RL的阻值的时候，关闭系统电源，断开电路连线。

五、实验数据

六、问题与结论

1、为何OTL电路会出现交越失真?

第四篇：多级放大电路实验报告（定稿）

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UB

4、UE

4、UC4由P

1、R

7、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D

1、D2是为了克服T

5、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。

第五篇：单管共射放大电路仿真--实验报告

实

班级：

机电-156

姓名：

李学东

验

报

告

单管共射放大电路

实验目的

(1) 掌握单管放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。

(2) 了解电路中元件的参数改变对静态工作点及电压放大倍数的影响。

(3) 掌握放大电路的输入和输出电阻的测量方法。

实验电路及仪器设备

(1) 实验电路——共射极放大电路如下图 所示。

图(1)电路图

图(2)电路图

(2) 实验仪器设备

① 示波器

② 低频模拟电路实验箱 ③ 低频信号发生器

④ 数字式万用表 实验内容及步骤

(1)连接共射极放大电路。

(2)测量静态工作点。

① 仔细检查已连接好的电路,确

认无误后接通直流电源。

② 调节RP1使RP1+RB11=30k

③ 测量各静态电压值，并将结果记录。

(3) 测量电压放大倍数

① 将低频信号发生器和万用表接入放大器的输入端Ui，放大电路输出端接入 示波器，信号发生器和示波器接入直流电源，调整信号发生器的频率为1KHZ，输入信号峰-峰值为20mv左右的正弦波，从示波器上观察放大电路的输出电压UO的波形，测出UO的值，求出放大电路电压放大倍数AU

② 保持输入信号大小不变，改变RL，观察负载电阻的改变对电压放大倍数的

影响，并将测量结果记录。

(4)观察工作点变化对输出波形的影响

① 实验电路为共射极放大电路

② 调整信号发生器的输出电压幅值(增大放大器的输入信号Ui)，观察放大

电路的输出信号的波形，使放大电路处于最大不失真状态时(同时调节

RP1与输入信号使输出信号达到最大又不失真)，记录此时的RP1+RB11值，测量此时的静态工作点，保持输入信号不变。改变RP1使RP1+RB11分别为25KΩ和100KΩ，将所测量的结果记入表3中。 (测量静态工作点时需撤去输入信号)

设计总结与体会

1、 设计的过程中用理论去推算，但与实际还是有一定的误差，但不影响实验结论。

2、 设计过程中会发现，一但 发生变化那么放大倍数将会改变。

3、 设计过程中会发现，整个过程中静态工作点没有发生改变，三极管工作在线性区;当一但三极管没有共工作在线性区或者说三极管的静态工作点发生了改变，整个设计将要失败，所以在设计的过程中必须保持静态工作点不变使三极管工作在线性区。

4、 为了使设计的放大电路不受温度的影响，即为了稳定静态工作点。设计中加了

，这样使得设计更加完美。

5、 如果静态工作点没有测对，将影响设计的放大倍数，必须先确定好静态工作点。