实验三多级放大电路及反馈放大电路的仿真分析教案.ppt

实验三多级放大电路及反馈放大电路的仿真分析 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 a.在实验二所设计的单管放大电路的基础上，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。路，两者均用阻容耦合方式，构成两级放大电路。b.已知：已知：V Vcccc=12V=12V，R RL L=3k=3k，120120。c.c.两级放大电路的要求：两级放大电路的要求：I IcQcQ=3mA=3mA，A Au u10103 3，R Ri i2k2k，R Ro o2k2k。(2)电压串联负反馈放大电路的设计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，引入级在以上两级放大电路的设计基础上，引入级间电压串间电压串 联负反馈。联负反馈。b.b.要求要求A Aufuf=100=100，R Rifif10k10k，R Rofof100100。2 2设计提示设计提示 (1)(1)两级放大电路的设计电路结构如图两级放大电路的设计电路结构如图6.3.16.3.1所所示。示。根据根据A Au u=A Au1u1 A Au2u2来确定来确定A Au2u2时，应先确定时，应先确定R Ri2i2 ，因为，因为R Ri2i2是前级放大器的负载，是前级放大器的负载，R Ri2i2 r rbe2be2取决于取决于I ICQ2CQ2，I ICQ2CQ2越小，越小，R Ri2i2越大越大 ；但；但I ICQ2CQ2又不宜太小又不宜太小 ，因，因为最大不失真输出幅度为最大不失真输出幅度 U Uomaxomax=U UCEQ2CEQ2，I ICQ2 CQ2 R RL Lminmin。本设计中要求本设计中要求I ICQ2CQ2=3mA=3mA，可以按以下步骤设计，可以按以下步骤设计，由由I ICQ2CQ2可以确定来可以确定来R Ri2i2修修A Au1u1 ，确定，确定A Au2 u2，选定一个，选定一个合适的合适的U UB2B2（例如（例如3V3V）可以确定）可以确定R Rb21b21和和R Rb22b22以及以及R Re2e2；R Rc2c2可由可由A Au2u2和和R R0 0联合确定。联合确定。(2)电压串联负反馈放大电路的设计电压串联负反馈放大电路的设计 A Aufuf=100F=1/100=100F=1/100，为此，图，为此，图6.3.26.3.2在不改变在不改变第一级静态工作点的前提下，将第一级静态工作点的前提下，将R Re1e1分为分为R Re1e1和和R Re1e1两部分，显然两部分，显然F=F=R Re1e1/(/(R Re1e1+R Rf f)=1/100)=1/100。此时此时A Au1u1=-=-R RL L/r rbe1be1+(1+(1+)R Re1e1 将比原来显著将比原来显著下降，进而使下降，进而使A Au u=A Au1u1 A Au2u2减小，导致用深度负反减小，导致用深度负反馈法估算的闭环电压放大倍数馈法估算的闭环电压放大倍数A Aufuf有较大误差。为有较大误差。为了验证这一点了验证这一点,同学可先按此方案实验同学可先按此方案实验,看实验看实验结果是否与上述分析一致。结果是否与上述分析一致。三预习内容三预习内容 1认真阅读本书第五章，了解认真阅读本书第五章，了解EWB的使用方法。的使用方法。2完成设计任务完成设计任务四实验内容四实验内容 1EWB使用方法练习使用方法练习 按照本书第五章的内容，在计算机上实际操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，掌握电路图的绘制方法和虚件库的使用方法，掌握电路图的绘制方法和虚拟仪器的使用。拟仪器的使用。2 2两级放大电路的仿真分析两级放大电路的仿真分析(1)(1)绘制电路图，注意：绘制电路图，注意：接入万用表。接入万用表。三极三极管选择管选择NationalNational公司的公司的2N27122N2712。(2)(2)监测监测U UB1B1、U UC1C1、U UE1E1，U UB2B2、U UC2C2、U UE2E2，记录读数，记录读数，并与理论值比较。并与理论值比较。(3)(3)放大倍数测试。将信号发生器接至电路的输放大倍数测试。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峰峰值，利用双踪示波器的读数计算电路的放大倍数放大倍数A Au u。(4)(4)频率特性测试。在测试仪器库中找到波特图仪，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，将其接入电路，“IN”“IN”两端接输入两端接输入,“OUT”,“OUT”两两端接输出，将扫频范围端接输出，将扫频范围(Horizonal,(Horizonal,横轴横轴)设置设置为为1Hz(I,1Hz(I,起始值起始值)到到1GHz1GHz（F F，终了值），并选，终了值），并选对数（对数（LogLog）显示方式。先观察其幅频特性）显示方式。先观察其幅频特性（MagnitudeMagnitude），将增益显示范围设置在），将增益显示范围设置在0 040dB40dB，也用对数方式（，也用对数方式（LogLog）显示，此时在显示区域）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。再观压增益、低频截止频率和高频截止频率。再观察其相频特性（察其相频特性（PhasePhase），将相位量程设定为），将相位量程设定为-3603600 0，用线性方式（，用线性方式（LinLin）显示。对曲线）显示。对曲线加以记录。加以记录。(5)测量电路的输入电阻和输出电阻，方法与实验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。二中实际测试的方法相同。3.负反馈放大电路的仿真分析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图，完成与上一项中相同的仿真的两级放大电路图，完成与上一项中相同的仿真分析。分析。注意：注意：(1)在上述各项仿真分析过程中，一定要注意随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。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。释，并据此调整你的设计。五思考题五思考题 1在两级放大电路中插入一射极跟随器的作用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？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？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通频带、输入电阻、输出电阻各有何变化？