《三极管两级放大器及负反馈电路》实验报告.doc
创新实验项目报告书实验名称三极管两级放大器及负反馈电路日期2012年3月10日姓名专业通信工程一、 实验目的 设计三极管两级放大器及负反馈电路，要求如下：1、 增益40dB； 2、 3dB带宽10Hz1MHz； 3、 采用双电源供电；4、 输入信号200mVVpp20mV。 二、 实验原理图1 三极管两级放大器及负反馈电路原理图 三极管两级放大器及负反馈电路原理：1、 Tr1发射极电流的分配关系 当输入电压为Vi时，考虑交流通路，Tr1发射极电位为Vi，根据基尔霍夫电流定律，（式1）。非常小,可认为（式2）。 而2、 负反馈电阻的作用 起到稳定输出电压的作用。输出电压是以Tr1、Tr2原来的增益放大之后的大小。当Vo增大时，增大，减小，进而Vo减小；当Vo减小时，减小，增大，进而Vo增大。起到负反馈的作用。3、 电路的增益 将式3、式4带入式2，可得到电路增益的近似值三、 实验过程1、 三极管两级放大器及负反馈电路的设计(1) 、确定电源电压要求输入信号200mVVpp20mV,增益40dB,即100倍,由于实际增益小雨理论计算的增益,故将理论增益设定为150倍。输出电压的最大Vpp=200mV×150=30V。故采用±15V双电源。(2) 、晶体管的选择采用S9014（NPN）、S9015(PNP)互补对称管，可满足设计要求。表1 S9014的特性项 目符 号规 格单 位集电极-基极间电压50V集电极-发射极间电压45V基极-发射极间电压5V集电极电流Ic100mA表2 S9015的特性项 目符 号规 格单 位集电极-基极间电压-50V集电极-发射极间电压-45V基极-发射极间电压-5V集电极电流Ic-100mA(3) 、确定、设定上的压降为2V，流过Tr1发射级的电流为2mA，则又 取取上的压降为5V，则(4) 、确定、 上的压降为2V，Tr1的为0.6V，则上的压降为2.6V，上的压降为27.4V。为了使Tr1的基极电流可以忽略，流过、的电流应为Tr1基极电流的10倍以上。设Tr1的=100，那么基极电流，流过、的电流为0.2mA。则 取标称值 (5) 、确定、Tr2的基极电位等于Tr1的集电极电位，为10V，所以Tr2的发射极电位为10.6V，当Tr2的集电极电位设定在发射极电位与负电源的中点，即-2.2V时，输出信号可达最大幅值。设定Tr2的集电极电流为4mA，则(6) 、确定、 、是将直流电压切去的耦合电容，这里取。 与输入电阻（=/=100k/10k9.1k）形成高通滤波器的截止频率为1/2R=1.7Hz。(7)、确定、分别是将、交流短路的电容，用以提高交流增益。可取=100F。与形成高通滤波器的截止频率为1/210Hz，故159F，取=470F。(8)、确定C1C4C1C4是电源的去耦电容，取C3=C4=0.1F，C1、C2不是取常用的10F，而是100F，因将旁路的缘故。综上，设计的三极管两级放大器及负反馈电路的电路图如下：图2 三极管两级放大器及负反馈电路图2、 三极管两级放大器及负反馈电路的仿真结果图3 三极管两级放大器及负反馈电路仿真截图(1)、增益的仿真结果输入信号截图：频率：1kHz 幅值：50mV输出波形截图：幅值大于5V，增益大于100倍，即40dB。(2)、频率响应的仿真结果波特仪显示结果截图： 中频带增益42.887dB。 下限截止频率：6.746Hz 上限截止频率：4.562MHz3、 按照电路原理图焊接电路板图4 三极管两级放大器及负反馈电路实物图 4、 对电路板进行调试，并进行改进 用万用表测试，没有发现短路、断路、虚焊等现象。 接入±15双电源，测得Tr1、Tr2的均为0.6V左右，无异常现象。 输入1kHz、50mVpp的正弦波信号，中频带电压增益已远远超过100dB，下限截止频率达7Hz，上限截止频率刚好为1MHz。频率高于1MHz时，输出波形失真，可能是增益设定得过高所致。 改进：在两端并联33k电阻，使反馈电阻略大于10k，增益略大于100倍。即40dB，再次调试高频特性得到改善。四、实验结果输入信号幅值：33mVf(Hz)78910501001k1M1.5MVo(V)2.883.083.283.363.964.084.024.044Av(dB)37.4 37.9 38.5 38.7 40.1 40.4 40.3 40.3 40.2 可见,中频带增益大于40dB，3dB带宽为7Hz1.5MHz，频率再高时输出波形失真。五、实验总结由于该电路增益过大,高频时输出波形会产生失真现象,为了提高高频特性,采取了适当减小的方法且不能使增益过低,最后得到的取值约为10k，高频特性较好。本次实验也收获了一些经验,就是遇到问题后要先正确分析可能的原因,而不是猜测某个元件出了问题盲目地换元件,白白地浪费时间。
