多级放大电路实验报告（定稿）

第一篇：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。

第二篇：差动放大电路实验报告

差动放大电路实验报告

1.实验目的（1）

进一步熟悉差动放大器的工作原理；

（2）

掌握测量差动放大器的方法。

2.实验仪器

双踪示波器、信号发生器、数字多用表、交流毫伏表。

3.预习内容

（1）

差动放大器的工作原理性能。

（2）

根据图3.1画出单端输入、双端输出的差动放大器电路图。

4.实验内容

实验电路如图3.1。它是具有恒流源的差动放大电路。在输入端，幅值大小相等，相位相反的信号称为差模信号；幅值大小相等，相位相同的干扰称为共模干扰。差动放大器由两个对称的基本共射放大电路组成，发射极负载是一晶体管恒流源。若电路完全对称，对于差模信号，若Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定减少，增加与减少之和为零，Q3

和Re3等效于短路，Q1,Q2的发射极等效于无负载，差模信号被放大。对于共模信号，若Q1的集电极电流增加，则Q2的集电极电流一定增加，两者增加的量相等，Q1、Q2的发射极等效于分别接了两倍的恒流源等效电阻，强发射极负反馈使共射放大器对共模干扰起强衰减作用，共模信号被衰减。从而使差动放大器有较强的抑制共模干扰的能力。调零电位器Rp用来调节T1,T2管的静态工作点，希望输入信号Vi=0时使双端输出电压Vo=0.差动放大器常被用作前置放大器。前置放大器的信号源往往是高内阻电压源，这就要求前置放大器有高输入电阻，这样才能接受到信号。有的共模干扰也是高内阻电压源，例如在使用50Hz工频电源的地方，50Hz工频干扰源就是高内阻电压源。若放大器的输入电阻很高，放大器在接受信号的同时，也收到了共模干扰。于是人们希望只放大差模信号，不放大共模信号的放大器，这就是差动放大器。运算放大器的输入级大都为差动放大器，输入电阻都很大，例如LF353的输入电阻约为1012Ω量级，0P07的输入电阻约为107Ω量级。

本实验电路在两个输入端分别接了510Ω电阻，使差动放大器的输入电阻下降至略小于这一数值，这是很小的输入电阻。其原因是，本实验电路用分列元件组成，电路中对称元件的数值并不是完全相等；其集电极为电阻负载，而不是恒流源负载；其发射极为恒流源负载，而不是镜像电流源负载，所以本实验电路的共模抑制比并不高。若本实验电路在输入端不接510Ω电阻，其输入电阻将较大，而共模抑制比不够高，实验环境中存在的高内阻共模干扰将进入输入端，那么输出端的共模干扰将较大，以致使验证差动放大器特性的实验难以进行。由于实验中所用信号源都为低输出电阻信号源，所以输入端接上510电阻后几乎不影响实验电炉接受来自信号源的信号，而高内阻共模干扰因实验电路输入电阻大大下降而基本上被拒之输入端外，从而使得输出端的共模干扰很小，实验得以顺利进行。输入端接510Ω电阻并不改变差动放大器的共模抑制比。

由此可见，在可以降低差动放大器输入电阻时，降低差动放大器输入电阻，可提高差动放大器的抗高内阻共模干扰的能力。

实验这弱的到教师的同意，可去掉实验电炉中的两个510欧电阻，再做实验就会发现，实验电路输出端的共模干扰明显增加。

（1）

静态工作点的调整与测量

将两个输入端Vi1、Vi2接地，调整电位器Rp使VC1=VC2，测量并填写下表。由于元件参数的离散，有的实验电路可能只能调到大致相等。静态调整的越对称，该差动放大器的共模抑制比就越高。

测量中应注意两点，一是所有的电压值都是对“地”测量值。二是应使测量的值有三位以上的有效数字。

静态工作点调整

对地电压

VB1

VB2

VB3

VC1

VC2

VC3

VE1

VE2

VE3

测量值（V）

0

0

-7.9012

6.4711

6.4501

-0.7817

-0.63985

-0.64013

-8.5650

由以上数据可得交流放大倍数为：

（2）

测量双端输入差模电压放大倍数

在实验箱上调整DC信号源，使得OUT1大约为0.1V，OUT2大约为-0.1V，然后分别接至Vi1、Vi2，再调整，使得OUT1为0.1V，OUT2为-0.1V，测量，计算并填写下表。

双端输入差模电压放大倍数

测量值（V）

计算值

VC1

VC2

VO

AD1

AD2

AD

3.1555

9.7610

-6.6055

-16.58

-16.55

-33.0

仿真测量值（V）

仿真计算值

2.304

10.367

-8.063

-20.84

-19.58

-40.31

这样做的原因是，实验电路的输入端对地有510欧的电阻，实验箱上的可变直流电压源是用1kΩ的可变电阻对5V、0.5V直流电压分压实现的，即直流电压信号源内阻于实验电路输入电阻大小可比。直流电压信号源接负载使得电压将明显小于未接负载时的电压，所以必须将直流电压信号源于实验电炉连接后，再把输入电压调到所需要的电压值。

这里，双端输入差模电压单端输出的差模放大倍数应用下式计算：

差模放大倍数实验值与仿真值误差为：

差模放大倍数的理论值可由以下公式计算：，其中

（3）

测量双端输入共模抑制比CMRR

将两个输入端接在一起，然后依次与OUT1、OUT2相连，记共模输入为ViC。测量、计算并填写下表。若电路完全对称，则VC1-VC2=Vo=0，实验电路一般并不完全对称，若测量值有四位有效数字，则Vo不应等于0.这里双端输入共模电压单端输出的共模放大倍数应用下式计算：

建议CMRR用dB表示

测量双端输入共模抑制比CMRR

输入（V）

测量值（V）

计算值

VC1

VC2

VO

AC1

AC2

AC

CMRR

+0.1001

6.4743

6.4469

0.0247

0.032

-0.032

0.247

42.52

输入+0.1仿真

6.327

6.327

0

0.02

-0.02

0

无穷

-0.1003

6.4917

6.4328

0.0589

0.206

-0.383

0.589

34.96

输入—0.1仿真

6.329

6.329

0

0.04

-0.04

0

无穷

由于理想状态下（正如仿真所得），所以共模放大倍数理论值为0，因此共模抑制比CMRR理论值为无穷。

事实上，电路不可能完全对称，因此，共模输入时放大器的∆V

不等于0，因而

AC也不等0，只不过共模放大倍数很小而已。共模输入时，两管电流同时增大或减小，Re3上的电压降也随之增大或减小，Re3起着负反馈作用。

由此可见，Re3

对共模信号起抑制作用；Re3

越大，抑制作用越强。晶体管因温度、电源电压等变化所引起的工作点变化，在差动放大器中相当于共模信号，因此，差动放大器大大抑制了温度、电源电压等变化对工作点的影响。

（4）

测量单端输入差模电压放大倍数

将Vi2接地，Vi1分别于OUT1、OUT2相连，然后再接入f=1KHz，有效值为50mV的正弦信号，测量计算并填写下表。若输入正弦信号，在输出端VC1、VC2的相位相反，所以双端输出Vo的模是它们两个模的和，而不是差。

单端输入差模电压放大倍数

输入

测量值（V）

单端输入放大倍数AD

VC1

VC2

VO

直流+0.1V

4.8068

8.1128

-3.306

-33.06

直流-0.1V

8.1683

4.7584

3.4099

-34.10

正弦信号

0.768

0.774

1.542

30.84

仿真如下：

输入

测量值（V）

单端输入放大倍数AD

VC1

VC2

VO

直流+0.1V

4.225

8.434

-4.209

-42.09

直流-0.1V

8.436

4.224

4.212

-42.12

正弦信号

1.06

1.06

2.12

42.4

实验值与仿真值的误差为：

单端输入的差模放大倍数理论上应该与双端输入的相近，因此其理论值也是-105.4

5.思考题

（1）

实验箱上的双端输入差动放大器的共模抑制比不算高，若要进一步提高共模抑制比，可采取哪些办法？

1）

提高差动放大器的输入阻抗或提高闭环增益。

2）

可以用一个晶体管恒

流源取代

Re3。因为工作于线形放大区的晶体管的Ic

基本上不随

Vce

变化（恒流特性），所以交流

电阻=△Vce

/△Ic

很大，大大提高了共模抑制比。

（2）

图3.1中的电阻Rb1、Rb2在电路中起到什么作用，若去除上述两个电阻，按实验（3）步骤和方法再测CMRR，两次测量的结果是否会有较大差别？为什么？

在两个输入端分别接了510Ω电阻，使差动放大器的输入电阻下降至略小于510Ω，这是很小的输入电阻。其原因是，本实验电路用分列元件组成，电路中对称元件的数值并不完全相等；其集电极为电阻负载，而不是恒流源负载；其发射极为恒流源负载，而不是镜像电流源负载，所以本实验电路的共模抑制比并不高。若本实验电路在输入端不接510Ω电阻，其输入电阻将较大，而共模抑制比不够高，实验环境中存在的高内阻共模干扰将进入输入端，那么输出端的共模干扰将较大，以致使验证差动放大器特性的实验难以进行。由于实验中所用信号源都为低输出电阻信号源，所以输入端接上510Ω电阻后几乎不影响实验电路接收来自信号源的信号，而高内阻共模干扰因实验电路输入电阻大大下降而基本上被拒之输入端外，从而使得输出端的共模干扰很小，实验得以顺利进行。输入端接510Ω电阻并不该变差动放大器的共模抑制比。

去掉实验电路中的两个510Ω电阻，再做实验就会发现，实验电路输出端的共模干扰明显增加。

（3）

归纳差动放大器的特点与性能，并于共射放大器比较。

电路对称抑制零点漂移；对差模信号有放大作用；对共模信号有抑制作用；输入阻抗较高；共模抑制比高；一般用来放大微小信号

第三篇：三极管放大电路实验报告

三极管放大电路 1、问题简述：

要求设计一放大电路，电路部分参数及要求如下：

（1）

信号源电压幅值：

0.5V ；（2）

信号源内阻：

50kohm ；（3）

电路总增益：倍；（4）

总功耗：小于 30mW ；（5）

增益不平坦度：~ 200kHz 范围内小于 0.1dB。、问题分析：

通过分析得出放大电路可以采用三极管放大电路。

2.1 对三种放大电路的分析（1）共射级电路要求高负载，同时具有大增益特性；（2）共集电极电路具有负载能力较强的特性，但增益特性不好，小于 1 ；（3）共基极电路增益特性比较好，但与共射级电路一样带负载能力不强。

综上所述，对于次放大电路来说单采用一个三极管是行不通的，因为它要求此放大电路 具有比较好的增益特性以及有较强的带负载能力。

2.2 放大电路的设计思路 在此放大电路中采用两级放大的思路。

先采用共射级电路对信号进行放大，使之达到放大两倍的要求；再采用共集电极电路 提高电路的负载能力。、实验目的（1）进一步理解三极管的放大特性；（2）掌握三极管放大电路的设计；（3）掌握三种三极管放大电路的特性；（4）掌握三极管放大电路波形的调试；（5）提高遇到问题时解决问题的能力。、问题解决 测量调试过程中的电路：

增益调试：

首先测量各点（电源、基极、输出端）的波形：

结果如下:

绿色的线代表电压变化，红色代表电源。

调节电阻 R2、R3、R5 使得电压的最大值大于电源 电压的 2/3。

V A =R2 〃 R3 〃

(1+ 3)R5 / [R2//R3//(1+ 3)R5+R1]，其中由于 R1 较大因此 R2、R3 也相对 较大。

第一级放大输出处的波形调试(采用共射级放大电路)：

结果为：

红色的电压最大值与绿色电压最大值之比即为放大倍数。

则需要适当增大 R2，减小 R3 的阻值。

总输出的调试：

如果放大倍数不合适，则调节 R4 与 R5 的阻值。即当放大倍数不足时，应增大 R4，减小 R5。

如果失真则需要调节 R6，或者适当增大电源的电压值，必要时可以返回 C 极，调节 C 极的 输出。

功率的调试：

由于大功率电路耗电现象非常严重，因此我们在设计电路时，应在满足要求的情况下尽可能 的减小电路的总功耗。减小总功耗的方法有：)尽可能减小输入直流电压； 2)尽可能减小 R2、R3 的阻值； 3)尽可能增大 R6 的阻值。

电路输入输出增益、相位的调试：

由于在放大电路分别采用了共射极和共集电极电路，因此输出信号和输入信号相位相差 180 度。体现在波形上是，当输入交流信号电压达到最大值是，输出信号到达最小值。

由于工作频率为 1kHz，当采用专门的增益、相位仪器测量时需要保证工作频率附近出的增 益、相位特性比较平稳，尤其相位应为± 180 度附近。一般情况下，为了达到这一目的，通 常采用的方法为适当增大 C6(下图为 C1)的电容。

最终调试电路：

电路图:

根据此图可以分析出该电路功耗还是有点大。・s£ Cl —-1卜 *5.■W XfiNL + ¥-4l-!t+n 15^ F4H XKPl 十 IN _

pir 测量结果如下:(1)功耗图：

WaftTneter XWMT X 272239 mWPowtr 134 QI EJT 3?K 和 TW BIT KTH XSC

(2)输入输出波形图:

由此图可以分析出：输入输出的波形图相同，B 通道的电压值是 A 通道的电压值的二倍, 因此电压增益为二倍，即电路达到了放大二倍的效果。

(3)相位图:

TT1 1-18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-XBPI c-18D E3eg 2D kHz Bode PLotter-XBPI Ciut In i-

由以上两个图可分析出相位的变化范围：

20Hz~20KHz ,-179.796Deg ~ 180Deg;(4)幅频特性图: Bode Platte r-XPPl

2D H E

Mtode h/bg nitude Phase Refers 亡 | 話耳皀

| Sei...Hk))rizarrii.al ^rtical fubd& i 油卯 fltud 电 P 佔瓢 +1 2DkHi

■

kHz

Ccrrtmls io-

dB-lb dB

Lug Iri |ZD kHi [2D-

Controls Reverse Horizontal I-10

%fart»il F 10 Ourt 一

由以上两个图可以分析出：幅度变化 20Hz~20KHz，6.686dB。

实验感受：

通过本次实验我获得了很大的收获，将我们上学期所学的模电理论知识进行了实践仿 真，让我们真是感受到了三极管的放大作用，以及参数对放大效果的影响，了解各个器件起 的作用，在老师的指导下，让我们将所学的理论知识融会贯通，而且对放大电路的要求也有 了一定的了解，从开始无从下手到最后仿真应用自如，一步一步改进，在理论和实践上双丰 收！

希望在下次实验中有更好的变现！

第四篇：多级放大电路的设计报告

电工电子技术课程设计报告

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

目 录

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：

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。

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

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≈ 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．

15.

第五篇：实验三阻容耦合放大电路实验报告

学生实验报告

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

****年**月**日