实验三 多级放大电路及反馈放大电路的仿真分析

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1 实验三 多级放大电路及反馈放大电路的仿真分析
一．实验目的 1．掌握仿真软件EWB的使用方法。 2．学会使用该软件绘制电路，并完成对电路的静、动态测试。 3．通过仿真，发现并解决设计过程中的问题。 二．设计要求 1．设计任务 (1) 两级放大电路的设计

2 c. 两级放大电路的要求：IcQ=3mA， Au≥103，Ri>2kΩ，Ro≤2kΩ。
b. 已知：Vcc=12V，RL=3kΩ， β≈120。 c. 两级放大电路的要求：IcQ=3mA， Au≥103，Ri>2kΩ，Ro≤2kΩ。 (2) 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，引入级间电压串 联负反馈。

3 b. 要求Auf=100，Rif＞10kΩ，Rof<100Ω。
2．设计提示 (1) 两级放大电路的设计电路结构如图6.3.1所示。

4 Uomax=[UCEQ2，ICQ2 × RL’]min。
根据Au=Au1× Au2来确定Au2时，应先确定Ri2 ，因为Ri2是前级放大器的负载， Ri2 ≈ rbe2取决于ICQ2， ICQ2越小， Ri2越大 ；但ICQ2又不宜太小 ，因为最大不失真输出幅度 Uomax=[UCEQ2，ICQ2 × RL’]min。

5 本设计中要求ICQ2=3mA，可以按以下步骤设计，由ICQ2可以确定来Ri2修Au1 ，确定Au2 ，选定一个合适的UB2（例如3V）可以确定Rb21和Rb22以及Re2；Rc2可由Au2和R0联合确定。

6 (2) 电压串联负反馈放大电路的设计 Auf=100→F=1/100，为此，图6.3.2在不改变第一级静态工作点的前提下，将Re1分为Re1’和Re1’’两部分，显然F= Re1’ /(Re1’+Rf)=1/100。此时Au1=-βRL’/[rbe1+(1+β)Re1’]将比原来显著下降，进而使Au=Au1× Au2减小，导致用深度负反馈法估算的闭环电压放大倍数Auf有较大误差。为了验证这一点, 同学可先按此方案实验, 看实验结果是否与上述分析一致。

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8 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。
三．预习内容 1．认真阅读本书第五章，了解EWB的使用方法。 2．完成设计任务 四．实验内容 1．EWB使用方法练习 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。

9 2．两级放大电路的仿真分析 (1) 绘制电路图，注意：①接入万用表。②三极管选择National公司的2N2712。
(2) 监测UB1、UC1、UE1，UB2、UC2、UE2，记录读数，并与理论值比较。 (3) 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放大倍数Au。

10 (4) 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，“IN”两端接输入,“OUT”两端接输出，将扫频范围(Horizonal, 横轴)设置为1Hz(I, 起始值)到1GHz（F，终了值），并选对数（Log）显示方式。先观察其幅频特性（Magnitude），将增益显示范围设置在0~40dB，也用对数方式（Log）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。再观察其相频特性（Phase），将相位量程设定为-360°~0°，用线性方式（Lin）显示。对曲线加以记录。

11 (5) 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。
3. 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的两级放大电路图，完成与上一项中相同的仿真分析。 注意： (1) 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。 (2) 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。

12 五．思考题 1．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 ？