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北邮22信通——电子电路_青山如墨雨如画的博客-CSDN博客
目录
实验目的:
实验设备及器件:
实验内容:
1.频率特性分析
1.1 C4为100pF时电路的频率特性分析
1.2 C4为0.01μF时电路的频率特性分析
1.3 C4电容不同时电路的频率特性分析与比较
2.深度负反馈频率特性分析
2.1 C4为100pF时深度负反馈电路的频率特性分析
2.2 C4为0.01uF时深度负反馈电路的频率特性分析
3.计算、仿真、测试共射放大电路过程中的体会
附录:Multisim中晶体管模型参数修改表:
实验五 共射放大电路的频率特性与深负反馈的影响
计算、仿真、测试分析报告(指导)
(请在本文件中录入结果并进行各类分析,实验结束后,提交电子文档报告)
实验目的:
以实验3相同电路为测试对象:掌握获得波特图的测试、仿真方法;掌握负反馈对增益、上下限截频的影响,了解输入输出间的电容对上限截频的影响等。
在开始实验前,请阅读本指导书附录(Multisim中晶体管模型参数修改表)中的内容。
实验设备及器件:
笔记本电脑(预装所需软件环境)
AD2口袋仪器
电容:100pF、0.01μF、10μF、100μF
电阻:51Ω*2、300Ω、1kΩ、2kΩ、10kΩ*2、24kΩ
面包板、晶体管、2N5551、连接线等
实验内容:
电路如图3-1所示(搭建电路时应注意电容的极性)。
搭建的电路图实物图如下图所示:
说明:
色环与电阻:
1.频率特性分析
1.1 C4为100pF时电路的频率特性分析
(1)Multisim仿真频率特性,给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方,标定中频增益、上限截频、下限截频,并将数值填入表1-1)
电路图搭建如图所示:
注意:
2N5551的参数是需要根据自己实验三的参数重新设定的。
电容选用普通电容进行仿真即可。
别忘了接地。
波特仪:
右边一竖列仪器从上往下数第11个。
点击运行开始测试,双击波特仪查看曲线情况。将坐标单元调为50dB和-50dB。
其他不动。
大概的图类似于这样:
找中间最平滑的部分,取一个点。读出这个位置的增益。大概范围是21~23dB左右 。
然后这个增益减3dB,找到曲线上的那个点。
具体调整方法如下:选中标定线(蓝色的竖线),右键,set Y value,=>表示向右边寻找,<=表示向左边寻找。设置值为<平滑位置测出的增益-3dB>
(2)利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性,给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方,标定中频增益、上限截频、下限截频,并将数值填入表1-1)
AD2接口:
使用AD2波特仪需要用到的接口:channel1的1+和1-,channel2的2+和2-;
使用电压源需要的接口:V+和V+左边的接地(向下箭头)
使用交流源需要的接口:W+和W+右边的接地(向下箭头)
总计8个接口。
和电路相连之后的效果:
WaveForms仪器参数调整:
Supplies
Wavegen1
Network(Network是Welcome页的波特仪打开的)
然后打开Supplies和Wavegen1,点击上图中的Run,开始运行,大概会出现这样的图:
鼠标双击曲线,就会出现红色标线,方便读取数据。找曲线水平的部分取点,之后读取到的增益-3dB带宽,再找到相应的点,读取相应的频率即可。
(3)对比分析仿真与测试的频率特性:
表1-1 100pF电路频率特性
增益(dB) | 下限截频 | 上限截频 | |
计算 | |||
仿真 | |||
测试 |
对比分析:
将仿真值和测量值填入上表。注意,增益是你在水平部分取到的某点的增益,那个点上的增益是多少你就填多少,大概范围在21~23dB。
1.2 C4为0.01μF时电路的频率特性分析
(1)Multisim仿真频率特性,给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方,标定中频增益、上限截频、下限截频,并将数值填入表1-2)
调整电容为0.01uF,其余不变,按照上面仿真的步骤进行实验。
中频增益就是曲线水平部分取到的点的增益值,大概在21~23dB左右。
(2)利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性,给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方,标定中频增益、上限截频、下限截频,并将数值填入表1-2)
将电容101换成103,其余不变,按照上面的步骤进行实验。
(3)对比分析仿真与测试的频率特性:
表1-2 0.01μF电路频率特性
增益(dB) | 下限截频 | 上限截频 | |
计算 | |||
仿真 | |||
测试 |
对比分析:
1.3 C4电容不同时电路的频率特性分析与比较
思考扩展:在本实验中,三极管2N5551C的基极与集电极之间存在电容C4,在实验中,C4在电路中起着什么作用,其电容大小是否会对电路造成影响,造成了什么影响?
表1-3 电路频率特性比较
增益(dB) | 下限截频 | 上限截频 | |
计算 | |||
仿真(100pF) | |||
仿真(0.01μF) | |||
测试(100pF) | |||
测试(0.01μF) |
将发射极电阻R3和R4对调位置(即:改变交流负反馈深度,但静态工作点不变)。计算中频增益:
将结果填入上表。
2.深度负反馈频率特性分析
按要求将两个电阻的位置互换,然后将上一次的103电容换成101的,直接做下面这个实验。
2.1 C4为100pF时深度负反馈电路的频率特性分析
(1)电路中C4为100pF时,Multisim仿真频率特性,给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方,标定中频增益、上限截频、下限截频,并将数值填入表2-1)
注意电容更换,按照以前仿真的步骤进行实验。增益范围大概在9.0~9.5之间,正常实验会有很多位小数,比我给的这个范围边界值精确。记录数据的时候小数点后记录3~4位。
(2)利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性,给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方,标定中频增益、上限截频、下限截频,并将数值填入表2-1)
注意更换,按照以前测试的步骤进行实验。同上。
(3)对比分析仿真与测试的频率特性(含R3和R4未对调前的数据):
表2-1 100pF电路加深反馈前、后的频率特性对比
增益(dB) | 下限截频 | 上限截频 | |
计算(浅负反馈) | |||
仿真(浅负反馈) | |||
测试(浅负反馈) | |||
计算(深负反馈) | |||
仿真(深负反馈) | |||
测试(深负反馈) |
分析加深负反馈前后仿真与测试的指标差别,包括前后增益的变化、前后上下限截止频滤的变化等。
将数据填入上表。
2.2 C4为0.01uF时深度负反馈电路的频率特性分析
将101电容换成103电容,其余不变。(注意这个时候源极电阻(51欧和300欧电阻)已经换过了,不用再动了)
(1)电路中C4为0.01uF时,Multisim仿真频率特性,给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方,标定中频增益、上限截频、下限截频,并将数值填入表2-2)
注意电容更换,按照以前仿真的步骤进行实验。增益范围大概在9.0~9.5之间,正常实验会有很多位小数,比我给的这个范围边界值精确。记录数据的时候小数点后记录3~4位。
(2)利用AD2的网络分析功能实际测试频率特性,给出波特图(波特图屏幕拷贝贴于下方,标定中频增益、上限截频、下限截频,并将数值填入表2-2)
注意更换,按照以前测试的步骤进行实验。同上。
(3)对比分析仿真与测试的频率特性(含R3和R4未对调前的数据):
表2-2 0.01uF电路加深反馈前、后的频率特性对比
增益(dB) | 下限截频 | 上限截频 | |
计算(浅负反馈) | |||
仿真(浅负反馈) | |||
测试(浅负反馈) | |||
计算(深负反馈) | |||
仿真(深负反馈) | |||
测试(深负反馈) |
分析加深负反馈前后仿真与测试的指标差别,包括前后增益的变化、前后上下限截止频滤的变化等。
将测量结果填入上表。
3.计算、仿真、测试共射放大电路过程中的体会
附录:Multisim中晶体管模型参数修改表:
调用2N5551晶体管模型,修改晶体管的相关参数(见下表,除表中各项需要修改外,其他不变)
原2N5551编辑模型参数 | 修改后2N5551模型参数 | ||
传递饱和电流 IS | 2.511e-015(f) | 3.92e-014 | |
理想最大正向放大倍数BF | 242.6 | (通过万用表实际测量β)//声明 这里的数据一定要改!!!是大家实验三测出的数据,每个人不一样,会导致仿真结果不一样!!! | |
正向厄尔利电压VAF | 100 | 1e30 | 修改目的是忽略基区调宽效应的影响 |
正向放大倍数高电流转角IKF | 0.3458 | 1e30 | 不考虑大电流时β的下降 |
B-E漏饱和电流 ISE | 2.511e-015(f) | 0 | 不考虑小电流时β的下降 |