基本放大电路实验报告总结
基本放大电路实验报告总结
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基本放大电路实验报告总结1
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)， R4R4
UE3 UB3 Uon (VCC ( VEE)) R5 Uon R5 R6
uo1 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//）1 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
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。
基本放大电路实验报告总结2
实验一：仪器放大器设计与仿真
一． 实验目的
1．掌握仪器放大器的设计方法
2．理解仪器放大器对共模信号的抑制能力
3．熟悉仪器放大器的调试方法
4．掌握虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器的使用方法，如示波器、毫伏表信号发生器等虚拟仪器的使用
二． 实验原理
仪器放大器是用来放大差值信号的高精度放大器，它具有很大的共模抑制比，极高的输入电阻，且其增益能在大范围内可调。仪器放大器原理图如下所示：
仪器放大器由三个集成运放构成。其中，U3构成减法电路，即差值放大器，U1、U2各对其相应的信号源组成对称的同相放大器，且R1=R2，R3=R5，R4=R6。 令R1=R2=R时，则
Vo2—Vo1=（1+2R/Rg）（Vi2—Vi1）
U3是标准加权减法器，Vo1、Vo2是其输入信号，其相应输出电压 Vo=—（R6/R5）Vo2+R4/（R3+R4）Vo1（1+R6/R5）
由于R3=R5=R4=R6=R，因而
Vo=Vo1—Vo2=（1+2R/Rg）（Vi1—Vi2）
仪器放大器的差值电压增益
Avf=Vo/（Vi1—Vi2）=1+2R/Rg
因此改变电阻的值可以改变仪器放大器的差值电压增益，此仪器放大器的增益是正的。
三． 实验内容
1．按照上述原理图构成仪器放大器，具体指标为：
（1）当输入信号Ui＝2sinwt(mV)时，输出电压信号Uo＝0.4sinwt(mV)，Avf=200，f=1kHz
（2）输入阻抗要求Ri>1MΩ
2．用虚拟仪器库中关于测试模拟电路仪器，按设计指标进行调试。
3．记录数据并进行整理分析
四． 实验步骤
按下图连好电路，并设置函数信号发生器，输出正弦，频率为1kHz，幅度为2mV；用示波器观察波形变化
其中Avf=1+2R/Rg≈200，输入的为差模信号2mV符合实验要求
五．实验结果
如图示波器CH1、CH2、CH3分别是Vi1、Vi2、Vo， 由图可知输出Vo=0.4sinwt（V）， 且和Vi1同相
六．实验心得体会
从这次实验中我学会了multisim的基本操作方法，理解了仪器放大器的原理，而且通过仿真实验更加熟悉了一些常见电路元件的功能
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