1、郑州科技学院电子仿真实验报告题 目 小信号阻容耦合放大电路设计 学生姓名 专业班级 10 级电科四班 学 号 201031099 院 （系） 电气工程学院 指导教师 刘林荫 完成时间 2013 年 9 月 15 日 目录1 设计要求 12 设计说明 1（1）选定电路形式 .1（2）选用三极管 .13 设置静态工作点并计算元件参数 14 仿真设计 2（1）搭建实验电路 .2（2）仿真分析 .25.分析研究 5（1）问题分析 .5（2）问题解决： .511 设计要求试设计一个工作点稳定的小信号单元放大电路。要求：|Av|40，R i1kRo100kHz,电路的 Vcc=+12V，R L=3k，V
2、i=10mV，R s=600。2 设计说明（1 ）选定电路形式选用如图 5.1.1 所示的基极分压式工作点稳定的小信号共射放大单元路。R1R2R3R4R5R6Q1V1VCCC4C5C6图 5.1.1 共射放大电路（2 ）选用三极管因设计要求 fH100kHz,fH 的指标要求较高。一般来说，三极管的 fT 越大 Cbe、C bc 越小， fH 越高。故选定三极管为 9013，其 ICM=500mA，V (BR)CEO20V，P CM=625mW，fT150MHz，I CEO0.1uA，h FE()为 60200。对于小信号电压放大电路，工程上通常要求 的数值应大于 Av 的数值，故取 =60。
3、3 设置静态工作点并计算元件参数ICQ(310)/ （Rs+rbe）=(2.68.6) F。取 Cb2=Cb1=10F。Ce(13)/ (Re/(RS+rbe)/ )=(53159) F，取 Ce=100F。4 仿真设计（1 ）搭建实验电路在 Multisim 10 电路实验窗口，按上述设计参数搭建小信号共射放大电路，如图 5.1.2（a）所示。图 5.1.2 实验电路（2 ）仿真分析1.用直流工作点分析功能分析计算实验电路打开存盘的如图 5.1.2 所示的实验电路，单击 Multisim 10 界面菜单“Simulate/Analyses/DC operating Point”按钮。在弹出的
4、对话框中，是定节点1（基极） 、节点 2（集电极） 、V cc（直流电源） 、节点 3（发射极）和 Iccvcc（流入直流电源 Vcc 的电流）为待分析的电路节点。单击“Simulate”仿真按钮进行直流工作点仿真分析，即分析结果（待分析电路节点的电位）显示在“Analysis Graph”（分析结果图）中，如图 5.1.3 所示。依分析结果，有3VBEQ=V1-V3=(2.92772-2.18949)V=0.74VVCEQ=V2-V3=(10.37662-2.18949)V=8.19VICQ=(VCC-V2)/RC=(12-10.37662)/1.2mA=1.35mA图 5.1.3 输入、输
5、出电压峰值测量数据DC Operating Point1 V（2） 10.376622 V(1) 2.9.7723 V(3) 2.189494 I(ccvcc) -1.51482m图 5.14 直流工作点分析数据2.用测量仪器仿真测量、分析实验电路的电压放大倍数和输入、输出电阻用示波器测量的输入、输出信号波形参数如图 5.1.5 所示。由示波器游标可知道 T2-T1 的值，则实验电路的电压放大倍数为AV=Vop/Vip=-829.132/20.138=-41.17，数值余量不大测得电源信号的峰值约为 14.14m V，输入信号约为 10.08mV，则实验电路的输入电阻为 Ri=Vip/(Vsp
6、-Vip)Rs=1.54k。图 5.1.5 输入、输出电压峰值测量数据4由图 5.1.6（a）所示，断开负载电阻 RL 后，测得输出电压峰值 Vop 的平均数值约为 576.5mV，如图 5.1.6（b）所示，所以输出电阻为R0=(Vop/Volp-1)RL=1.17kXSC1A BExt Trig+_ + _R1620V110mVrms 1 Hz 0 C110FC210FC310FR256kR320kR41.2kR51.6kR63kVC12VU1ZTX325图 5.1.6（a）实验电路图 5.1.6（b）信号、负载开路时输出电压峰值测量数据3.利用交流分析功能（AC Analysis）分析实
7、验电路的频率特性图 5.1.7 放大电路的幅频特性曲线和相频特性曲线5由图 5.1.7 可以得出下限频率约为 159.103Hz上限频率约为 3.8192MHz通带宽度 BW=（3819.2-0.159）kHz=3819.04kHz5.分析研究（1）问题分析1、放大倍数实验电路中电压放大倍数约为-40.86，数值余量不大。Av 几乎与放大电路中的三极管无关，而仅与放大电路中的电阻阻值及环境温度有关，且与 ICQ 成正比。因此，减小 Rb1 增大 ICQ，是增大阻容耦合共射放大电路放大倍数最有效的办法。ICQ26/(Ri-rbb)=2.36mA，取 ICQ=2mA。Re=(VBQ-VBEQ)/I
8、CQ=(4-1)/2k=1.5k，Re=1.5kRb2=VBQ/7.5I1=VBQ/15=24kRb1=Rb2(Vcc-VBQ)/VBQ=24(12-4)/4=48k，取 E24 系列标称值，Rb1=51k2、下限截止频率由仿真分析得到下线截止频率约为 159Hz，数值略大于设计要求。要想降低下限截止频率，应增大耦合电容 C1、Cb2 和旁路电容 Ce。旁路电容 Ce 所在回路的等效电阻最小，影响最大，要想降低下限截止频率应增大 Ce，故将 Ce从 100F 调整为 220F；将耦合电容 C1、Cb2 从 10F 调整为 22F。（2 ）问题解决：由上面的计算更改的电路如图 5.1.8 所示XSC1A BExt Trig+_ + _R1620V110mVrms 1 Hz 0 C122FC222FC3220FR251kR324kR41.2kR51.5kR63kVCC12VU1ZTX325图 5.1.8 参数修改后的实验电路6用示波器观察电路放大的倍数为Av=Vop/Vip=-997.869/18.446=-54.1此时电路的电压增益明显提高了。上限频率为 89Hz下限频率为 3.3839MHz通带宽度 BW=（3383.9-0.09）kHz=3383.81kHz所以耦合电容和旁路电容，电路的下限截止频率降低了。但由于工作点的改变，电路上限截止频率和通带宽度也降低了。
