综合评定成绩百分数等级
课程设计
课 程: 电子线路综合设计
学生姓名: 汪君军 学生学号: 1008020128 院 系: 电气信息工程学院
专 业: 自动化 班 级: 1班 任课教师: 伍龙
《射极跟随器设计与仿真实验》课程设计报告
学生姓名:汪君军 学号:1008020128 一、设计任务内容
1) 进一步预习电路仿真软件Electronics Workbench 5.0的使用。 2) 学习放大器各项参数的测试方法。 3) 复习射极跟随器的相关知识。
4)熟练掌握电路仿真软件Electronics Workbench 5.0的使用。
5)通过对射极跟随器的仿真,进一步掌握射极跟随器的工作原理与特点。
6)通过此次实验,掌握在微机上运行电路仿真软件Electronics Workbench 5.0的实验方法。
二、实验原理及步骤
射极跟随器的原理是一个电压串联负反馈放大电路,它具有输入电阻高,输出电阻低,电压放大倍数接近于1,输出电压能够在较大范围内跟输入电压作线性变化以及输入、输出信号同相等特点。
三、总体设计
1)静态工作点的调试
接通+12直流电源,在B点加入F=1KHZ正弦信号Ui,输出端用示波器测出波形,反复调整Rw及信号源的输出幅度,使在示波器的屏幕上得到一个最大的不失真输出波形,然后置Ui=0,用电压表测出晶体管对地的电位 Ue(v) 9.601 Ub(v) 10.249 Uc(v) 12.132 Ie(mA) 3.55 在下面整个测试过程中应保持Rw值不变(即保持静态工作点Ie不变) 2)测量放大倍数Av
接入负载RL1千欧姆,在B点加F 1kz正弦信号ui,调节信号幅度,用示波器观察输出波形
1
u0,在最大不失真情况下,测ui、u0值。 Ui(v) 1.1814 3)测量输出电阻电阻R0
接上负载RL 1K,在B点加F 1khz正弦信号ui,调节输入信号幅度,用示波器观察输出波形u0.有负载时输出电压ul. U0(V) 1.810 4)测量输入电阻Ri
在A点加f1khz的正弦信号Us,用示波器检测出波形,用交流毫伏表测出A、B点对地的电位Us、Ui Us(V) 1.900 5)测试跟随特性
接入负载RL 1K欧姆,在B点加入F 1KHZ正弦信号Ui,逐渐增大Ui幅度,用示波器监视出波形直至输出波形达最大不失真,测量对应的Ul值。 Ui(V) Ul(V) 1.159 1.131 1.162 1.133 1.167 1.138 1.177 1.142 1.179 1.145 Ui(V) 1.780 Ri(K欧姆) 29.670 Ul(V) 1.751 R0(K欧姆) 0.026 Ul(v) 1.748 Av 0.964 6)测试频率响应特性
保持输入信号Ui幅度不变,改变信号源频率,用示波器检测出波形,用交流毫伏表测出不同频率下的输出电压UL值。 F(KHZ) UL(V)
1 1.500 0.972 1.516 0.958 1.508 0.917 1.518 0.923 1.549 四、实验与体会
通过电子设计与仿真设计进而掌握了模拟电子电路的设计与仿真。模拟电子电路在自动控制系统中,在众多的电子产品中占有很重要的位置,即使在电子产品趋于数字化的现在和将来,模拟电路都有其不可替代的作用。在设计与仿真时大大提高了数据的准确性,而且方便有效。减少了因人工操作实验带来的繁琐避免了仪器的损坏。 五、参考文献
1)输入电阻
Ri=rbe+(1+b)Re 如考虑偏置电阻Rb和负载Rl的影响,则
Ri=Rb//[rbe+(1+b)(Re//Rl)]
由上试可知射极跟随器的输入电阻Ri比共射极单管放大器的输入电阻Ri=Rb//rbe要高的
多,但由于偏置电阻Rb的分流作用,输入电阻难以进一步提高。输入电阻的测试方法同单级放大器。 2)输出电阻R0 根据图可知
R0=rbe/b//Re^=rbe/b 如考虑信号源内阻Rs,则
2
R0={rbe+(Rs//Rb)}/b//Re^={rbe+(Rs//Rb)}/b
由上试可知射极跟随器的输出电阻R0比共射极单管放大器的输出电阻R0^=Rc低的多。三极管的b越高,输出电阻越小。 输出电阻R0的测试方法亦同单级放大器,即先测出空载输出电压U0,再测接入负载后Rl后的输出电压Ul,根据 Ul=Rl/(R0+Rl)*U0 即可求出R0 R0=(U0/Ui-1)*Rl 3)电压放大倍数
Av<=1 上式说明射极跟随器的放大倍数小于接近1,且为正值。这是深度电压负反馈的结果。但它的射极电流比基流大(1+b)倍,所以它具有一定的电流和放大作用。
六、附录
电压跟随器的范围
电压跟随器的范围是指射极跟随器输出电压U0跟输入电压Ui做线性变化的区域。当Ui超过一定范围时,U0便不随Ui做线性变化,即U0波形产生失真。为了使输出电压U0正、负半周对称,并充分利用电压跟随范围,静态工作点应选在交流负载线中点,测量时可直接用示波器读取U0的峰峰值,即电压跟随范围.
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