单级放大器的实验报告

电子线路实验报告

题目：单级放大电路

实验第一部分：multisim仿真

一：仿真模型的建立过程

1)启动multisim 10.0，在place中点击component的元件库中，将电路所需

的元件（信号源[ac power]，直流电源[vcc],三极管[BJT NPN],电阻[resistor],滑线变阻器[potentiometer],电容[cap electrolit]，地端[ground])一一调用，放工作区中。

2)将放置好的元件移动，旋转，然后，按照位置适当的连接完成。

3)在已经连接好的电路中选中一个元件，单击左键，在出现的快捷菜单中，选择

属性[properties],在打开的页面中修改元件的参数，选择适当的参数来保证下面的仿真工作顺利进行。

4)最后在操作界面顶端的工作菜单中，点击选项[options],选择sheet

properties,在打开的对话界面中，在Net Name 栏中，选择show all 选项，是电路中每条线路上都显示标号，以便仿真与电路的修改。

5) 完成后的单级放大电路的multisim原理图如下所示。

图1-1

二：实际操作中的错误

错误最开始仿真过程无法进行，万用表测量值为负值，不符合实际中的电压情况，没有实现放大的功效。

原因在绘制multisim原理图时，忽略了节点的作用，在分压偏置的两个R1，R2中间，没有节点，没有完成正常的分压偏置作用。

三：电路原理分析

1)电路中必须根据放大管的类型加入合适的直流电源，以便设置合适的静态工作

点，并且作为输出的能源。对于晶体管放大电路，电源的极性和大小要保证发射结的正向偏置，且基极与发射极之间的静态电压要大于开启电压，保证晶体管导通，集电结要处于反向偏置，保证晶体管工作在放大区。

2)电阻的取值要得当，与电源相配合，是放大管有合适的静态工作点。

3)加入输入信号时候，要能够作用输出回路，改变基极和发射极之间的电压，从而

改变基极或发射极的电流。

4)在基极加入两个分压偏置电阻，加入一个滑动变阻器，调节滑动变阻器，就可以

完成直流工作点的调整，改变发射极的电压。

5)加入的发射极反馈电阻，进行负反馈调节，保证静态工作点，使电路的静态工作

点稳定，不会因工作时间的长短导致电阻的随温度的变化，而改变静态工作点。

6)由于发射极的反馈电阻，不但可以对直流信号产生负反馈作用，对交流信号也会

产生负反馈的作用，这样就会导致电压的增益下降过多，保证交流信号不被削弱过多，射极旁路电容，由于其隔直流通交流的，不会对直流工作点产生影响，而且对于交流通路相当于直接接地。

四：仿真过程及其结果

第一部分：静态仿真

用万用表先测量发射极的电压，仿真电路图如下所示：

图1-2

1）调整电位器，使其的接入比例为百分之十一，然后双击万用表，点击仿真启动按钮，读出发射极的直流电压为2.171伏。

2）执行菜单栏中间的，仿真[simulate]，然后选择分析[analyses]中的直流工作点分析[DC Operating point analyses]。

3）在输出[output]中的所有种类[All variables]，添加进去基极，发射极，集电极所对应的网络编号，然后进行仿真，结果如下图所示

图1-3

4）如图所示，静态仿真结果如图所示。将结果记录，可与计算结果相对比。

数据记录如下：

仿真数据计算数据

基极集电极发射极Vbe Vce Rp

2,79994 6.21501 2.17113

第二部分：动态仿真

1）用双踪示波器，接入电路测量电路中，观察输入输出波形的变化。

2）仿真过程的电路如图1-4示。

3）连接好电路后，重新启动仿真。双击示波器图形，然后调整两个端口的坐标1-5使之出现合适的波形，如图1-5所示。

4）点击T1和T2的箭头，可以移动如图所示的竖线，就可读出峰峰值，然后将峰峰值变为有效值即可。

5）仿真结果如下图所示

6）仿真结果计算如下

仿真数据计算Vi的有效值V o的有效值Av

9.9915mv 407.6086mv 40.795355

图1-4

图1-5

7）保持电路的其他部分不动，分别加上5.1千欧和330欧的电阻，同样进行仿真。仿真结果如下所示

仿真数据计算

RL Vi V o Av

5.1 9.99646mv 204.7920mv 20.49207

330 9.9816mv 25.13932

8）保持仿真电路图1-4不变，增大减小滑动变阻器的值，观察输出电压的变化。仿真结果如下所示

电阻Vb Vc Ve

R增大到10% 2.87907 5.99469 2.24775

R增大到90% 1,45505 9.72776 850.38331

第二部分（附）：动态仿真（二）

1）测量输入电阻Ri

仿真电路如下图所示

图1-6

2）仿真结果统计入下表

仿真数据计算

信号发生器的有效电压值万用表的有效数据Ri

4.9576mv 6.634mv 20.1822欧

3）测量输出的电阻

如图1-6所示，直接将万用表接在输出端，然后将万用表打在交流档，测量的即为VL数值，然后将负载电阻删除后，将万用表接在输出端，同样打在交流档，其测量的数据为VO

4）仿真结果记录如下：

仿真结果计算

VL VO Ro

130.852mv 259.879mv

实验第二部分：protel 的原理图及PCB版图的制作。

一：protel原理图的绘制过程

1)使用DXP2004进行protel的原理图的绘制。

2)首先，在e盘新建一个文件加s打开file-new-Design workspace,新建一个工作区并将其保存在s文件夹之下，然后在打开file-new-project-PCB project，也将其保存在s文件夹下。完成后，新建一个原理图文件[schematia]，将其，命名为，sheet 1.SCHDOC。3）其次，加载元件库，在打开的原理图操作面板下，点击左侧的快捷工具栏中的libraries，在其本身提供的miscellaneous devices的元件库中，选出，NPN型的放大器，和电阻，电容，还有提供直流工作点的直流电源，和交流电源，将其元件合理布局后进行连线。

4）最后，连线完成后，修改各个元件的属性和名字，将其按照multisim仿真中的数据进行修改，得到protel的原理图，然后将其保存在相同的文件夹下面。

5）原理图制作完成后，点击design-netlist for document。选择其中的protel选项生成了，网络报表，此时，若果出现错误，则无法生成网络报表。

二：操作过程中出现的错误

错误实际操作中，原理图制作的操作中出现的错误，各种网络线上显示的是，signal has no driver。

原因错误原因为：实际操作的顺序出现问题，若没有按照基本顺序进行必须要将新建的sheet 1.SCHDOC文件保存在最开始新建的PCB project下面

Protel的原理图如下：

图1-7

二：PCB版图的绘制

1）直接继续上面的步骤，保存生成的网络表格后，在Flie-new-PCB，新建一个PCB 版图的文件，然后将其同样保存E盘新建的文件夹s中。

2）保存过后，打开PCB面板，点击design-import changes from PCB-project1.prjPCB 命令，并且在出现的工程网络变化对话窗口中，点击Validate Changes，若状态栏中全部现六色的对号，再点击Execute changes ，托动鼠标，将导入的原理图装入，PCB 版中。

3）在装入器件的PCB版图中，手动拖动元器件，进行布局，布局的原则是尽量紧凑，以节省板子的面积。

4）布局完成后，进行布线，布线选择手动布线，其操作如下所示，

design-rules....--Routing--Routing Toploggy--Routing Toploggy，在出现的Constraints--Topology，中选择，Horizontal的策略。完成后再点击

design-rules....--Routing--Routing priority--Routing priority，然后，仍然是在出现的Constraints--Routing priority中更改等级为3.，完成后，点击apply，显示出完成设定的界面。

5）完成自动布线的基本设置后，点击Auto--All..--Route All，然后，就可以进行自动布线的操作。

6）完成自动布线后的实验图如下所示：

图1--8 实验总结：

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