北交大模电实验放大电路失真研究

1、国家电工电子实验教学中心模拟电子技术实验实验报告国家电工电子实验教学中心模拟电子技术实 验 报 告实验题目：放大电路的失真研究学 院：电子信息工程学院专业班级：学生姓名：学 号：任课教师： 2014 年 5月 27 日目录一、实验题目及要求21、基本要求22、发挥部分33、失真研究3二、实验目的与知识背景51、实验目的52、知识点5三、实验过程及分析61、饱和、截止、双向失真62、交越失真83、不对称失真104、增益带宽积115、容性负载12四、总结与体会131、实验总结132、对本课程的意见与建议14五、参考文献14一、实验题目及要求1、基本要求 tuootuoo（a）tuio（b）tuoo

2、（c）tuoo（d）tuoo（e）（f）图1（1）输入一标准正弦波，如图1（a），频率2KHz，幅度50mV，输出正弦波频率2KHz，幅度1V。（2）图1（b）是电路输出波形，若达到要求，如何设计电路，并修改。（3）图1（c）是电路输出波形，若达到要求，如何设计电路，并修改。（4）图1（d）是电路输出波形，若达到要求，如何设计电路，并修改。（5）输入一标准正弦波，频率2KHz，幅度5V，设计电路使之输出图1（e）输出波形，并改进。2、发挥部分（1）图1（f）是电路输出失真波形，设计电路并改进。（2）任意选择一运算放大器，测出增益带宽积fT。并重新完成前面基本要求和发挥部分的工作。（3）将运算放

3、大器连接成任意负反馈放大器，要求负载2k,放大器的放大倍数为100，将振荡器频率提高至fT/100的95%，观察输出波形是否失真，若将振荡器频率提高至fT/100的110%，观察输出波形是否失真。（4）放大器的放大倍数保持100，将振荡器频率提高至fT/100的95%或更高一点，保持不失真放大，将纯阻抗负载2k替换为容抗负载20mF，观察失真的输出波形。（5）改善发挥部分（4）的输出波形不失真，设计并完成电路。（6）其他失真研究3、失真研究（1）通过图1（b）、（c）和（d）的失真设计，讨论产生失真的机理，阐述解决问题的办法。（2）通过图1（e）的失真设计，讨论产生失真的机理，阐述解决问题的办

4、法。（3）通过图1（f）的失真设计，讨论产生失真的机理，阐述解决问题的办法。（4）讨论npn型组成的共射放大电路和pnp型组成的共射放大电路在截止和饱和失真方面的不同。（5）讨论共基放大电路、共集放大电路与共射放大电路在截止和饱和失真方面的不同。（6）负反馈可解决波形失真，解决的是哪类失真？ （7）双电源供电的功率放大器改成单电源供电会出现哪种失真？如何使单电源供电的功率放大器不失真？（8）由单电源供电的运算放大器组成电路会出现哪种失真？（9）测量增益带宽积fT有哪些方法？（10）提高频率后若失真，属于哪类失真？（11）电阻负载改成大容性负载会出现什么失真？（12）有哪些方法可以克服电阻负载改

5、成大容性负载出现的失真？（13）归纳失真现象，并阐述解决失真的技术。二、实验目的与知识背景1、实验目的(1)掌握失真放大电路的设计和解决电路的失真问题提高系统地构思问题和解决问题的能力。(2)掌握消除放大电路各种失真技术系统地归纳模拟电子技术中失真现象。(3)具备通过现象分析电路结构特点提高改善电路的能力2、知识点(1)截止失真、饱和失真、双向失真、交越失真等。(2)射极偏置电路、乙类、甲乙类功率放大电路和 负反馈电路。(3)克服各种失真的技术。三、实验过程及分析1、饱和、截止、双向失真（1）设计要求输入一标准正弦波，频率2KHz，幅度50mV，输出正弦波频率2KHz，幅度1V。分析知道，满足

6、要求的电路很多，我们可以采用射级偏置电路：分析知道，其增益为：设计如下电路图对于射级偏置电路，当静态工作点太低时，导致输出波形失真，则为截止失真；当静态工作点太高时，导致输出波形失真，则为饱和失真；当输入信号太大时，可能使被放大的信号同时在饱和区与截止区，这就产生了双向失真。（2）实验电路（3）实验现象不失真波形顶部失真波形底部失真波形双向失真波形（4）实验分析调节电位器R3的阻值,可以改变三极管的静态工作点,使之产生截止失真（静态工作点偏低）、正常波形（静态工作点适合）、饱和失真（静态工作点偏高）。当增大输入时，输入幅度超过三极管正常工作范围时可以产生双向失真。双向失真消除办法：更换工作范围

7、更大的三极管减小输入幅度2、交越失真（1）设计电路分析知道，此输出波形为交越失真。我们可以采用乙类功率放大器，改进时使用甲乙类功率放大器。（2）实验现象失真波形正常波形（3）实验结果分析当输入电压很小在0附近时，三极管基级和发射级电压达不到要求，不能正常导通；当电路加上二极管时，由于二极管导通有一定的压降，给三极管提供了偏置，从而消除交越失真。3、不对称失真（1）电路设计不对称失真是由电路不对称, 而使输出信号的正、负半轴不对称，设计电路如下（2）实验现象失真波形改善后波形（3）实验结果分析当R4不接入时，将输出（下面的部分）的波谷与输入（上面的部分）的波谷重合，而波峰不重合，说明产生不对称失

8、真。将电路图中的开关闭合，将R4输出反馈到输入端，不对称失真消除。说明R1反馈可以消除不对称失真。同时可以发现，接入反馈支路时，电路增益减小。4、增益带宽积（1）设计电路为节省资源，特将增益带宽积的测试电路与容性负载的电路杂糅到一起，利用单刀双掷开关实现电路转换，电路图如下：（2）实验结果实验测得中频增益为100倍，增大输入信号频率，将输出峰-峰值调整为最大值的0.707倍，测得带宽为10.2KHz，所以增益带宽积为1.02M。5、容性负载放大器的放大倍数保持100，将振荡器频率提高至fT/100的95%或更高一点，保持不失真放大，将纯阻抗负载2k替换为容抗负载20mF，观察失真的输出波形。控

9、制电位器J2是电路接入容性负载。通过示波器测量，发现波形失真，变为近似三角波采用负反馈，通过开关S1，使负反馈加大。观察波形，得到：四、总结与体会1、实验总结通过本次研究性学习，我对各种失真放大电路有了更加深刻、全面的理解，明白了饱和、截止、双向、交越、不对称失真产生的原因，学会了怎样消除它，体会到了理论与实践相结合的道理。设计电路时，有时候软件仿真没问题，将电路焊接出来却没有预期的效果，这个过程中我学会了简单的检查与调试电路，并熟练了常见电路焊接问题（如接触不良、接地等）的解决办法。另外我也学到了信号发生器、示波器、multisim仿真软件的使用办法，这对以后的学习也有很大的帮助。2、对本课程的意见与建议由于实验室新更换了示波器，不少同学对新仪器的使用方法不是很了解，所以即照成了仪器的损坏，又消耗了老师与同学的时间，所以建议在以后的教学中，首先介绍仪器的使用，规范操作方法，避免仪器的损坏，提高同学测试效率五、参考文献1 路勇，刘颖. 模拟集成电路基础M. 北京:中国铁道出版社, 20122