图3.6 共集电极放大器
(1) 静态工作点
IEQ?(1??)IBQ?(1??)?VCC?UBEQRb3?(1??)Re3
UCEQ?VCC?IEQRe3
(2) 电压放大倍数 Au?uo(1??)Re3//RL ?uirbe?(1??)Re3//RL可见，当(1??)Re3//RL＞＞rbe时，Au?1，故常称为射极跟随器。 (3) 输入电阻 Ri?Rb3//[rbe?(1??)Re3//RL] (4) 输出电阻 Ro?Rb3?rbe//Re3
1??4. 多级放大器设计提示
在许多应用场合，要求放大器有较高的放大倍数及合适的输入、输出电阻，而单级放大器的性能不一定满足要求，需要将多个基本放大器级联起来，构成多级放大器。由于每种基本组态放大器的性能不同，故在构成多级放大电路时，应充分利用它们的特点，合理组合，用尽可能少的级数来满足放大倍数、输入、输出电阻和频带宽度等的要求。
(1) 级间耦合方式 多级放大器各级之间连接的方式称为耦合方式，常用耦合方式有三种，即阻容耦合、变压器耦合和直接耦合。级间耦合时，一方面要确保各级放大器有合适的直流工作点，另一方
26
面应使前级输出信号尽可能不衰减地加到后级输入。因此在设计电路时要选择合适的级间耦合方式。
(2) 级联放大器的性能指标计算
一个n级放大器的总电压放大倍数Au可表示为：
uouo1uo2uoAu??????Au1?Au2?Aunuiuiuo1uo(n?1) 多级放大器输入电阻即第一级放大器的输入电阻，前提是将第二级放大器的输入电阻当
做第一级放大器的负载电阻，即
Ri?Ri1|RL1?Ri2
多级放大器输出电阻即最末级放大器的输出电阻，前提是将前一级放大器的输出电阻当做最末级放大器的信号源内阻，即
RO?Ron|Rsn?Ro(n?1)
七、 应用拓展
1. 三极管的分类
三极管按材质分：硅管、锗管；按结构分：NPN 、 PNP；按功能分：开关管、功率管、达林顿管、光敏管等；按功率分：小功率管、中功率管、大功率管；按工作频率分：低频管、高频管、超频管；按结构工艺分：合金管、平面管；按安装方式:插件三极管、贴片三极管。
不同的三极管有着各自的应用场合，选择合适的三极管至关重要。
八、 考核要求
1. 预习报告；
2. 实验预搭, 部分实验内容验收； 3. 实验报告（要求见教学计划）。
三、电压放大电路设计验收表 日板期 号 学号 姓预预名 习 搭 输入输出波形验收 Ui(mV) US(mV) 27
UO (V) 概念操作理解熟练UO’ (V) 程度 程度
九、 注意事项
1. 2. 3. 4.
各仪器的地线应与电路的地相连接。
稳压电源的输出电压应预先调到所需的电压值再接入实验电路中。
若电路存在自激，可改变元件的接线位置或走向，并注意电解电容的极性。
在测幅频特性时，随着频率升高，信号发生器的输出幅度可能会下降，从而出现输入信号Ui与输出信号Uo同时下降的现象。所以在实验中要经常测量输入电压值，使其维持5mV不变。
28
实验四 信号的产生、分解与合成
一、 基本信息
实验时数： 实验检查：
6学时+课外开放
预习、预搭检查，实验验收，提交实验报告
二、 实验目的
1. 掌握方波信号产生的基本原理和基本分析方法，电路参数的计算方法，各参数对电
路性能的影响；
2. 掌握由运算放大器组成的RC有源滤波器的工作原理，熟练掌握RC有源滤波器的
基本参数的测量方法和工程设计方法； 3. 掌握移相电路设计原理与方法
4. 掌握比例加法合成器的基本类型、选型原则和设计方法。 5. 掌握多级电路的级联安装调试技巧；
6. 熟悉FilterPro、MultiSim软件高级分析功能的使用方法。
三、 实验内容
设计并安装一个电路使之能够产生方波，并从方波中分离出主要谐波，再将这些谐波合成为原始信号或其他周期信号。
(1) 设计一个方波发生器，要求其频率为1kHz，幅度为5V； (2) 设计合适的滤波器，从方波中提取出基波和3次谐波；
(3) 设计一个加法器电路，将基波和3次谐波信号按一定规律相加，将合成后的信号与
原始信号比较，分析它们的区别及原因。
四、 实验要求
1. 前期准备：利用电路理论分析该专题所涉及的原理，非正弦波形的测试技术（伏安
特性测量、双通道波形测量和比较、频率特性测量、波形的FFT），掌握带通滤波器、移相器、比例加法合成器的基本类型、选型原则和设计方法。
2. 功能电路的设计和实验方案论证：自行选择方案进行设计，利用Multisim、
FilterPro等工具软件通过仿真论证设计效果并确定测试方案。功能电路的设计和方案论证需体现在设计报告中。对所涉及的基本电路模块如信号产生电路、带通滤波器、移相器、比例加法器等，逐个设计，确定电路结构及参数，仿真其功能。 3. 电路级联调试：掌握多级电路的安装调试技巧。
29
五、 预习思考
1. 方波发生电路（Multisim仿真） (1) 图4.1中RW调到最小值时输出
信号频率是多少，调到最大值时输出信号频率又是多少。
(2) 稳压管为6V，要求输出方波的
前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的10％，试估算图4.1电路的最大输出频率。
(3) 如果两个稳压管中间有一个开
路，定量画出输出波形图，如果两个稳压管中间有一个短路呢？
(4) 简单总结一下，在设计该振荡器
时必须要考虑运算放大器的哪些参数。
图4.1方波放生电路
2. 滤波器电路（Multisim仿真）
(1) 设计一个低通滤波器，截止频率f0?2kHz，Q值为0.7，f??f0的衰减速率不
低于30dB/10倍频。
(2) 设计一个高通滤波器，截止频率f0?500Hz,f?0.5f0的幅度衰减速不低于12dB。
(3) 设计一个带通滤波器，上限频率2kHz，下限频率500Hz。 3. 移相电路（Multisim仿真） (1) 波形合成时为何需要移相电路？
(2) 移相电路应该怎样调节？应该先调节好各次谐波的相位再合成？还是将各次谐波
合成后，再调节移相电路？请分析并写出原因。
六、 设计指导
1. 系统设计
非正弦周期信号可以通过Fourier分解成直流、基波以及与基波成自然倍数的高次谐波的叠加。
总体设计电路应包含波形产生、分解与合成三大部分，如图4.2所示。其中，并行的滤波器电路将波形分解为1、3、5次等谐波；各部分谐波再经过移相器和比例加法器合成为和原信号相近的波形。
30