实验十三、阻容耦合共射放大电路的频率响应

一、题目

利用 Multism 从以下几个方面研究图1所示的阻容耦合共射放大电路的频率响应。$$图1阻容耦合共射放大电路$$（1）设 $C_1=C_2=10\text{μF}$，分别测试它们所确定的下限频率；
（2）$C_1=C_2=10\text{μF}$ 时电路的频率响应及 $C_1$、$C_2$ 取值对低频特性的影响；
（3）放大管的集电极静态电流对上限频率的影响。

二、仿真电路

仿真电路如图2所示，其中晶体管选用小功率晶体管 ZTX325；函数发生器作信号源，并在放大电路输入端接 $1\text{k}\Omega$ 等效为信号源内阻；用波特图测量幅频特性。
$$图2仿真电路$$

三、仿真内容

（1）若测 $C_1$（10 μF）所确定的下限频率，则应取 $C_2$ 远远大于 $C_1$，如取 $C_2$ 为 500 μF，使 $C_2$ 对放大电路的下限频率几乎无影响。测 $C_2$ 的下限频率同理。
由图2可得，该电路的增益为 42.332 dB，分别改变 $C_1$ 和 $C_2$ 的容值，仿真结果如表1所示。
（2）$C_1=C_2=10\text{μF}$ 时电路的频率响应及 $C_1$、$C_2$ 取值对低频特性的影响，测试结果如表2所示。
（3）更改 $R_b$ 的值，并用万用表测试静态集电极电压，用波特图仪测量幅频特性。测试电路如图3所示：
$$图3测量静态集电极电压$$

四、仿真结果

（1）$C_1$ 和 $C_2$ 的下限频率如表1所示：$$表1C_1和C_2的下限频率$$

$C_1$/μF	$C_2$/μF	$f_L$/Hz	增益/dB
10	500	10.661	39.221
500	10	1.646	39.212

（2）$C_1=C_2=10\text{μF}$ 时电路的频率响应及 $C_1$、$C_2$ 取值对低频特性的影响仿真结果如表2所示：$$表2C_1、C_2取值对低频特性的影响$$

$C_1$/μF	$C_2$/μF	$f_L$/Hz	增益/dB	对 $f_L$ 的影响
10	10	11.184	39.335	原参数
20	10	6	39.397	减小
5	10	21.87	39.308	增大
10	20	11.184	39.405	不变
10	5	11.733	39.293	增大
10	2	14.908	39.3	增大

（3）放大管的集电极静态电流对上限频率的影响，仿真结果如表3所示：$$表3静态集电极电流对上限频率的影响$$

$R_b$/kΩ	$U_{CQ}$/V	$I_{CQ}$/mA	中频增益/dB	$f_H$/MHz
500	2.952	1.81	43.773	45.539
600	4.284	1.543	42.556	51.795
620	4.505	1.499	42.332	54.065
700	5.274	1.345	41.487	56.436
800	6.038	1.192	40.534	58.91

五、结论

（1）由表1可知，$C_1$ 所确定的下限频率约为 10.661 Hz，$C_2$ 所确定的下限频率约为 1.646 Hz。
（2）由表2可知，电路的下限频率主要决定于 $C_1$ 所在回路的时间常数。$C_1$ 增大，下限频率明显减小；$C_1$ 减小，下限频率明显增大。而由于 $C_2$ 所在回路的等效电阻远大于 $C_1$ 所在回路的等效电阻，$C_2$ 增大几乎对下限频率无影响，只有当 $C_2$ 减小到一定程度，下限频率才明显增大。
（3）由表3可知，当 $I_{CQ}$ 减小时，电路的增益减小，而上限频率增大。