哈尔滨工程大学数字信号处理实验七Word格式.docx
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2;
Rb2=6e+03;
1;
Rb1=24e+03;
Rb=Rb1*Rb2/（Rb1+Rb2）;
YL=（Rc+RL）/（Rc*RL）;
Rs1=Rs*Rb/（Rs+Rb）;
Zi=h（1,1）-h（2,1）*h（1,2）/（YL+h（2,2））;
Z1=Zi*Rb/（Zi+Rb）;
vb=vs*Z1/（Z1+Rs）;
ib=vb/Zi;
Ro=1/h（2,2）;
ic=h（2,1）*ib*Ro/（Ro+1/YL）;
vo=-ic/YL;
Av=vo/vb;
formatshort;
Yo=h（2,2）-h（2,1）*h（1,2）/（h（1,1）+Rs1）+1/Rc;
Zo=1/Yo;
Zi=round（Zi）;
Zo=round（Zo）;
Av=round（Av*10）*.1;
ifKp==1;
Vbe=.6;
ns='
Si'
;
else;
Vbe=.2;
Ge'
A=[（Rb1+Rb2）/Rb2Rb1;
1Rb+（1+beta）*Re];
B=inv（A）*[EcVbe]'
Vb=B
（1）;
Ib=B
（2）;
Ie=（1+beta）*Ib;
Vc=Ec-beta*Ib*Rc;
Vb=round（Vb*10）*.1;
Vc=round（Vc*10）*.1;
Ie=round（Ie*1e+04）*.1;
end
实验内容一
学习共发射极放大电路的原理，使用缺省参数或自己设定参数运行amplif1程序
。
设置参数如下，运行程序，得到输出结果
Rc=10*10^3;
beta=100;
vs=10^（-3）;
h=[1.2e+33.37e-4;
Rb1=8*10^3;
Rb2=3*10^3;
Re=10^3;
RL=5*10^3;
Rs=500;
[Av,Zi,Zo,Ie,Vb,Vc,vo]=amplif1（Rb1,Rb2,Rc,Re,RL,h,Rs,vs,beta,Ec,Kp）
Av=-133.1000Zi=1148Zo=8575Ie=-2.7000Vb=3.3000Vc=38.5000vo=-0.0800
二、直接耦合放大器
实验讲义第55页图3.8是一个典型的直接耦合放大电路，由3个晶体管组成，第一级为低噪声放大，第二级为高增益放大，第三级为射随器，整个放大器的电压有负反馈电路决定，该电路具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗。
amplif2函数的用法如下：
[Av,Zi,Zo,Vb,Ie,E,vo]=amplif2（Rb1,Re1,Rc1,R1,R2,Rc2,Re3,Rf,h,vs,beta,Ec,Ed,Kp）
hfehoe]为晶体管的h参数，beta为晶体管的直流放大系数，Ec为电源电压，Ed第一级的输入电压，参数Kp=1表示硅管，Kp=2表示锗管，vs为信号源的开路电压
A=[AvAv0Av1Av2]Av电压放大倍数（V），Av0开环电压放大倍数Av1第一级电压放大倍数，Av2第二级电压放大倍数Zi输入阻抗（Ω），Zo输出阻抗（Ω），
Vb=[Vb
（1）Vb
（2）Vb（3）]三个晶体管的基极电压（V）Ie=[Ie
（1）Ie
（2）Ie（3）]
三个晶体管的发射极电流（mA）
建立amplif2函数如下
function[Av,Zi,Zo,Vb,Ie,E,vo]=amplif2（Rb1,Re1,Rc1,R1,R2,Rc2,Re3,Rf,h,vs,beta,Ec,Ed,Kp）;
14;
13;
Ed=15;
12;
Ec=24;
vs=1e-03;
8027.1e-6];
Rf=33e+03;
Re3=3.3e+03;
Rc2=18e+03;
R2=3.9e+03;
R1=130;
Rc1=100e+03;
Re1=100;
Rb1=1000e+03;
hie=h（1,1）;
hfe=h（2,1）;
hoe=h（2,2）;
Rc=hie*Rc1/（hie+Rc1）;
T=[hoe+1/Re1-hoe-1-hfe;
-hoehoe+1/Rchfe;
10hie];
V=inv（T）*[00vs]'
v2=V
（2）;
ib2=v2/hie;
Av1=v2/vs;
Zi=vs/V（3）;
Re=Re3/hoe/（Re3+1/hoe）;
Rc=Rc2/hoe/（Rc2+1/hoe）;
T=[1/Re-1-hfe;
1hie+Rc];
V=inv（T）*[0-hfe*Rc*ib2]'
Av2=V
（1）/v2;
Av0=V
（1）/vs;
Zo=V
（1）/（（1+hfe）*hfe*Rc*ib2/（Rc+hie））;
Zo=abs（Zo）;
B=Re1/（Rf+Re1）;
F=1+Av0*B;
Av=Av0/F;
Zi=Zi*F;
Zi=Zi*Rb1/（Zi+Rb1）;
Zo=Zo/F;
vo=Av*vs;
Av=[AvAv0Av1Av2];
Vbe=.7;
Z=[Rb1+R2+（1+beta）*Re1-（1+beta）*R2;
beta*Rc1-R2Rc1+（1+beta）*（R1+R2）];
Ib=inv（Z）*[-VbeEd-Vbe]'
I1=（1+beta）*Ib
（1）;
I2=（1+beta）*Ib
（2）;
I3=（1+beta）*（Ec-Vbe-Rc2*beta*Ib
（2））/（Rc2+（1+beta）*Re3）;
I=[I1I2I3];
I=round（I*1e+04）*.1;
V=[Re1*I1（R1+R2）*I2Re3*I3]+Vbe;
V=round（V*10）*.1;
Av=round（Av）;
E=[EcEd];
Vb=V;
Ie=I;
formatshort;
实验内容二
学习直接耦合放大电路的原理，使用缺省参数或自己设定参数运行amplif2程序
Rb1=2e6;
Re1=150;
Rc1=1e5;
R1=450;
R2=5e3;
Rc2=3e4;
Re3=5e3;
Rf=4e4;
h=[1.2e33.37e-4;
vs=1e-3;
Ed=12;
[Av,Zi,Zo,Vb,Ie,E,vo]=amplif2（Rb1,Re1,Rc1,R1,R2,Rc2,Re3,Rf,h,vs,beta,Ec,Ed,Kp）
Av=2681630074-7-230243
Zi=1950469Zo=8Vb=0.70003.30009.4000
Ie=0.10000.50001.7000
E=2412
vo=0.2676
三、差分放大器
在分析差分放大器交流参数的过程中，可忽略射随输入阻抗对前一级的影响，这样该放大器可用晶体管T1的基极，发射极和集电极；
晶体管T2多的基极，发射极和集电极；
晶体管T5的集电极，7个节点来描述。
T1的基极为放大器的输入端，T2的基极在交流上是接地的，因此节点方程有5个，另外再加上两个晶体管的基极电流方程一共得到7个方程，使用矩阵方法求解这些方程就可以得到差分放大器的各项交流参数。
Amplif3函数的用法如下：
[Av,Zi,Zo,V,I,vo]=amplif3（Rb,Rc,Re,R1,R2,R3,R4,Re3,Zee,h,vs,beta,Ec,Kp）;
Zee恒流源的等效交流阻抗，
hfehoe]为晶体管的h参数，beta为晶体管的直流放大系数，
Ec为电源电压，Ed第一级的输入电压，参数Kp=1表示硅管，Kp=2表示锗管，vs为信号源的开路电压
A=[Av1Av2]Av11端电压放大倍数，Av22端电压放大倍数
Zi输入阻抗（Ω），Zo输出阻抗（Ω），
Vb=[Vb5Vb2Vb4]晶体管T5，T2，T4的基极电压（V）
Ie=[Ie1Ie4]晶体管T1T4的发射极电流（mA）
建立amplif3函数如下
function[Av,Zi,Zo,V,I,vo]=amplif3（Rb,Rc,Re,R1,R2,R3,R4,Re3,Zee,h,vs,beta,Ec,Kp）;
%UNTITLED4Summaryofthisfunctiongoeshere
10027.1e-6];
Zee=1e+05;
Re3=3300;
R4=47;
R3=680;
R2=2400;
R1=4800;
Re=68;
Rc=560;
Rb=4700;
A=[10000hie0;
001000hie;
];
A=[A;
（1+Re*hoe）-Re*hoe00-1-（1+hfe）*Re0];
00（1+Re*hoe）-Re*hoe-10-（1+hfe）*Re];
Zee0Zee0-（2*Zee+Re）00];
Rc*hoe-（1+Rc*hoe）000-hfe*Rc0];
00Rc*hoe-（1+Rc*hoe）00-hfe*Rc];
V=inv（A）*[vs000000]'
vo=[V
（2）V（4）];
Av=vo/vs;
Rb1=1/（1/Rb+1/R2+1/R1）;
Zi=vs/V（6）;
Zo=（Rc+hie）/（1+hfe）;
Vbe=.8;
A=[（R1+R2+R3）/R3R1+R2R2;
1-（1+beta）*R40;
0beta-2*（1+beta）];
B=inv（A）*[Ec+（R1+R2）/R3*VbeVbe0]'
V=[B
（1）Ec-R1*（（B
（1）-Vbe）/R3+B
（2）+B（3））-Rb*B（3）Ec-beta*B（3）*Rc];
I=[B（3）*（1+beta）（V（3）-Vbe）/Re3];
实验内容三
学习差分放大电路的原理，使用缺省参数或自己设定参数运行amplif2程序
Rb=6e3;
Rc=800;
Re=150;
R1=7e3;
R2=3500;
R3=900;
R4=100;
Re3=4e3;
Zee=2e5;
[Av,Zi,Zo,V,I,vo]=amplif3（Rb,Rc,Re,R1,R2,R3,R4,Re3,Zee,h,vs,beta,Ec,Kp）
Av=-2.40002.4000
Zi=1596Zo=20
V=1.60704.64948.8354
I=42
vo=-0.00240.0024
四、阻容耦合音频放大器的频率响应
将晶体管的h参数转换成Z参数后，考虑发射极的电阻和电容，相当于两个串联的两端口网络，总的Z参数为晶体管的Z参数与发射极电阻电容的Z参数之和，然后再将Z参数转换成A参数，就可以用T型网络A参数相乘的方式求出整个等效电路的A参数，也可得幅频特性，相频特性和输入阻抗。
Amplif4函数的用法如下：
[H,Zi]=amplif4（Ce,C1,C2,Rb1,Rb2,Rc,Re,RL,h,Rs）;
输入参数：
C1基级耦合电容，C2集电极耦合电容，Ce发射极旁路电容，Rs信号源内阻h=[hiehre;
hfehoe]为晶体管的h参数
H=vo/vi放大器的转移函数，Zi输入阻抗
建立amplif4函数如下
function[H,Zi]=amplif4（Ce,C1,C2,Rb1,Rb2,Rc,Re,RL,h,Rs）;
%UNTITLED5Summaryofthisfunctiongoeshere
C2=20e-06;
C1=20e-06;
Ce=200e-06;
symss;
zt=[hie0;
-hfe/hoe1/hoe];
ze=Re/（1+s*Re*Ce）;
ze=ones（2,2）*ze;
Z=zt+ze;
A=[Z（1,1）det（Z）;
1Z（2,2）]/Z（2,1）;
A=[1Rs+1/s/C1;
01]*[10;
1/Rb1]*A*[10;
1/Rc1]*[11/s/C2;
01];
A=A*[10;
1/RL1];
Zi=A（1,1）/A（2,1）-Rs;
f=logspace（1,5,101）;
[b,a]=numden（Zi）;
b=sym2poly（b）;
a=sym2poly（a）;
Zi=freqs（b,a,2*pi*f）;
k=max（abs（Zi+Rs）./Zi）;
H=k/A（1,1）;
[b,a]=numden（H）;
H=freqs（b,a,2*pi*f）;
Av=20*log10（abs（H））;
Avm=round（max（Av）*10）*.1;
subplot（211）;
semilogx（f,Av）;
grid;
zoomxon;
xlabel（'
requency（Hz）'
）;
ylabel（'
Av（dB）'
title（['
Av_m_a_x='
num2str（Avm）,'
（dB）'
]）;
subplot（212）;
semilogx（f,real（Zi）,f,imag（Zi））;
Zi（Ohm）'
set（gcf,'
units'
'
pix'
pos'
[200,120,560,420],'
name'
CommonEmitterAmplifer,BBI2000'
num'
off'
实验内容四
学习阻容耦合音频放大电路的原理，使用缺省参数或自己设定参数运行amplif4程序，得到各输出参数，绘出阻容耦合音频放大器的幅频特性和输入阻抗曲线。
运行程序，得到输出结果如下图所示
五、共发射极放大电路的高频频率响应
分析高频频率响应，应采用混合π型高频等效电路，整个高频等效电路如60页图3.11所示，表征一个晶体管高频工作特性的主要参数有：
特征频率fT集电极电容Cc，集电极工作电流Ic，其他参数可以有上述参数和低频h参数得到。
Amplif5函数的用法如下：
[H]=amplif5（Cc,ft,Ic,Rb1,Rb2,Rc,RL,Rs,h,rbc）;
Cc集电极电容，ft晶体管的特征频率
Ic集电极电流（mA）Rb1和Rb2基极偏执电流，两者并联之后为Rb
Rc集电极电阻，RL负载电阻，Rs信号源内阻，rbc集电极交流电阻
hfehoe]晶体管的h参数
建立amplif5函数如下
function[H]=amplif5（Cc,ft,Ic,Rb1,Rb2,Rc,RL,Rs,h,rbc）;
rbc=5e+06;
h=[12003.37e-4;
Ic=2.5;
ft=100e+06;
Cc=3e-012;
gm=Ic/26;
hfe=min（[hfe.95*hie*gm]）;
rbe=hfe/gm;
rbb=hie-rbe;
cbe=gm/（2*pi*ft）;
RL1=1/（hoe+1/Rc+1/RL）;
ybe=1/rbe+s*cbe;
zc=1/（1/rbc+s*Cc）;
A=[1zc;
gm1]/（1-gm*zc）;
A=[1Rs;
1/Rb1]*[1rbb;
ybe1]*A*[10;
H=1/A（1,1）;
f=logspace（3,8,201）;
Avm=max（Av）;
I=find（abs（Av-（Avm-3））<
.1）;
I=fix（mean（I））;
f3db=f（I）;
Av3db=Av（I）;
semilogx（f,Av,[f3dbf3db],Avm-[020],'
r:
'
frequency（Hz）'
tstr=['
f_3_d_B='
num2str（round（f3db*1e-04）*.01）,'
（MHz）'
tstr=[tstrblanks（6）'
Av_0='
num2str（round（Avm*10）*.1）,'
dB'
title（tstr）;
semilogx（f,angle（H）*180/pi-180）;
Phase（a）'
set（gcf,'
'
[200,120,560,420],'
CommonEmitterAmplifier,BBI2000'
实验内容五
学习共射集放大电路的高频频率响应原理，使用缺省参数或自己设定参数运行amplif5程序，得到各输出参数，绘出图
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