模電實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

專業(yè)：光電1302姓名：杜嘉偉學(xué)號(hào)：3130000946日期：2014/12/3地點(diǎn)：東三實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：電路與模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)老師：孫暉 成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱：三極管共射放大電路的研究 實(shí)驗(yàn)類型：電子技術(shù)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 同組學(xué)生姓名：_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?、?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、討論、心得1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?1. 學(xué)習(xí)共射放大電路的設(shè)計(jì)方法與調(diào)試技術(shù)； 2. 掌握放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)整方法，了解在不同偏置條件下靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響； 3. 學(xué)習(xí)放大電路的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及頻率特性等性能指標(biāo)的測(cè)試方法； 4. 了解靜態(tài)工作點(diǎn)與輸出波形失真的關(guān)系，掌握最大不失真輸出電壓的測(cè)量方法； 5. 進(jìn)一步熟悉示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用。2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理 1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整與測(cè)量 2. 測(cè)量電壓放大倍數(shù) 3. 測(cè)量最大不失真輸出電壓 4. 測(cè)量輸入電阻 5. 測(cè)量輸出電阻 6. 測(cè)量上限頻率和下限頻率 7. 研究靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響3、 主要儀器設(shè)備示波器、信號(hào)發(fā)生器、萬(wàn)用表、共射電路實(shí)驗(yàn)板4、 操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟 1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)試 （1）按所設(shè)計(jì)的放大器的元件連接電路，根據(jù)電路原理圖仔細(xì)檢查電路的完整性。 （2）開(kāi)啟直流穩(wěn)壓電源，用萬(wàn)用表檢測(cè)15V工作電壓，確認(rèn)后，關(guān)閉電源。 （3）將放大器電路板的工作電源端與15V直流穩(wěn)壓電源接通。然后，開(kāi)啟電源。此時(shí)，放大器處于工作狀態(tài)。 （4）調(diào)節(jié)偏置電位器，使放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)滿足設(shè)計(jì)要求6mA。為方便起見(jiàn)，測(cè)量時(shí)，一般采用測(cè)量電阻兩端的壓降，然后根據(jù) =/計(jì)算出。 （5）測(cè)量晶體管共射極放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，并將測(cè)量值、仿真值、理論估算值記錄在下表中進(jìn)行比較。裝 訂 線 2. 測(cè)量電壓放大倍數(shù) （1） 從函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出1kHz的正弦波，加到電路板上的Us端。 （2） 用示波器檢查放大電路輸出端是否有放大的正弦波且無(wú)失真。 （3） 用示波器測(cè)量輸入U(xiǎn)i 電壓，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器幅度，使電路輸入U(xiǎn)i= 10mV(有效值)。 （4） 負(fù)載開(kāi)路，用示波器測(cè)出輸出電壓Uo有效值，求出開(kāi)路放大倍數(shù)。 （5） 負(fù)載接上1k，再次測(cè)Uo，求出帶載放大倍數(shù)。3. 測(cè)量最大不失真輸出電壓 （1）負(fù)載開(kāi)路，逐漸增大輸入信號(hào)幅度，直至輸出剛出現(xiàn)失真。 （2）用示波器測(cè)出此時(shí)的輸出電壓有效值，即為最大不失真輸出電壓。 （3）負(fù)載接上1k，再次測(cè)。4. 測(cè)量輸入電阻 （1）從函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出正弦波（幅度和頻率?），加到電路板上的Us端。 （2）用示波器測(cè)出Us 和Ui 電壓。 （3）求出輸入電阻。5. 測(cè)量輸出電阻 （1） 從函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出正弦波，加到共射放大電路的輸入端。 （2） 斷開(kāi)負(fù)載，用示波器測(cè)出輸出電壓Vo。 （3） 接上負(fù)載，用示波器測(cè)出輸出電壓Vo。 （4） 計(jì)算輸出電阻。6. 測(cè)量上限頻率和下限頻率 （1） 從函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出1kHz的正弦波，加到放大電路輸入端。 （2） 用交流毫伏表（示波器）測(cè)輸出電壓，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度，使輸出Vo =1V。 （3） 保持輸入信號(hào)幅度不變，降低信號(hào)頻率，使輸出幅度下降至0.707Vo時(shí)，得到下限頻率。 （4） 保持輸入信號(hào)幅度不變，增大信號(hào)頻率，使輸出幅度下降至0.707 Vo時(shí)得到上限頻率。5、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)試?yán)碚撝?.23064.53096仿真值5.2714.5589.0016實(shí)驗(yàn)值5.184.569.106下圖是PSPICE模擬圖理論值計(jì)算過(guò)程：要使=6mA，則,2. 測(cè)量電壓放大倍數(shù)測(cè)試條件實(shí)測(cè)值（有效值）理論值仿真值107.510.72596.5387.2492.67107.360.36950.4743.6247.27下為實(shí)測(cè)值與仿真結(jié)果理論值計(jì)算過(guò)程：電壓放大倍數(shù),其中,則由公式算出，當(dāng)時(shí)，放大倍數(shù)=43.62，當(dāng)時(shí)，放大倍數(shù)=87.24另外，PDF中的電壓放大倍數(shù)公式給錯(cuò)了，那是共集放大電路的放大倍數(shù)計(jì)算公式。3. 測(cè)量最大不失真輸出電壓測(cè)試條件實(shí)測(cè)值（有效值）理論值仿真值3.18V4.5V3.77V4.35V2.46V3.48V3.00V3.30V以下兩張圖是臨界最大不失真時(shí)的仿真圖理論計(jì)算過(guò)程：截止失真：飽和失真：當(dāng)時(shí)，,當(dāng)時(shí)，而最大不失真電壓應(yīng)取兩者最小，故為表格中的答案。4. 測(cè)量輸入電阻輸入電阻（實(shí)測(cè)值）理論值仿真值10029.32.1130.8221.48理論計(jì)算過(guò)程：按題中電路，輸入電阻5. 測(cè)量輸出電阻輸入電阻（實(shí)測(cè)值）理論值仿真值2.811.430.96510.952仿真結(jié)果：時(shí)：時(shí)：故仿真值=(2.1090/1.0802-1)*5100=952理論計(jì)算過(guò)程：輸出電阻6. 測(cè)量上限頻率和下限頻率：測(cè)試條件實(shí)測(cè)值理論值仿真值186Hz180Hz/163Hz36.3MHz800kHz980kHz/166Hz66.2MHz時(shí)，時(shí)，6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 1. 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，實(shí)驗(yàn)值、理論值和仿真值還是存在一定差異。 2. 由于實(shí)驗(yàn)中所采用的元件并非理想元件，理論計(jì)算時(shí)一般都忽略一些小量，而模擬時(shí)卻又是忽略一些實(shí)際因素的值，故三者在值上略有偏差。 3. 數(shù)據(jù)誤差較大的一組實(shí)驗(yàn)是測(cè)量上限頻率和下限頻率，這是因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)的時(shí)候，很難確保靜態(tài)工作點(diǎn)不變，且電壓跳動(dòng)幅度較大，很難把控。另外，模擬的上限頻率值太高，是因?yàn)槟M時(shí)沒(méi)有忽略分部電容的影響。 4. 測(cè)量時(shí)，萬(wàn)用表的內(nèi)阻若不夠大，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生一定的誤差。 5. 從實(shí)驗(yàn)中能分析出以下結(jié)論：（1）三極管共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)在工作區(qū)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)將電流放大的功效，若加上了負(fù)載之后，會(huì)使得放大系數(shù)變小。（2）共射放大電路存在最大不失真電壓。當(dāng)偏小時(shí)，放大電路容易產(chǎn)生截止失真；當(dāng)偏大時(shí)，容易產(chǎn)生飽和失真。飽和失真在圖像上的體現(xiàn)是“削頂”，而截止失真會(huì)“縮頂”。當(dāng)接入負(fù)載后，其最大不失真電壓會(huì)下降。所以靜態(tài)工作點(diǎn)一定要選取在最佳位置。（3）共射放大電路存在上限頻率和下限頻率，其通頻帶為上下限頻率之差。7、 討論與心得（1）試分析電路中的Re2、Rb1、Cb起什么作用？ Re2: 防止RL被短路，并分vi的一部分壓降，可以控制放大倍數(shù)。 Rb1: 使vbe上有壓降，即使滑動(dòng)變阻器為0，防止vbe被短路。 Cb: 隔離直流信號(hào)，防止輸入信號(hào)Vi在Rs上有分量。（2）當(dāng)靜態(tài)工作電流ICQ通過(guò)測(cè)量VE或VC來(lái)間接地得到時(shí)，分析萬(wàn)用表內(nèi)阻對(duì)測(cè)量誤差的影響。 若萬(wàn)用表內(nèi)阻不夠大，則會(huì)從原電路中分一部分電流，導(dǎo)致Ic測(cè)量存在誤差。 （3） 各儀器的接地端不再連在一起，示波器上的波形將發(fā)生什么變化？ 波形將會(huì)紊亂。（4）在測(cè)試各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，為什么要用示波器監(jiān)視輸出波形不失真？ 因?yàn)橐欢ㄒＷC其工作區(qū)域在三極管的放大區(qū)。（5）與負(fù)載開(kāi)路相比，接上負(fù)載對(duì)放大電路的上下限頻率有什么影響？在測(cè)上限和下限頻率時(shí)，如何選擇輸入信號(hào)的大??？為什么使輸出電壓為1V? 接上負(fù)載之后對(duì)下限頻率基本無(wú)影響，上限頻率會(huì)大大減少。選擇輸入信號(hào)應(yīng)保證一開(kāi)始不失真，實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)成使為1V。輸出電壓取為1V是因?yàn)楸容^方便測(cè)量與讀取。（6）用示波器同時(shí)觀察放大電路輸入、輸出波形的相位關(guān)系時(shí)，示波器上有關(guān)按鈕應(yīng)置什么位置？ 應(yīng)該設(shè)置一個(gè)波形為反向，看是否重合。若重合就代表它們是反相的。 （7）在測(cè)量輸入電阻時(shí)，為什么不能直接測(cè)Rs兩端的壓降？ 因?yàn)镽S兩端沒(méi)有電路的公共接地點(diǎn)，若用示波器或者毫伏表測(cè)量，會(huì)干擾信號(hào)，導(dǎo)致誤差。（8）如何判斷放大器的截止和飽和失真？當(dāng)出現(xiàn)這些失真時(shí)應(yīng)如何調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)？ 截止失真是縮頂，飽和失真是削頂。出現(xiàn)飽和失真時(shí)應(yīng)將靜態(tài)工作點(diǎn)向下調(diào)，截止失真應(yīng)該向上調(diào)。（9） 在共射放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量時(shí)，測(cè)得VCEQ0.5V，說(shuō)明三極管已處于飽和狀態(tài)；若VCEQ +VCC（電源電壓），則說(shuō)明三極管已處于截止?fàn)顟B(tài)；若VBEQ 2V，估計(jì)該晶體管已被擊穿。 (10) 共射電路實(shí)驗(yàn)中所用的耦合電容是（哪一種類）電容。在共射放大電路實(shí)驗(yàn)我們選用的D882是NPN管對(duì)嗎？描述怎樣從外觀判別e、b、c三個(gè)管腳。 對(duì)，有箭頭的是從b管