模電實驗3阻容耦合放大器.ppt

實驗三 阻容耦合放大器的研究,6.1實驗目的,1根據(jù)給出的單級放大電路進行電路安裝。 2研究單級低頻小信號放大器靜態(tài)工作點的意義。 3掌握放大器主要性能指標的測試方法。 4掌握用射隨器提高放大器負載能力的方法。,6.2實驗原理,在晶體管放大器的三種組態(tài)中，由于共射極放大器既有電流放大，又有電壓放大，所以在以信號放大為目的時，一般用共射放大器。 分壓式電流負反饋偏置是共射放大器廣為采用的偏置形式，如下頁圖所示。它的分析計算方法，調(diào)整技術和性能的測試方法等，都帶有普遍意義，并適用多級放大器。,6.2實驗原理,電路中Rc為晶體管 的直流負載，其交流負 載由Rc與外接負載RL組 成。Rb1、Rb2及Re組成 分壓式電流反饋偏置電 路。,6.2實驗原理,發(fā)射極交流旁路電 容Ce是用來消除Re對信 號增益的影響，隔直電 容Cl、C2是將前一級輸 出的直流電壓隔斷，以 免影響后一級的工作狀 態(tài)，同時將前一級輸出 的交流信號耦合到后一 級。,6.2實驗原理,1靜態(tài)工作點 2動態(tài)范圍（最大輸出幅度） 3頻率特性 4放大倍數(shù)的測量,1靜態(tài)工作點,放大器的靜態(tài)工作點是指當放大器沒有信號輸入時，晶體管各極的直流電流和直流電壓在特性曲線上所決定的點。 靜態(tài)工作點選擇是否合理，將直接影響放大特性的好壞，為使信號得到不失真的放大，放大器的工作點一般選在線性區(qū)的中點。但在小信號放大器中，由于輸入信號小，運用范圍也小，工作點可選低一些，以減少直流功耗。,1靜態(tài)工作點,通常，為了使工作點穩(wěn)定，應先穩(wěn)定ICQ， ICQIEQ， 因此，只要穩(wěn)定了IEQ也就穩(wěn)定了ICQ。 若滿足I1IBQ，則 幾乎與晶體管的參數(shù)無關，可視為恒定不變的。 若滿足VBVBE，則 這樣IEQ可視為穩(wěn)定的。實際中Rb1通常用一固定電阻與電位 器串聯(lián)，以便調(diào)整工作點IBQ。,2動態(tài)范圍（最大輸出幅度）,放大器的最大不失真輸出信號的峰值稱為放大器的動態(tài)范圍：則 則動態(tài)范圍的大小，與VCC、RC及工作點均有關系。只要選擇適當，就能保證得到所需的動態(tài)范圍。,3頻率特性,Av與 f 的關系（用逐點法測量） 下表中測量頻率的點數(shù)應按2-5-1的規(guī)律進行 頻率范圍由20Hz200KHz。,（注意：測量帶負載的輸出電壓VOL,且當 f 改變時，保持 Vi 不變）,3頻率特性,幅頻特性曲線的描繪，對橫坐標的取值取對數(shù)，得： Lg20=1.3 Lg50=1.69，Lg100=2.0 Lg200=2.3 ，Lg500=2.69 其結果幾乎以等間隔分布，因此，橫坐標用對數(shù)標注顯得更為方便，如下圖：,Av,畫圖時，曲線用頻率的對數(shù)值(Lgf )與Av（縱坐標不取對數(shù)）描點所得,它的橫坐標只是用對數(shù)間隔標注，坐標標記仍是頻率f ,而不是用頻率的對數(shù)(Lgf )表示。,100,10,1k,0,1000k,100k,10k,20 50,AV -（f ） 曲線,4放大倍數(shù)的測量,放大倍數(shù)是反映放大電路對信號放大能力的一個參數(shù)，有電壓放大倍數(shù)、電流放大倍數(shù)之分，電壓放大倍數(shù)是指輸入，輸出電壓的有效值（或峰值）之比： 放大倍數(shù)的測量，實際上是交流電壓的測量，對于低頻正弦電壓，可用晶體管毫伏表直接測量Vi及Vo。而對非正弦電壓可通過示波器比較法進行測量。測量儀器連接如圖所示。,測量放大倍數(shù)的方框圖,4放大倍數(shù)的測量,為了避免不必要的機殼間的感應和干擾，必須將所有儀器的接地端連接在一起。 示波器接在放大器的輸出端，用于觀察輸出信號是否有失真（對于正弦波電壓，應無明顯的削波現(xiàn)象），因而，測量放大倍數(shù)，必須是在輸出信號不失真條件下的放大倍數(shù)。如果信號波形已經(jīng)失真，再測量放大倍數(shù)就毫無意義了。,6.3 實驗內(nèi)容,1根據(jù)給出的單級放大電路進行電路安裝。 靜態(tài)工作點的調(diào)試：用萬用表的直流電壓檔測量所 設計電路中集電極對地，發(fā)射極對地的電壓時，如果VC=VCC或VCE=0，則說明IC=0，晶體管工作在截止區(qū)；如果VC太小，即VE=VCE0.5V，則說明IC太大，使RC上降壓過大，晶體管工作在飽和區(qū)。上述兩種情況都是靜態(tài)工作點選擇不合理，應調(diào)整Rb1,，使ICQ，VCE符合規(guī)定值。 在判明放大器不截止，也不飽和后，調(diào)節(jié)Rb1值，使工作點達到計算值，測量晶體管各極電壓值，數(shù)據(jù)填入書中表3.1.1。,6.3 實驗內(nèi)容,3測量放大倍數(shù)AV 按圖接好電路，調(diào)節(jié)信號發(fā)生器，使輸入f=1000Hz，vi=10mVrms的信號接至放大器的輸入端，用示波器觀察輸出波形，在波形不失真的情況下，用晶體管毫伏表測量出v0數(shù)據(jù)填入書中表3.1.2。 4研究負載RL的改變，對電壓放大倍數(shù)的影響 將外接載RL分別換成1K和5.1K，在波形不失真的情況下，測量V0，數(shù)據(jù)填入書中表3.1.3。,6.3 實驗內(nèi)容,5按照下表測量并繪制該電路的頻率響應特性曲線 6觀察靜態(tài)工作點的變化，對放大器輸出波形的影響，保持VCC、RC及vi不變，改變Rb1值，使工作點偏低(引起截止失真)和偏高(引起飽和失真)，用示波器觀察并繪下放大器輸出的波形，并用VE、VB、VCE測試數(shù)據(jù)說明是何種失真波形。,實 驗 電 路,6.4 實驗儀器,1直流穩(wěn)壓電源 1臺 2函數(shù)信號發(fā)生器 1臺 3雙蹤示波器 1臺 4晶體管毫伏表 1臺 5萬用表 1只,6.5 預習與實驗報告,1用EDA技術對電路進行仿真，打印出仿真結果以備與實驗測試結果相比較。 2根據(jù)給定的電路，計算電路參數(shù)。 3整理和計算測量效據(jù)，并列成表格。,6.6實驗研究與思考題,1在測量過程中，為什么所有儀器的公共端(接地端)要連接在一起? 2在計算放大倍數(shù)Av時，輸入信號vi用低頻信號發(fā)生器輸出端開路測量得的值和用低頻信號發(fā)生器輸入接入放大器測得的值，有什么