單管共射放大電路實驗報告.doc

華南師范大學(xué)實驗報告學(xué)生姓名 尹霞輝 學(xué)號 20103202007 專 業(yè) 光信 年級、班級 2010光信 課程名稱 模擬電子實驗 實驗項目單管共射放大電路 實驗類型 驗證 設(shè)計 綜合 實驗時間2012年3 月 28日實驗指導(dǎo)老師 劉宏展 實驗評分 1. 實驗?zāi)康模?） 掌握單管放大電路的靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù)的測量方法。（2） 了解電路中元件的參數(shù)改變對靜態(tài)工作點及電壓放大倍數(shù)的影響。（3） 掌握放大電路的輸入和輸出電阻的測量方法。2. 實驗電路及儀器設(shè)備（1） 實驗電路共射極放大電路如圖1所示。（2） 實驗儀器設(shè)備 示波器 低頻模擬電路實驗箱 低頻信號發(fā)生器 數(shù)字式萬用表3. 實驗內(nèi)容及步驟(1) 按圖1連接共射極放大電路。(2) 測量靜態(tài)工作點。 仔細(xì)檢查已連接好的電路,確認(rèn)無誤后接通直流電源。 調(diào)節(jié)RP1使RP1RB1130k 按表1測量各靜態(tài)電壓值，并將結(jié)果記入表1中。(3) 測量電壓放大倍數(shù) 將低頻信號發(fā)生器和萬用表接入放大器的輸入端Ui，放大電路輸出端接入示波器，如圖2所示，信號發(fā)生器和示波器接入直流電源，調(diào)整信號發(fā)生器的頻率為1KHZ，輸入信號峰峰值為20mv左右的正弦波，從示波器上觀察放大電路的輸出電壓UO的波形，測出UO的值，求出放大電路電壓放大倍數(shù)AU。 圖2 實驗電路與所用儀器連接圖 保持輸入信號大小不變，改變RL，觀察負(fù)載電阻的改變對電壓放大倍數(shù)的影響，并將測量結(jié)果記入表2中。（4）觀察工作點變化對輸出波形的影響 實驗電路為共射極放大電路 調(diào)整信號發(fā)生器的輸出電壓幅值（增大放大器的輸入信號Ui），觀察放大電路的輸出信號的波形，使放大電路處于最大不失真狀態(tài)時（同時調(diào)節(jié)RP1與輸入信號使輸出信號達(dá)到最大又不失真），記錄此時的RP1RB11值，測量此時的靜態(tài)工作點，保持輸入信號不變。改變RP1使RP1RB11分別為25K和100K，將所測量的結(jié)果記入表3中。（測量靜態(tài)工作點時需撤去輸入信號）（5）測量放大電路輸入電阻Ri及輸出電阻Ro。 測量輸入電阻。輸入電阻Ri的測量有兩種方法。方法一的測量原理如圖3所示，在放大電路與信號源之間串入一固定電阻RS4.7K，在輸出電壓Uo不失真的條件下，用示波器測量Ui及相應(yīng)的Us的值，并按下式計算Ri：圖3 Ri測量原理一方法二的測量原理如圖4所示，當(dāng)Rs0時，在輸出電壓UO不失真的條件下，用示波器測出輸出電壓UO1；當(dāng)Rs4.7K時，測出輸出電壓Uo2，并按下式計算Ri圖4 Ri測量原理二 測量輸出電阻Ro。輸出電阻Ro的測量原理如圖5所示，在輸出電壓Uo波形保持不失真的條件下，用示波器測出空載時的輸出電壓Uo1和帶負(fù)載時的輸出電壓Uo，按下式計算Ro圖5 Ro的測量原理圖4. 實驗數(shù)據(jù)記錄及處理（1）表1 靜態(tài)工作點實驗數(shù)據(jù)測量值理論計算值UB/VUC/VUE/VUCE/VIC/mAIB/mAUB/VUC/VUE/VUCE/VIC/mA2.904,。282.252.024.010.0251603.03.82.31.64.1 由表可知：電壓放大倍數(shù) （2）表2 電壓放大倍數(shù)實測數(shù)據(jù)（保持UI不變）RLUO/V/VAU測量值A(chǔ)U理論值2.41K0.65.1K 1.6（3）表3 對靜態(tài)、動態(tài)影響的實驗結(jié)果結(jié)果RL（萬用表）靜態(tài)測量與計算值輸出波形（保持UI不變）若出現(xiàn)失真波形，判斷失真性質(zhì)IC/mAUE/VUB/VUCE/V輸出最大時RP1RB11=27.56K2.511.412.055.84如圖（b)靜態(tài)工作點RP1RB1125K3.131.752.40.27如圖（c)飽和失真RP1RB11100K0.810.461.0710.14如圖（a)截止失真圖 靜態(tài)工作點與輸出波形的關(guān)系（4）測量放大電路輸入電阻Ri及輸出電阻Ro輸入電阻Ri方法方法一方法二測量數(shù)據(jù)Us/mvUi/mvUo1/vUo2/v77.0420.851.050.22Ri輸出電阻RoUo1/VUO/VRO/0.760.25=2K5、思考題 如何正確選擇放大電路的靜態(tài)工作點，在調(diào)試中應(yīng)注意什么？答：應(yīng)將靜態(tài)工作點設(shè)置在交流負(fù)載線的中點；對于前置放大器，由于處理的信號幅度較小，不容易出現(xiàn)截幅現(xiàn)象，而應(yīng)著重考慮放大器的噪聲、增益、輸入阻抗、穩(wěn)定性等方面，所以一般設(shè)置靜態(tài)工作點在交流負(fù)載線中點以下偏低位置。 調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點一般通過改變RB的阻值來進(jìn)行。若減小RB的阻值 ，可使ICQ增大，VCEQ減??；增大RB則作用相反。調(diào)節(jié)工作點前，應(yīng)先用圖解法根據(jù)交流負(fù)載線確定最佳工作點的值（ICQ、VCEQ），然后給待測放大器加電后，用萬用表測量VCEQ ，調(diào)節(jié)RB ，使VCEQ達(dá)到設(shè)計值。必要時，需要在放大器輸入端輸入一定幅度的正弦信號，用示波器觀察輸出波形，并調(diào)節(jié)RB，使輸出信號的失真最小。實驗中，為調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點方便，RB采用了可變電阻RW。 注意：調(diào)試過程中應(yīng)將輸入信號由小逐漸增大，同時調(diào)節(jié)RP1使輸出電壓達(dá)到最大而又不失真；在示波器中觀察波形圖時要選擇合適的幅值和頻率以便清晰觀察。 對放大電路靜態(tài)工作點Q有無影響？對放大倍數(shù)AU有無影響？ 答：放大電路靜態(tài)工作點Q只與輸入電阻、輸出電阻有關(guān)，與負(fù)載電阻RL變化無關(guān)； 由公式可知負(fù)載RL，放大倍數(shù)Au越大。 放大電路中，那些元件是決定電路的靜態(tài)工作點的？ 在圖1所示放大電路中可知決定電路靜態(tài)工作點的元件有：RP1、RB11、RB12、RC1、RE、RE1 試分析輸入電阻Ri的測量原理（兩種方法分別做簡述）。分析：法1圖3電路中： 則可得： 法2： 圖4電路中： 則可得：華南師范大學(xué)實驗報告學(xué)生姓名 尹霞輝 學(xué)號 20103202007 專 業(yè) 光信 年級、班級 2010光信 課程名稱 模擬電子實驗 實驗項目阻容耦合兩級放大電路實驗類型 驗證 設(shè)計 綜合 實驗時間2012年 4 月 10日實驗指導(dǎo)老師 劉宏展 實驗評分 1. 實驗?zāi)康?觀察多級放大電路的級間耦合的相互影響。 測定阻容耦合兩級放大電路的頻率響應(yīng)。2. 實驗電路和儀器設(shè)備（1） 實驗電路如圖1所示（2） 實驗儀器設(shè)備 示波器 低頻模擬電路實驗箱 低頻信號發(fā)生器 數(shù)字式萬用表3. 實驗內(nèi)容及步驟（1） 連接電路按電路原理圖1連接實驗電路，檢查無誤后方可接上電源（2） 調(diào)整靜態(tài)工作點接通穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)RP1使第一級處于正常工作，調(diào)整RP2使第二極靜態(tài)工作點處于交流負(fù)載線的中點。（3） 測兩級放大電路的放大倍數(shù) 加輸入信號Ui10mV、f1KHz，調(diào)低頻信號發(fā)生器得到。用示波器觀察第一、二級的輸出電壓波形有無失真。若有失真現(xiàn)象，則應(yīng)微調(diào)靜態(tài)工作點（微調(diào)RP1和RP2），如不能調(diào)節(jié)出無失真波形則可減少輸入信號Ui。撤去Ui，利用萬用表測量并記錄第一，二級的靜態(tài)工作點Q1（UB1，UC1，UE1）、Q2（UB2， UC2，UE2），將測量值填入表1中，若加入輸入信號之后，用示波器觀察輸出波形有寄生振蕩時，首先采取措施消除振蕩方可進(jìn)行實驗，消除寄生振蕩方法如下：將低頻信號發(fā)生器等儀器的接線重新整理一下，應(yīng)使這些導(dǎo)線盡可能短些。若振蕩仍不能消除時，可在適當(dāng)位置（如BG2的b、c極之間）加一個電容（幾個到幾千個皮法）。具體接入位置和電容數(shù)值可由實驗確定，此法消振的效果較為顯著。另外由信號發(fā)生器至兩級放大電路輸入端的接線要使用屏蔽線，以防止干擾信號進(jìn)入放大電路。 在放大電路的輸入端加輸入信號Ui20mV、f1KHz，用示波器觀察輸出波形，在輸出不失真的情況下，利用示波器測量Ui及第一、二極輸出電壓Uo1和Uo2，分別計算第一、二極的Au1、Au2和兩級放大電路的Au，將結(jié)果填入 表1中。 接入負(fù)載電阻RL，其它條件同上，測量記錄Uo1和Uo2，計算Au1、Au2和Au，將結(jié)果填入表1中，并與上項結(jié)果相比較。 將放大電路第一級的輸出與第二級的輸入斷開，使兩級放大電路變成兩個彼此獨立的單級放大電路，分別測量輸入輸出電壓，并計算每級的放大倍數(shù)。此時的靜態(tài)工作點同前，輸出端皆為空載，將結(jié)果填入表2中（4） 測量兩級放大電路的頻率響應(yīng)改變輸入信號頻率（由低到高），先大致觀察在哪一個上限頻率和哪一個下限頻率輸出幅度下降，然后保持Ui120mV，測量Uo的值，記入表3中，特性平直部分，只測幾點就可以了，而在特性彎曲部分應(yīng)多測幾個點。4. 數(shù)據(jù)處理：表1 電路靜態(tài)值及交流輸出電壓測量表靜態(tài)工作點Q輸入電壓f1khz輸出電壓電壓放大倍數(shù)第一級第二級Uo1/mVUo2/VAu1Au2AuUB1/VUC1/VUE1/VUB2/VUC2/VUE2/VU/V無RL20.32.621.921292482.07.113,73.576.022.9310.6有RL20.50.911.9244.485分析：1、由于第一級放大電路電壓放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)故有RL和無RL時電壓放大倍數(shù)相同，即Au1=1.922、當(dāng)有負(fù)載Rl時輸出電阻變小，故電壓放大倍數(shù)變小3、Au=Au1*Au2 表2 放大倍數(shù)測量表第一級第二級輸入電壓輸出電壓放大倍數(shù)輸入電壓輸出電壓放大倍數(shù)AuAu1 Au2Ui1/mVUo1/mVAu1Ui2/mVUo2/mVAu2Au12.336.52.975.7510.789.6266 兩級電路串聯(lián)時的電壓放大倍數(shù)等效于兩級電路單獨對信號源作用時電壓放大倍數(shù)之積。表3 頻率響應(yīng)f/KHz0.10.20.511530100200300400500Uo/V5.15.46，06,56.56.65.43.82.82.21.8 當(dāng)頻率小于600HZ時，輸出電壓UO正比于輸入信號頻率；當(dāng)頻率大于30KZ時，Uo反比與輸入信號頻率5. 思考題 各級靜態(tài)工作點應(yīng)如何選擇？每一級的靜態(tài)工作點在連成兩級放大電路時，是否會發(fā)生變化？ 1、連接好電路后，接通直流電源，將第一級放大電路輸出端接入示波器，調(diào)整滑變電 阻器RP1，觀察示波器中的波形，使其處于最大不失真狀態(tài)； 2、調(diào)節(jié)好第一級后，再將第二級放大電路輸出端接入示波器，調(diào)整滑變電阻器RP2， 觀察示波器中的波形，使其處于不失真的狀態(tài)。 3、 因為第一級和第二級放大電路是通過阻容耦合方式連接的，所以當(dāng)連接處兩級放 大電路時各自的靜態(tài)工作點不會發(fā)生變化。 要想提高電壓放大倍數(shù)應(yīng)采取什么措施？由電壓放大倍數(shù)公式：Au=Au1Au2則可通過增大集電極負(fù)載電阻RC1和RC2提高電壓