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文檔簡介

1、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告西安交通大學(xué)電信學(xué)院計(jì)算機(jī)11班姓名:司默涵實(shí)驗(yàn)名稱驗(yàn)收日期驗(yàn)收成績驗(yàn)收教師應(yīng)得分實(shí)得分批閱人簽字認(rèn)真程度5,4,3,2,0原始數(shù)據(jù)記錄5,4,3,2,0公式、圖、表的規(guī)范性4,3,2,1表述一致性4,3,2,1分析正確性4,3,2,1內(nèi)容、步驟的完整性4,3,2,1心得體會(huì)4,3,2,1,0真實(shí)性扣分(捏造、抄襲)0,-30,-20,-10報(bào)告總分30電話學(xué)號(hào):2110505018實(shí)驗(yàn)日期:2013年4月 日 報(bào)告完成日期:2013年4月 日實(shí)驗(yàn)2.2 含負(fù)反饋的多級(jí)晶體管放大電路預(yù)習(xí)報(bào)告 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?構(gòu)建多級(jí)共射極放大電路

2、,對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)、放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié),使其滿足設(shè)計(jì)要求。2測量多級(jí)放大電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻和頻率特性。3在多級(jí)放大電路中引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。4測量負(fù)反饋電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻和頻率特性等,并與開環(huán)放大電  路相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較。 二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)要求將2個(gè)共射極單管放大電路,按照阻容耦合方式進(jìn)行級(jí)聯(lián),并在此基礎(chǔ)上,由輸出端引入電壓串連負(fù)反饋。對(duì)整個(gè)電路的要求,一般靠各個(gè)放大電路的指標(biāo)體現(xiàn)。因此,需要事先對(duì)單元電路的指標(biāo)提出要求。本實(shí)驗(yàn)中,我們首先構(gòu)建一個(gè)多級(jí)的、開環(huán)放大倍數(shù)大于2000的放大電路,并在此基礎(chǔ)上引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。1多級(jí)放大電路圖2

3、.2.1為一個(gè)2級(jí)共射極放大電路。與圖2.1.1所示電路的主要區(qū)別是,這個(gè)電路具有穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)的作用。第一級(jí)和第二級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)互不干擾,第一級(jí)放大電路的靜態(tài)分析如下,第二級(jí)靜態(tài)分析類推:  根據(jù)晶體管微變等效電路,對(duì)放大電路的動(dòng)態(tài)分析如下:當(dāng)和相差較大時(shí),為其中較大的。當(dāng)和接近時(shí),根據(jù)電路參數(shù)和實(shí)際調(diào)試結(jié)果,在晶體管大約為100左右時(shí),整個(gè)放大電路的電壓放大倍數(shù)約為幾千倍,輸入電阻約為2k左右,輸出電阻約為1k左右,下限截止頻率約為100Hz左右,上限截止頻率約為30kHz左右。當(dāng)然,上述參數(shù)只是一個(gè)大致范圍,具體指標(biāo)將與各自電路參數(shù)有關(guān)。電路調(diào)節(jié)過程如下:1) 首先按照?qǐng)D2.2

4、.1在面包板上搭接電路;2) 在C2右端觀察輸出,按照實(shí)驗(yàn)2.1方法,對(duì)前級(jí)電路進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié);3) 從C2左端斷開,按照實(shí)驗(yàn)2.1方法,對(duì)后級(jí)放大電路單獨(dú)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn);4) 重新連接電路,測試放大倍數(shù),此時(shí)兩個(gè)放大器都處于最佳的靜態(tài)工作點(diǎn),觀察電壓放大倍數(shù)是否滿足大于2000的要求;如果滿足,則調(diào)試結(jié)束;5) 如果不滿足,則增加前級(jí)的RC,或者減小RW1,此時(shí)靜態(tài)工作點(diǎn)開始向飽和區(qū)靠攏,就是犧牲了最佳靜態(tài)工作點(diǎn),獲取滿足要求的電壓放大倍數(shù)。2含電壓串聯(lián)負(fù)反饋的共射極放大電路圖2.2.2是在圖2.2.1基礎(chǔ)上,增加電阻REF、反饋電阻Rf以及隔直電容Cf,構(gòu)成的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。圖2.

5、2.2 含電壓串聯(lián)負(fù)反饋的2級(jí)共射極放大電路為了更清晰地理解負(fù)反饋電路的工作原理,在圖2.2.2中我們用同心圓符號(hào)標(biāo)記了X1、X2、Y三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。從信號(hào)的流向看,這三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)將一個(gè)多級(jí)放大器包圍在內(nèi)部,這個(gè)多級(jí)放大器可以用一個(gè)等效的運(yùn)算放大器表示。根據(jù)瞬時(shí)極性法,可以判斷出等效運(yùn)放的正輸入端為X1、負(fù)輸入端為X2、輸出端為Y。這樣,這個(gè)復(fù)雜的電路就可以用圖2.2.3的簡化圖替代,并且其中等效運(yùn)放的參數(shù)為: 因此,在等效運(yùn)放的外圍,通過Cf、Rf、REF引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋,將使得整個(gè)反饋放大電路的性能發(fā)生根本的改變:,說明閉環(huán)(含負(fù)反饋)電壓放大倍數(shù)幾乎僅與外接電阻有關(guān),晶體管的更換等

6、幾乎不會(huì)影響其放大倍數(shù)。這就是負(fù)反饋對(duì)增益穩(wěn)定性的影響。,說明串聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻成倍地增加。,說明電壓負(fù)反饋輸出電阻成倍地減小。,說明負(fù)反饋使得下限截止頻率成倍下降。,說明負(fù)反饋使得上限截止頻率成倍提高。綜合說明,引入負(fù)反饋后,信號(hào)通頻帶獲得了較大的擴(kuò)展。從上述分析可以看出,負(fù)反饋的引入,的確改變了放大器的許多性能。同學(xué)們可以在實(shí)驗(yàn)中對(duì)開環(huán)放大器(無負(fù)反饋)和閉環(huán)放大器(有負(fù)反饋)的性能進(jìn)行對(duì)比,體會(huì)負(fù)反饋的強(qiáng)大作用。三、元器件選擇和電路搭接1、元器件選擇名稱規(guī)格數(shù)量三極管90132只電位器104/5031只電位器5031只電解電容47F2只電解電容10F/47F2只電容6800pF1只電阻1

7、5k2只電阻3.3 k1只電阻1.8k1只電阻5.1 k3只電阻1 k1只電阻2 k1只電阻4701只電阻511只2、電路搭接四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1多級(jí)放大電路實(shí)驗(yàn)按照?qǐng)D2.2.1,在面包板上搭接電路。然后分別完成如下任務(wù):1) 靜態(tài)工作點(diǎn)的初步調(diào)節(jié)將圖2.2.1中C2的右端作為輸出端,依據(jù)實(shí)驗(yàn)2.1中靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)方法,對(duì)第一級(jí)放大電路進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié),使第一級(jí)放大電路具有最大的動(dòng)態(tài)范圍。在圖2.2.1中,將C2左端斷開,輸入信號(hào)從C2左端引入,輸出在RL端,依據(jù)實(shí)驗(yàn)2.1中靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)方法,對(duì)第二級(jí)放大電路進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié),使第二級(jí)放大電路具有最大的動(dòng)態(tài)范圍。由于兩級(jí)放大電路之間的靜態(tài)

8、工作點(diǎn)互不干擾,將C2恢復(fù)連接,即完成了整個(gè)多級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)的初步調(diào)節(jié)。2) 放大倍數(shù)的測試和調(diào)節(jié)在圖2.2.1中的輸入端加入小信號(hào)。由于要求整個(gè)多級(jí)放大電路的放大倍數(shù)大于2000,為使輸出不失真,輸入信號(hào)幅度大約應(yīng)為1mV左右。有些信號(hào)源無法提供這樣小的信號(hào),需要在輸入端增加一套衰減電路,如圖2.2.4所示。在輸出端用示波器觀察輸出信號(hào),在輸出不失真的情況下,用晶體管毫伏表分別測量輸入信號(hào)Ui、兩級(jí)輸出信號(hào)的有效值Uo1、Uo,并計(jì)算獲得各級(jí)的電壓放大倍數(shù):當(dāng)大于2000,說明在靜態(tài)工作點(diǎn)初步調(diào)節(jié)的情況下,電壓放大倍數(shù)滿足要求,記錄上述電壓放大倍數(shù),此部任務(wù)結(jié)束。當(dāng)小于2000,說明

9、在靜態(tài)工作點(diǎn)初步調(diào)節(jié)的情況下,電壓放大倍數(shù)沒有滿足要求,需要對(duì)電壓放大倍數(shù)進(jìn)行增大調(diào)節(jié)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理部分的分析,只有在第一級(jí)電路中對(duì)RC進(jìn)行增大調(diào)節(jié),或者對(duì)RW1進(jìn)行減小調(diào)節(jié),可以使得放大倍數(shù)增加。根據(jù)實(shí)際情況,調(diào)節(jié)RW1更方便。因此,謹(jǐn)慎調(diào)節(jié)RW1,使得輸出信號(hào)幅度在增加過程中滿足放大倍數(shù)要求。測量靜態(tài)工作點(diǎn)和開環(huán)電壓放大倍數(shù)此時(shí),整個(gè)放大電路達(dá)到了一個(gè)折中狀態(tài):第二級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)為最佳,第一級(jí)不是最佳,而整個(gè)電路的放大倍數(shù)滿足要求。由于第一級(jí)放大電路輸出信號(hào)較小,對(duì)輸出動(dòng)態(tài)范圍沒有過高要求,其靜態(tài)工作點(diǎn)不處于最佳狀態(tài)是可以被接受的。因此,測量此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù),作為后期的其它參

10、數(shù)測量基礎(chǔ)。開環(huán)電壓放大倍數(shù)的測量方法同上,仍以示波器配合晶體管毫伏表進(jìn)行。測量靜態(tài)工作點(diǎn)有兩種方法:第一、用示波器的DC檔測量:將信號(hào)源去掉,用示波器的DC檔直接測量UBQ1、UEQ1、UCQ1、UBQ2、UEQ2、UCQ2,并記錄。這種方法,由于示波器輸入阻抗較高,測量中對(duì)原電路幾乎沒有影響,但是缺點(diǎn)是示波器讀數(shù)不精確。第二、用萬用表直流電壓檔測量:將信號(hào)源去掉,用萬用表的直流電壓檔,分別測量UBQ1、UEQ1、UCQ1、UBQ2、UEQ2、UCQ2,并記錄。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是萬用表讀數(shù)比示波器更加準(zhǔn)確,但是缺點(diǎn)是有可能對(duì)原電路的靜態(tài)工作點(diǎn)有影響,主要原因是萬用表測量電壓時(shí)的輸入阻抗較小,一

11、般為20k/V。對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的測量,并不要求特別準(zhǔn)確,因此,我們推薦學(xué)生使用示波器測量。測量靜態(tài)工作點(diǎn)和開環(huán)電壓放大倍數(shù)此時(shí),整個(gè)放大電路達(dá)到了一個(gè)折中狀態(tài):第二級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)為最佳,第一級(jí)不是最佳,而整個(gè)電路的放大倍數(shù)滿足要求。由于第一級(jí)放大電路輸出信號(hào)較小,對(duì)輸出動(dòng)態(tài)范圍沒有過高要求,其靜態(tài)工作點(diǎn)不處于最佳狀態(tài)是可以被接受的。因此,測量此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù),作為后期的其它參數(shù)測量基礎(chǔ)。開環(huán)電壓放大倍數(shù)的測量方法同上,仍以示波器配合晶體管毫伏表進(jìn)行。測量靜態(tài)工作點(diǎn)有兩種方法:第一、用示波器的DC檔測量:將信號(hào)源去掉,用示波器的DC檔直接測量UBQ1、UEQ1、UCQ1、UBQ2、U

12、EQ2、UCQ2,并記錄。這種方法,由于示波器輸入阻抗較高,測量中對(duì)原電路幾乎沒有影響,但是缺點(diǎn)是示波器讀數(shù)不精確。第二、用萬用表直流電壓檔測量:將信號(hào)源去掉,用萬用表的直流電壓檔,分別測量UBQ1、UEQ1、UCQ1、UBQ2、UEQ2、UCQ2,并記錄。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是萬用表讀數(shù)比示波器更加準(zhǔn)確,但是缺點(diǎn)是有可能對(duì)原電路的靜態(tài)工作點(diǎn)有影響,主要原因是萬用表測量電壓時(shí)的輸入阻抗較小,一般為20k/V。測量開環(huán)輸入電阻多級(jí)放大電路的輸入電阻測量方法與實(shí)驗(yàn)2.1相同。請(qǐng)參閱相關(guān)部分。由于在小信號(hào)下,測量誤差較大,可以考慮適當(dāng)增加輸入信號(hào)幅度。多數(shù)情況下,少許增加輸入信號(hào),就有可能使得第二級(jí)輸出產(chǎn)

13、生失真。但是,測量輸入電阻時(shí),一定要求多級(jí)放大電路所有輸出都不能失真嗎?不。只要保證第一級(jí)輸出不失真,測量就是有意義的。因此,按照?qǐng)D2.2.5電路,在多級(jí)放大電路的第一級(jí)非零輸入端串入一個(gè)電阻R1,在觀察到第一級(jí)輸出不失真的情況下,用晶體管毫伏表分別測量Us和Ui,計(jì)算Ri:測量開環(huán)輸出電阻根據(jù)輸出電阻的定義,按照?qǐng)D2.2.6所示電路測量。斷開開關(guān)S,在輸入端加入一定頻率的正弦信號(hào),觀察輸出信號(hào),在不失真的情況下,用晶體管毫伏表測量輸出電壓,記為Uo。閉合開關(guān)S,輸入信號(hào)不變,用晶體管毫伏表測量輸出電壓,記為UoL,則輸出電阻為:測量開環(huán)放大電路的頻率特性為了充分體現(xiàn)負(fù)反饋對(duì)頻帶的擴(kuò)展作用,設(shè)

14、計(jì)電路時(shí)必須表現(xiàn)出開環(huán)放大電路的上限、下限截止頻率,以便與有反饋的閉環(huán)電路相比較。圖2.2.1中的CH就是為了在信號(hào)頻率較低時(shí)(儀器可以測量),表現(xiàn)出上限截止頻率的特征。而下限截止頻率,主要靠隔直電容C1、C2、C3,以及旁路電容CE來表現(xiàn)。測量方法與實(shí)驗(yàn)2.1相同。2含電壓串聯(lián)負(fù)反饋的多級(jí)放大電路實(shí)驗(yàn)在圖2.2.1電路的基礎(chǔ)上,將電路修改為圖2.2.2。然后完成如下任務(wù):負(fù)反饋放大電路基本功能測試在對(duì)一個(gè)負(fù)反饋放大電路的性能進(jìn)行測量之前,保證這個(gè)電路的正常工作是重要的?;竟δ軠y試就是這個(gè)目的,其測試內(nèi)容為:首先,用示波器大致觀察整個(gè)電路的電壓放大倍數(shù),應(yīng)該與理論計(jì)算大致一樣。其次,在反饋電

15、阻上并聯(lián)一個(gè)相同的電阻,其放大倍數(shù)應(yīng)該下降為原先的0.5倍,基本可以肯定反饋支路是正確連接的。這些測試,基本可以保證這是一個(gè)負(fù)反饋放大電路,其工作基本正常。測量閉環(huán)電壓放大倍數(shù)在圖2.2.2的輸入端,加入頻率約為1kHz的正弦信號(hào),調(diào)節(jié)幅度,使得輸出盡量較大而不失真。由于引入負(fù)反饋后,整個(gè)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)遠(yuǎn)比原先開環(huán)的2000倍小,所以,輸入端不再需要分壓衰減電路。用晶體管毫伏表,在示波器監(jiān)視的情況下,測量輸入電壓有效值Ui和輸出電壓Uo的有效值,計(jì)算出閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Auf。測量閉環(huán)輸入電阻在圖2.2.2的輸入端串入一個(gè)電阻R1,并加入中頻段某一頻率的正弦信號(hào),圖2.2.7是測量方法的示意圖

16、。用晶體管毫伏表配合示波器觀察,分別測量R1兩端的電壓有效值US、Ui,計(jì)算輸入電阻:測量閉環(huán)輸出電阻閉環(huán)電路輸出電阻的測量方法與開環(huán)相同。需要注意的是,由于閉環(huán)電路引入了電壓負(fù)反饋,使得輸出電阻遠(yuǎn)比開環(huán)電路小,因此,測量帶負(fù)載輸出電壓時(shí),應(yīng)該選擇很小的負(fù)載電阻,才能表現(xiàn)出負(fù)載電阻將輸出電壓“拉”下來的特性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理介紹,本閉環(huán)電路的輸出電阻大約為幾十歐姆,因此,可以選取RL為20。測量閉環(huán)電路的頻率特性測量方法與實(shí)驗(yàn)2.1相同。五、數(shù)據(jù)估算實(shí)驗(yàn)2.2 含負(fù)反饋的多級(jí)晶體管放大電路總結(jié)報(bào)告一、 靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)過程、整體放大倍數(shù)調(diào)節(jié)過程在實(shí)際測試中,我們采用了與教材上不同的調(diào)試方法。首先利用

17、萬用表直流電壓20V檔分別測量、射極對(duì)地電壓,調(diào)節(jié)電位器使之達(dá)到2.3V,此時(shí),可近似認(rèn)為兩只管子的靜態(tài)工作點(diǎn)位于直流負(fù)載線的中點(diǎn)。事實(shí)上,調(diào)節(jié)出來的靜態(tài)工作點(diǎn)可能位于最佳靜態(tài)工作點(diǎn)的上方,也可能位于最佳靜態(tài)工作點(diǎn)的下方,但如果此時(shí)測得電壓放大倍數(shù)大于2000,且與估計(jì)值誤差在10%以內(nèi),則可以接受此電路。在本次實(shí)際測試中,測得電壓放大倍數(shù)=2698,符合實(shí)驗(yàn)要求。如果測得不滿足要求,則應(yīng)該考慮增加前級(jí)的,或者減小,也就是犧牲最佳靜態(tài)工作點(diǎn)的位置來換取電壓放大倍數(shù),使電路達(dá)到折中狀態(tài)。二、 開環(huán)多級(jí)放大電路參數(shù)測量1、 放大倍數(shù) 測量過程用晶體管毫伏表測量。在保證輸出信號(hào)沒有失真的情況下,直接

18、用晶體管毫伏表,分別測量輸入信號(hào)(Ui)、第一級(jí)輸出信號(hào)(Uo1)和第二級(jí)輸出信號(hào)(Uo)的有效值,直接相除也是電壓放大倍數(shù)。則,這種測量,要求在測量的同時(shí),一直用示波器監(jiān)視輸出信號(hào),輸出失真或者沒有監(jiān)測,測量都無效。用晶體管毫伏表測量。在保證輸出信號(hào)沒有失真的情況下,直接用晶體管毫伏表,分別測量輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的有效值,直接相除也是電壓放大倍數(shù)。注意,這種測量,要求在測量的同時(shí),一直用示波器監(jiān)視輸出信號(hào),輸出失真或者沒有監(jiān)測,測量都無效。測得數(shù)據(jù)見“原始數(shù)據(jù)記錄”。 誤差計(jì)算之前估算= -30.9 =-95 =2935實(shí)測= -29.8 = -86.9 =2695誤差w=11% 誤差分析誤

19、差主要來源于晶體管的值。值隨靜態(tài)工作點(diǎn)改變而改變,而本實(shí)驗(yàn)中,使用萬用表測量的,不能選擇其靜態(tài)工作點(diǎn),其測量值是由萬用表內(nèi)部提供的。因此存在較大誤差是正常的。2、 輸入電阻 測量過程選擇R1與估計(jì)的輸入電阻近似。在C1處斷開第二級(jí)放大電路,將一定頻率的源信號(hào)加入us兩端,在不失真的前提下,盡可能加大輸入信號(hào)的幅度,本次實(shí)驗(yàn)中,選取=5mV,用晶體管毫伏表分別測量us和ui處的電壓有效值Us、Ui。則     (2.1.2)實(shí)驗(yàn)中,選取R1=3.3k測得數(shù)據(jù)見“原始數(shù)據(jù)記錄”。 誤差計(jì)算 之前估算=2.94k實(shí)測=3.45k誤差w=14 % 誤差分析由數(shù)據(jù)

20、可見,實(shí)測的輸入電阻大于估計(jì)的輸入電阻。測量輸入電阻時(shí),f=1000Hz,測量的輸入電阻中應(yīng)包含電容C1的容抗、導(dǎo)線阻值等阻抗在內(nèi),導(dǎo)致實(shí)測輸入電阻較高。3、 輸出電阻 測量過程根據(jù)輸出電阻的定義,按照?qǐng)D2.1.5所示電路測量。從電容C1處斷開第一級(jí)放大電路,在輸入端加入頻率為1000Hz,幅度為1mV的正弦信號(hào),斷開開關(guān)S,在輸入端加入一定頻率的正弦信號(hào),觀察輸出信號(hào),在不失真的情況下,用晶體管毫伏表測量輸出電壓,記為Uo。閉合開關(guān)S,輸入信號(hào)不變,用晶體管毫伏表測量輸出電壓,記為UoL,則輸出電阻為:       

21、60;     (2.1.3)測得數(shù)據(jù)見“原始數(shù)據(jù)記錄”。 誤差計(jì)算之前估算=1.0k 實(shí)測=0.92k誤差w=8.0% 誤差分析 輸出電阻的誤差較小,在電阻的允許誤差范圍內(nèi)。4、 上下限截止頻率 測量過程(1)下限截止頻率的測量:為了提高測量效率,一般將測量過程分為兩步,首先粗測,保持輸入信號(hào)幅度不變,調(diào)節(jié)其頻率(頻率減小),在示波器上觀察輸出信號(hào)幅度,當(dāng)其為中頻輸出幅度的0.70.8倍時(shí),進(jìn)入細(xì)測,細(xì)調(diào)輸入信號(hào)頻率,用晶體管毫伏表分別測量輸入、輸出信號(hào)的有效值,計(jì)算的電壓放大倍數(shù)為中頻放大倍數(shù)的0.707倍時(shí),記錄此時(shí)的輸入信號(hào)頻率(可以用頻率計(jì)、信

22、號(hào)源頻率顯示或者示波器目測獲得),即為下限截止頻率。(2)上限截止頻率的測量:為了提高測量效率,一般將測量過程分為兩步,首先粗測,保持輸入信號(hào)幅度不變,調(diào)節(jié)其頻率(頻率增大),在示波器上觀察輸出信號(hào)幅度,當(dāng)其為中頻輸出幅度的0.70.8倍時(shí),進(jìn)入細(xì)測,細(xì)調(diào)輸入信號(hào)頻率,用晶體管毫伏表分別測量輸入、輸出信號(hào)的有效值,計(jì)算的電壓放大倍數(shù)為中頻放大倍數(shù)的0.707倍時(shí),記錄此時(shí)的輸入信號(hào)頻率(可以用頻率計(jì)、信號(hào)源頻率顯示或者示波器目測獲得),即為上限截止頻率。測得數(shù)據(jù)見“原始數(shù)據(jù)記錄”。 誤差計(jì)算之前估算=269.8Hz 實(shí)測=302Hz誤差w=10.6%之前估算=33kHz實(shí)測=31.5kHz誤差

23、w=4.5% 誤差分析(1)在調(diào)節(jié)頻率使得電壓放大倍數(shù)為之前的0.707倍時(shí),難以做到數(shù)值精確,一般取0.7-0,71之間的某值。(2)在測量此時(shí)的信號(hào)頻率時(shí),發(fā)現(xiàn)頻率波動(dòng)較大。這一方面由于信號(hào)源本身頻率不穩(wěn)定;另一方面由于測量電路并不穩(wěn)定。因此,測得的上、下限截止頻率都是近似值。5、 動(dòng)態(tài)范圍 測量過程正確連接兩級(jí)放大電路,利用示波器觀察,增大輸入信號(hào),直到輸出最大不失真為止,利用晶體管毫伏表讀取此時(shí)的的有效值,并將之乘以2,則得到動(dòng)態(tài)范圍。測得數(shù)據(jù)見“原始數(shù)據(jù)記錄”。 誤差計(jì)算之前估算V實(shí)測=6.45V誤差w=1.2% 誤差分析在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)輸入信號(hào)為2mV時(shí),輸出沒有出現(xiàn)失真;而當(dāng)輸入

24、信號(hào)為3mV時(shí),輸出已經(jīng)出現(xiàn)失真。但是,實(shí)驗(yàn)用信號(hào)源的分度值是1mV的,無法調(diào)節(jié)出比如2.5mV的信號(hào),因此,我只好認(rèn)為當(dāng)輸入為2mV時(shí)的動(dòng)態(tài)范圍為所求的動(dòng)態(tài)范圍,這實(shí)際上是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。三?含負(fù)反饋的參數(shù)測量1、 放大倍數(shù) 測量過程用晶體管毫伏表測量。在保證輸出信號(hào)沒有失真的情況下,用晶體管毫伏表,分別測量輸入信號(hào)(Ui)、第第二級(jí)輸出信號(hào)(Uo)的有效值,直接相除也是電壓放大倍數(shù)。此處選取,這種測量,要求在測量的同時(shí),一直用示波器監(jiān)視輸出信號(hào),輸出失真或者沒有監(jiān)測,測量都無效。用晶體管毫伏表測量。在保證輸出信號(hào)沒有失真的情況下,直接用晶體管毫伏表,分別測量輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的有效值,直接相除

25、也是電壓放大倍數(shù)。注意,這種測量,要求在測量的同時(shí),一直用示波器監(jiān)視輸出信號(hào),輸出失真或者沒有監(jiān)測,測量都無效。測得數(shù)據(jù)見“原始數(shù)據(jù)記錄”。 誤差計(jì)算之前估算=51實(shí)測=48.0誤差w=5.9 誤差分析 由于在實(shí)驗(yàn)中,引入負(fù)反饋后,,因此誤差主要來自于的阻值并 不一定是標(biāo)稱值,因此測得放大倍數(shù)并不一定是估計(jì)值。 并且,上述公式的使用是建立在深反饋條件下的,反饋越深與實(shí)際情況擬合越好。2、輸入電阻 測量過程選擇R1與估計(jì)的輸入電阻近似。在C1處斷開第二級(jí)放大電路,將一定頻率的源信號(hào)加入us兩端,在不失真的前提下,盡可能加大輸入信號(hào)的幅度,本次實(shí)驗(yàn)中,選取=5mV,用晶體管毫伏表分別測量us和ui

26、處的電壓有效值Us、Ui。則     (2.1.2)實(shí)驗(yàn)中,選取R1=10k,應(yīng)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)使得輸出達(dá)到最大不失真,此時(shí)測得的輸入 電阻認(rèn)為是更合理的。本實(shí)驗(yàn)中取輸入信號(hào)為30mV。測得數(shù)據(jù)見“原始數(shù)據(jù)記錄”。 誤差計(jì)算 之前估算=11.25k實(shí)測=11.2k誤差w=0.44% 誤差分析由數(shù)據(jù)可見,實(shí)測的輸入電阻與估計(jì)值的誤差是非常小的,估計(jì)誤差來源與電阻的實(shí)際值并不一定是標(biāo)稱值。3、輸出電阻測量過程閉環(huán)電路輸出電阻的測量方法與開環(huán)相同。需要注意的是,由于閉環(huán)電路引入了電壓負(fù)反饋,使得輸出電阻遠(yuǎn)比開環(huán)電路小,因此,測量帶負(fù)載輸出電壓時(shí),應(yīng)該選擇很小的負(fù)載

27、電阻,才能表現(xiàn)出負(fù)載電阻將輸出電壓“拉”下來的特性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理介紹,本閉環(huán)電路的輸出電阻大約為幾十歐姆,因此,可以選取RL為20。 誤差計(jì)算之前估算=16.8實(shí)測=16.9誤差w=0.6% 誤差分析 輸出電阻的誤差較小,在電阻的允許誤差范圍內(nèi)。5、上下限截止頻率測量過程(1)下限截止頻率的測量:為了提高測量效率,一般將測量過程分為兩步,首先粗測,保持輸入信號(hào)幅度不變,調(diào)節(jié)其頻率(頻率減小),在示波器上觀察輸出信號(hào)幅度,當(dāng)其為中頻輸出幅度的0.70.8倍時(shí),進(jìn)入細(xì)測,細(xì)調(diào)輸入信號(hào)頻率,用晶體管毫伏表分別測量輸入、輸出信號(hào)的有效值,計(jì)算的電壓放大倍數(shù)為中頻放大倍數(shù)的0.707倍時(shí),記錄此時(shí)的輸入

28、信號(hào)頻率(可以用頻率計(jì)、信號(hào)源頻率顯示或者示波器目測獲得),即為下限截止頻率。(2)上限截止頻率的測量:為了提高測量效率,一般將測量過程分為兩步,首先粗測,保持輸入信號(hào)幅度不變,調(diào)節(jié)其頻率(頻率增大),在示波器上觀察輸出信號(hào)幅度,當(dāng)其為中頻輸出幅度的0.70.8倍時(shí),進(jìn)入細(xì)測,細(xì)調(diào)輸入信號(hào)頻率,用晶體管毫伏表分別測量輸入、輸出信號(hào)的有效值,計(jì)算的電壓放大倍數(shù)為中頻放大倍數(shù)的0.707倍時(shí),記錄此時(shí)的輸入信號(hào)頻率(可以用頻率計(jì)、信號(hào)源頻率顯示或者示波器目測獲得),即為上限截止頻率。測得數(shù)據(jù)見“原始數(shù)據(jù)記錄”。 誤差計(jì)算之前估算 =4.5Hz實(shí)測=21.7Hz誤差w=367%之前估算=1970KHz實(shí)測=920KHz誤差w=53.3% 誤差分析(1)在調(diào)節(jié)頻率使得電壓放大倍數(shù)為之前的0.707倍時(shí),

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