模擬電子技術實驗指導書

1、JJSWCQZ資料jjswcqz 資料jjswcqz 資料jjswcqz2014.2實驗一晶體管單管放大電路、實驗目的1 學習放大電路靜態(tài)工作點調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點對放大電路性能的影響。2 學習放大電路電壓放大倍數(shù)及最大不失真輸出電壓的測量方法。3測量放大電路輸入、輸出電阻。4.進一步熟悉各種電子儀器的使用。、實驗原理Rbi = R wi + R 3 和圖1 -1為電阻分壓式靜態(tài)工作點穩(wěn)定放大電路，它的偏置電路采用RB2 = RW2 + R4組成的分壓電路，并在發(fā)射級中接有電阻 Re = R6,用來穩(wěn)定靜態(tài)工作點。當 在放大電路輸入端輸入信號 Ui后，在放大電路輸出端便可得到與 Ui相位相

2、反、被放大了的 輸出信號Uo,實現(xiàn)了電壓放大。R1和R2組成輸入信號的分壓電路， 其目的是防止輸入信號過大，損壞三極管。+L3V在電路中靜態(tài)工作點為:UbRb2RB2CCU B U beReUeReU CE U cc 1 C ( RCRE )動態(tài)參數(shù):電壓放大倍數(shù)AUUoRc RlUibeRcR5 3.3k其中rbe300(1) 26(mV)G(mA)輸入電阻：若開關合上，即R7短接riRB1 RB2 rbe輸出電阻：ro RC R5放大電路輸入電阻測試方法：若輸入信號源Us經(jīng)Ri = 5.1k與Ci串聯(lián)后再接到三極管IVi的基極，測得Us和Ui，即可計算出rR1Us Ui輸出電阻可用下式計算

3、：0(巴 1)RlU0其中U0為Rl未接入時（Rl = ）Uo之值，Uo為接入Rl時Uo之值。1. 靜態(tài)工作點的測試1）靜態(tài)工作點的測量放大電路的靜態(tài)工作點是指在放大電路輸入端不加輸入信號Ui時，在電源電壓 VCC作用下，三極管的基極電流1Ib,集電極電流Ic以及集成極與發(fā)射極之間的電壓Uce等。測量靜態(tài)工作點時，應使放大電路輸入信號Ui = 0,即將信號源輸出旋鈕旋至零（通常需將放大電路輸入端與地短接）。然后測出IC,或測出Re兩端電壓，間接計算出IC來，1b = IC / , Ube, UCE用數(shù)字式直流電壓表進行測量，在測試中應注意：B、C、E對地的電位后進Ue后，再由計算得到:a）測量

4、電壓Ube、Uce時，為防止引入干擾，應采用先測量行計算，即:Ube = Ub -UeUce = Uc -UeIeb）為了測量Ib、Ic和Ie,為了方便起見，一般先直接測量出Re總之，為了測量靜態(tài)工作點只需用直流電壓表測出Uc、Ub、UE即可推算出。2）靜態(tài)工作點的調(diào)試：放大電路的基本任務是在不失真的前提下，對輸入信號進行放大， 故設置放大電路靜態(tài)工作點的原則是：保證輸出波形不失真并使放大電路具有較高的電壓放大倍數(shù)。改變電路參數(shù) Ucc、Rc、Rb都將引起靜態(tài)工作點的變化，通常以調(diào)節(jié)上偏置電阻取得 一合適的靜態(tài)工作點，如圖1 1中調(diào)節(jié)Rw1。Rb1減小將引起Ic增加，使工作點偏高，放大電路容易

5、產(chǎn)生飽和失真，如圖1 2 a所示，U0負半周被削頂。當Rb1增加，則Ic減小,使工作點偏低，放大電路容易產(chǎn)生截止失真，如圖1 2b所示。U0正半周被縮頂。適當調(diào)節(jié)Rb1可得到合適的靜態(tài)工作點。町抱和失真f底部失真）b戳止失典失真）輕不失真圖1 22 電壓放大倍數(shù)的測量在測量時應同時觀察輸出電壓測量電壓放大倍數(shù)的前提是放大電路輸出波形不應失真,波形。在Uo不失真條件下分別測量輸出電壓Uo和輸入電壓Ui的值，則:電壓放大倍數(shù)大小和靜態(tài)工作點位置有關，因此在測量前應先調(diào)試好一定的靜態(tài)工作點。3 最大不失真輸出電壓的測量為了在動態(tài)時獲得最大不失真輸出電壓，靜態(tài)工作點應盡可能選在交流負載線中點，因此在上

6、述調(diào)試靜態(tài)工作點的基礎上，應盡量加大Ui,同時適當調(diào)節(jié)偏置電阻 Rbi （Rwi）,若加大Ui先出現(xiàn)飽和失真，說明靜態(tài)工作點太高，應將Rbi增大，使Ic小下來，即靜態(tài)工作點低下來。若加大 U時先出現(xiàn)截止失真，則說明靜態(tài)工作點太低，應減小Rbi使Ic增大。直至當Ui增大時截止失真和飽和失真幾乎同時出現(xiàn)，此時的靜態(tài)工作點即在交流負載線中 點。這時，再慢慢減小 Ui，當剛剛出現(xiàn)輸出電壓不失真時，此時的輸出電壓即為最大不失 真輸出。三、實驗設備及所用組件箱名稱數(shù)量備注模擬（模數(shù)綜合）電子技術實驗箱1數(shù)字式直流電壓、電流表1函數(shù)發(fā)生器及數(shù)字頻率計1電子管毫伏表1雙蹤電子示波器1四、實驗步驟1 用圖示儀測

7、量所用管子的值測量 Vce = 6V, Ic = 1mA 和 Ic = 3mA 時的 值。i = 2. 靜態(tài)工作點測試：a）將三極管Vi的信號輸入端 H與地短接（即用一短線將 H端接地端連通）。用線短接 電位器RW2和電阻R7。連接R6和C2的上面兩端。b）調(diào)節(jié) Rwi，使Ic = 2mA，測Uc、Ub、Ue值計入表1 1中。4 / 30測量值計算值I c (mA)Uc (V)Ub (V)Ue (V)I c (mA)UCE (V)Ib (V)3 電壓放大倍數(shù)的測量a)將H、K點用一短線接通，保持Ic = 2mA ,調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使其輸出正弦波信號， 頻率為f = 1kHz，信號加在Us和接地

8、端之間，逐漸加大輸出信號幅度， 使Ui = 5mV，(注意: Ui是H端對地的電壓)，同時用示波器觀察輸出信號Uo的波形，在Uo不失真情況下，測量下述二種情況下的 Uo值。記入表1 2中(1) Rc = 3.3kRl =(2) Rc = 3.3kRl = 2k表1 2Rc (k )Rl (k )U0 (V)Ui波形U0波形Au圖形互相反相b)用示波器觀察Ui、U0間相位關系，描繪之。4.靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響使Rl = , Ui = 5mV，用示波器監(jiān)視 U。波形，在U。不失真的范圍內(nèi)，測出數(shù)組Ic和U0值。記入表1 3。表1 3I c (mV)U 0 (mV)Au5 最大不失真輸出電

9、壓的測量使Rl =，盡量加大Ui,同時調(diào)節(jié)RW1改變靜態(tài)工作點，使U0波形同時出現(xiàn)削頂失真和縮頂失真，再稍許減小Ui,使U0無明顯失真，測量此時的Uimax和Uomx及|C值。記入表1 4。表1 4Ic (mA)Uimax (mV)Uomax (V)Au6.靜態(tài)工作點對放大電路失真的影響取IC = 1.5mA , Rl =，調(diào)節(jié)Ui，使之略小于 Uimax，此時U。波形不失真，測量 Uce和 IC值，并繪出U0波形，調(diào)節(jié)RW1,使Ic減小，觀察U0波形的變化，當U0波形出現(xiàn)失真后， 繪出U0波形，然后將函數(shù)發(fā)生器輸出信號幅度調(diào)節(jié)旋鈕至零，測量此時的Uc、Uce。調(diào)節(jié)Rw1，使Ic增大，當U。波

10、形產(chǎn)生失真后，繪出 U。波形，然后將信號源輸出旋鈕旋 至零，測量此時 Uce、Ic值，將上述結果記入表 1 5。表1 5Ic (mA)UCE (V)U0波形屬何種失真7 輸入電阻ri的測量最簡單的辦法是采用如圖 1-3所示的串聯(lián)電阻法，在放大電路與信號源之間串入一個已知阻值的電阻 Rs,通過測出Us和Ui的電壓來求得ririRsUs Ui本實驗中，用Ri代替Rs,斷開H、K間短線其余同前面實驗，函數(shù)發(fā)生器輸出信號電 壓Us加于Us和接地端之間（見圖 2- 1 ）其余同前面實驗。測得 Us、Ui,記入表1-6, 度 計算出ri。Rb圖1-3測試時注意Us不應取得太大，以免晶體管工作在非線性區(qū)。表

11、 1 - 6 Ri = 5.1k , Rl = 2kUiUs計算riUoUol計算ro&輸出電阻ro的測量測量輸出電阻時的電路如圖1-3-b所示，測出放大電路輸出電壓在接入負載Rl時的值Uo和不接負載（Rl =）時的輸出電壓U。的變化來求得輸出電阻。 具體方法是將圖1 - 1 又恢復原狀，即 H、K再次短接起來，函數(shù)發(fā)生器輸出從Us和地端輸入，且將放大電路輸入信號的頻率調(diào)至1kHz，幅度保持恒定（Ui約5mV）的正弦電壓，用雙蹤示波器監(jiān)視輸入， 輸出波形不失真的前提下，測得負載電阻Rl接入和不接入二種情況下放大電路的輸出電壓Uo和Uo從而求得輸出電阻Uoro （1）RlUo將測到的值記入表1-

12、6，并計算出r。實驗二晶體管多級放大電路、實驗目的1 掌握多級放大電路的電壓放大倍數(shù)的測量方法。2 測量多級放大電路的頻率特性。3. 了解工作點對動態(tài)范圍的影響。二、實驗原理工Aui Au2U 02 U 01 U 02實驗電路如圖2- 1所示?？偟碾妷悍糯蟊稊?shù)A0本實驗電路輸入端加入了一個R2RiR2515.1 10351的分壓器，其目的是為了100使交流毫伏表可在同一量程下測Us和U02，以減少因儀表不同量程帶來的附加誤差。電阻R1、R2應選精密電阻，且 R2 ri1。接入C7 = 6800pF是為了使放大電路的fh下降，便于用一般實驗室儀器進行測量。必須指出，當改變信號源頻率時，其輸出電壓

13、的大小略有變化， 測放大電路幅頻特性時, 應予以注意。三、實驗設備及所用組件箱名稱數(shù)量備注模擬（模數(shù)綜合）電子技術實驗箱1數(shù)字式直流電壓、電流表1函數(shù)發(fā)生器及數(shù)字頻率計1電子管毫伏表1雙蹤示波器1四、實驗步驟1 實驗一中已測了三極管 V1的1的值，本實驗中再測三極管 V2和V3的 值，記入表2- 1 中。表2 11232.調(diào)節(jié)工作點（1） 按圖3 1接線，圖中H、K用線接起來，Rw2兩端用線短接，與 R7并聯(lián)的小開 關合上，連接 R6和C2的上面兩端，將 V1的集電極與 C4電容正極接通，就組成了圖 3 1 的兩級阻容耦合放大電路。（2）調(diào)節(jié)Rw1和Rw3，使Ie1 1.3mA , Ie3 =

14、 4.9mA （通過測量 R6、R12上電壓求得）， 將V1、V3的工作點記入表2 2。表2 2工作點測試U B1(V)Ue1(V)Uc1(V)I c1(mA)U B3(V)UE3(V)UC3(V)I c3(mA)實驗值表中：Ub1、Ue1、Uc1分別代表三極管 V1的基極對地電位，發(fā)射極對地及集電極對地電位。VE3UB3、Ue3、Uc3分別代表三極管 V3的基極、發(fā)射極、集電極對地電位，IC1為V1的集電極電流|C1VE1 ; Ic3的集電極電流|C3R63測量放大倍數(shù)當輸入信號Ui的頻率f = 1KHz , Ui的大小應使輸出電壓不失真，Rl = 2k時，測試各級放大倍數(shù)。測得的數(shù)據(jù)填入表

15、2 3。但須注意，應在示波器監(jiān)視輸出波形不失真條件下， 才能讀取數(shù)據(jù)。表2 3各級放大倍數(shù)測試（Rl = 2k ）U i(mV)Uo1(mV)U 02(mV)Au1A u2A u總實驗值計算值4. 測量幅頻特性保持Us = 100mV的條件下，改變輸入信號的頻率，先找出本放大電路的fL和fh,然后測試多級放大電路的幅頻特性。測放大電路下限頻率fL和上限頻率fh的方法是：在測量放大倍數(shù)實驗（3）中，已測出 了中頻段的電壓放大倍數(shù) Au,和此時放大電路的輸出電壓Uo = U02的值。調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器輸出正弦波頻率，若先降低頻率，且保持Ui大小不變，測U0的值，當輸出電壓的值降到中頻段輸出電壓值的0.

16、707倍時，此時對應的頻率即為下限頻率。再將信號源的頻率升高，當f升高到一定值，若輸出電壓值再度降到中頻段輸出電壓的0.707倍時，此時對應的頻率即為上限頻率fh。表2 4 頻率特性測試fL =fh =f(Hz)100090060040020015550k60k70k80kV02(mV)Au注：用雙對數(shù)座標紙畫出幅頻特性5. 末級動態(tài)范圍測試（Rl = 2k ）用示波器觀察U02的波形，輸入信號頻率 f = 1kHz，調(diào)節(jié)Us從100mV逐漸增大，直到U02的波形在正或負峰值附近開始產(chǎn)生削波，這時適當調(diào)節(jié)RW3，直到在某一個 Us下，U02的波形在正、負峰值附近同時開始削波，這表明V3的靜態(tài)工

17、作點正好們于動態(tài)（交流）負載線的中點。再緩慢減小Us到U02無明顯失真將 V3的工作點（UB2、UC2、UE2）以及U 02PP記入表2 5中。表2 5末級動態(tài)范圍測試實驗值圖解法實驗三 多級放大負反饋電路、射級跟隨電路、實驗目的1 驗證負反饋對放大器性能(放大倍數(shù)，頻率特性，輸出阻抗等)的影響。2 掌握射極跟隨器基本性能及應用。實驗電路如圖3- 1所示。(1)若H接K , Rw2短接，Ki合上，A接D, F接地，電路 就成為無射極跟隨無級間電壓負反饋的兩級阻容耦合放大器，同前一實驗電路。(2)若H接K, Rw2短接，Ki斷開，F(xiàn)接G , A接D，則電路成為無射極跟隨但有級 間負反饋放大器。(

18、3) H接K , Rw2短接，Ki合上，A接B , CC接通，E接D, F接地，電路成為有射極跟隨無級間電壓負反饋放大器。接入Rl是為了測量放大器輸出電阻，其原理在實驗一中已有。 負反饋放大器的一般表示式為AfAHAFA為開環(huán)放大倍數(shù)，Af為閉環(huán)放大倍數(shù)，F(xiàn)為反饋系數(shù)。若Am表示中頻開環(huán)放大倍數(shù)，且增益表達式只有一個主極點頻率，則加負反饋后fhf = fh (1 +A mF)fLf = fL （1 + A mF）其中fhf、fLf為加負反饋后上、下限頻率。本實驗中 rif = ri （1 + A mF） rof一r一1AmF其中rif、rof為加負反饋后的輸入、輸出電阻。三、實驗設備及所用組件

19、箱。名稱數(shù)量備注模擬（模數(shù)綜合）電子技術實驗箱1數(shù)字式直流電壓、電流表1函數(shù)發(fā)生器及數(shù)字頻率計1電子管毫伏表1雙蹤示波器1四、實驗步驟1. 測量靜態(tài)工作點Ucc = +12V , A接D , F接地，連接 R6和C2的上面兩端，調(diào)節(jié) Rw3、Rw1，使Ue1 = Ue3=2.3V （即V1和V3的發(fā)射極對地電位），把工作點有關數(shù)值入記表 3 1。表3 1計算值級b(mA)Ue(V)Uc(V)rbe()Ue(V)Uc(V)Ie(V)第一級第三級2測無射跟無級間反饋的放大器的指標（方法、步驟同實驗三）。加信號電壓Us = 100mV , f = 1kHz，測量中頻電壓放大倍數(shù) Aom及ro, ri

20、 ,改變信號頻 率，測量fh和fL,數(shù)據(jù)記入表3 2。測r0方法，保持Us = 100mV不變，輸出端不接 Rl測一個輸出電壓 U。，輸出端接上負I載電阻Rl后再測一輸出電壓值 U0 ,由式r0 （五 1） Rl，算出輸出電阻值。U 0實驗A U。U i1700khz13hzUoU0UsUi測輸入電阻ri的方法：斷開 H、K之間連線，信號源仍從 S端加入，f = 1kHz，測量出 此時的Us和Ui根據(jù)式 U i R.算出ri的值。i Us Ui3測無射級跟隨有級間負反饋時的放大器指標A接D, F接G , Ki斷開，連接R6和C2的上面兩端，組成有級間負反饋的兩級放大電 路，重復步驟2，數(shù)據(jù)記入

21、表3-3。表3 3計算值實驗值AufAuf = UoUifhffLfrofrofrif4.*測有射級跟隨無級間反饋的放大器指標C、C相連，A接B , E接D, F接地，連接 R6和C2的上面兩端，Ki合上加信號電壓Us = 50mV, f = 5kHz，測量其Aum及改變信號頻率測fh、fL數(shù)據(jù)記入表3 4。表3 4計算值實驗值AufAuf 去fhffLf五、實驗報告1 在雙對數(shù)座標紙上，將上述幾項測試結果，分別繪制幅頻特性曲線（標明多級放大 器的反饋情況）。2 根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，求出各種情況下放大器的輸出電阻。3由實驗所得結果說明負反饋對放大器性能有何影響？4 射極跟隨器本身電壓放大倍數(shù)1,

22、加入后為何能提高總的放大倍數(shù)?六、預習思考1 .復習教材中有關晶體管多級放大及負反饋部分的內(nèi)容。2. 在圖 3- 1 中，已知 Ucc = 12V , Iei = 1.3mA , Ie2 = 4mA , Ie3 = 4.9mA，根據(jù)實驗三中實測的1 = 、2 = 、3 = ，且=。分別計算實驗原理中所述的（1 ）和（2）兩種電路的電壓放大倍數(shù)，上、下限頻率及輸出電阻。3. 定性比較（1）和（3）兩種電路的電壓放大倍數(shù)和上、下限頻率。實驗四差動放大電路、實驗目的1 學習差動放大電路靜態(tài)工作點的測量。2 測定差動放大電路在不同輸入和輸出連接方式下的差模和共模電壓放大數(shù)。3了解差動放大電路對共模信號和抑制作用。、實驗原理將兩特性相同的基本放大電路按如圖5- 1所示電路組合在一起便形成了差動放大器。Rw為調(diào)零電位器，信號從Ui1、Ui2兩端輸入，在Vi、V2兩管集電極輸出 Uo,兩個電阻R3、 R4為均壓電阻。將A13、A14接通，構成典型的差動放大器，調(diào)零電位器Rw2可以彌補電路兩邊的不對稱，用來調(diào)節(jié) V1、V2兩管的初始工作狀態(tài)，使輸入信號Ui為零時，雙端電壓 Uo也為零。R12為兩管共用發(fā)射極電阻，對差模信號無負反饋作用，不影響差模電壓放大倍數(shù)，但對共 模信號有較強的負反饋作用，即對共