電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報告—實(shí)驗(yàn)4單級放大電路

1、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報告實(shí) 驗(yàn) 名 稱：單級放大電路系 別：班 號：實(shí)驗(yàn)者姓名：學(xué) 號：實(shí) 驗(yàn) 日 期：實(shí)驗(yàn)報告完成日期：目錄一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二、實(shí)驗(yàn)儀器3三、實(shí)驗(yàn)原理3（一） 單級低頻放大器的模型和性能3（二）放大器參數(shù)及其測量方法5四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容71、搭接實(shí)驗(yàn)電路72、靜態(tài)工作點(diǎn)的測量和調(diào)試83、基本放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測量94、放大器上限、下限頻率的測量105、電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器參數(shù)測量10五、思考題11六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)11一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)會在面包板上搭接電路的方法； 2.學(xué)習(xí)放大電路的調(diào)試方法； 3.掌握放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸出電

2、阻和通頻帶測量方法； 4.研究負(fù)反饋對放大器性能的影響；了解射級輸出器的基本性能； 5.了解靜態(tài)工作點(diǎn)對輸出波形的影響和負(fù)載對放大電路倍數(shù)的影響。二、實(shí)驗(yàn)儀器1.示波器 1臺 2.函數(shù)信號發(fā)生器 1臺 3. 直流穩(wěn)壓電源 1臺 4.數(shù)字萬用表 1臺 5.多功能電路實(shí)驗(yàn)箱 1臺6.交流毫伏表 1臺三、實(shí)驗(yàn)原理（一） 單級低頻放大器的模型和性能 1. 單級低頻放大器的模型單級低頻放大器能將頻率從幾十Hz幾百kHz的低頻信號進(jìn)行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，單級低頻放大器根據(jù)性能不同科分為基

3、本放大器和負(fù)反饋放大器。 從放大器的輸出端取出信號電壓（或電流）經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)得到反饋信號電壓（或電流）送回放大器的輸入端稱為反饋。若反饋信號的極性與原輸入信號的極性相反，則為負(fù)反饋。 根據(jù)輸出端的取樣信號（電壓或電流）與送回輸入端的連接方式（串聯(lián)或并聯(lián)）的不同，一般可分為四種反饋類型電壓串聯(lián)反饋、電流串聯(lián)反饋、電壓并聯(lián)反饋和電流并聯(lián)反饋。負(fù)反饋是改變房卡器及其他電子系統(tǒng)特性的一種重要手段。負(fù)反饋使放大器的凈輸入信號減小，因此放大器的增益下降；同時改善了放大器的其他性能：提高了增益穩(wěn)定性，展寬了通頻帶，減小了非線性失真，以及改變了放大器的輸入阻抗和輸出阻抗。負(fù)反饋對輸入阻抗和

4、輸出阻抗的影響跟反饋類型有關(guān)。由于串聯(lián)負(fù)反饋實(shí)在基本放大器的輸入回路中串接了一個反饋電壓，因而提高了輸入阻抗，而并聯(lián)負(fù)反饋是在輸入回路上并聯(lián)了一個反饋電流，從而降低了輸入阻抗。凡是電壓負(fù)反饋都有保持輸出電壓穩(wěn)定的趨勢，與此恒壓相關(guān)的是輸出阻抗減?。环彩请娏髫?fù)反饋都有保持輸出電流穩(wěn)定的趨勢，與此恒流相關(guān)的是輸出阻抗增大。 2.單級電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器與基本放大器的性能比較電路圖2是分壓式偏置的共射級基本放大電路，它未引入交流負(fù)反饋。 電路圖3是在圖2的基礎(chǔ)上，去掉射極旁路電容Ce，這樣就引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋。3.射極輸出器的性能射極輸出器是單級電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，由于它的交流

5、輸出電壓VQ全部反饋回輸入端，故其電壓增益：Avf=1+RL'rbe+(1+)RL'1輸入電阻：Rif=Rb/rbe+(1+)RL'，式中RL=Rc/RL 輸出電阻：Rof=Re/Rb/Rs+rbe(1+)射極輸出器由于電壓放大倍數(shù)Avf 1，故它具有電壓跟隨特性，且輸入電阻高，輸出電阻低的特點(diǎn)，在多級放大電路中常作為隔離器，起阻抗變換作用。（二）放大器參數(shù)及其測量方法 1.靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇放大器要不失真地放大信號，必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。為獲得最大不失真輸出電壓，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在輸出特性曲線上交流負(fù)載線中點(diǎn)，若選得太高就容易飽和失真，

6、太低容易截止失真。 若放大器對小信號放大，由于輸出交流幅度很小，非線性失真不是主要問題，故Q點(diǎn)不一定要選在交流負(fù)載線中點(diǎn)，一般前置放大器的工作點(diǎn)都選的低一點(diǎn)，降低功耗和噪聲，并提高輸入阻抗。 采用簡單偏置的放大電路，其靜態(tài)工作點(diǎn)將隨溫度變化而變化，若采用電流負(fù)反饋分壓式偏置電路，具有自動穩(wěn)定工作點(diǎn)的能力，獲得廣泛應(yīng)用。 2.靜態(tài)工作點(diǎn)測量與調(diào)試根據(jù)定義，靜態(tài)工作點(diǎn)是指放大器不輸入信號且輸入端短路（接電路COM）時，三極管的電壓和電流參數(shù)。靜態(tài)工作點(diǎn)只測量三極管三級對電路COM的直流電壓（VBQ、VEQ、VCQ），通過換算得出靜態(tài)工作點(diǎn)的參數(shù)。 其換算關(guān)系

7、為：VBEQ=VBQ-VEQ ；VCEQ=VCQ-VEQ ；ICQ=VEQ / RE3.單極放大電路的電壓放大倍數(shù)Av低頻放大器的電壓放大倍數(shù)是指在輸出不失真的條件下，輸出電壓有效值與輸入電壓有效值的比值：Av=VoVi。根據(jù)理論分析：Av=-RL'rbe。4.放大倍數(shù)的測量 放大倍數(shù)按定義式進(jìn)行測量，即：輸出交流電壓與輸入交流電壓的比值。通常采用示波器比較測量法（適用于非正弦電壓）和交流電壓表測量（適用于正弦電壓）。 5.輸入阻抗的測量 放大器輸入阻抗為從輸入端向放大器看進(jìn)去的等效電阻，即：Ri=Vi /

8、 Ii；該電阻為動態(tài)電阻，不能用萬用表測量。為避免測量輸入電路中電流，改為測電壓進(jìn)行換算。即：Ii=VsR=Vs-ViR,則：Ri=ViIi=ViVs-ViR上述測量方法僅適用于放大器輸入阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于測量儀器輸入阻抗條件下。6.輸出阻抗測量 放大器輸出阻抗為從輸出端向放大器看進(jìn)去的等效電阻，即：Ro=Vo/Io；該電阻為動態(tài)電阻，不能用萬用表測量。 若輸出回路不并接負(fù)載RL，則輸出測量值為：Vo；若輸出回路并接負(fù)載RL，則輸出測量值為：VoL，則：Ro=Vo-VOLIo=Vo-VOLVoL/RL=(VoVOL-1)RL7.放大器幅頻特性 放大器幅頻特性是

9、指放大器的電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系曲線。在中頻段，電壓放大倍數(shù)為最大值A(chǔ)V=AVm。在低頻段和高頻段，由于上述各種因素的影響不可忽略，使電壓放大倍數(shù)下降。通常將電壓放大倍數(shù)下降到中頻段AVm的0.707倍時所對應(yīng)的頻率，稱為放大器的上限頻率fH和下限頻率fL，fH與fL之差稱為放大器的通頻帶，即f0.7=fH-fL。 在保證輸入Vi不變的情況下，改變輸入信號頻率（升高、下降），使輸出Vo下降為中頻時的0.707倍，則對應(yīng)的頻率即為fH、fL。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、搭接實(shí)驗(yàn)電路按電路圖10在實(shí)驗(yàn)箱搭接實(shí)驗(yàn)電路（或參照連接圖11）。檢查電路連接無誤后，方可將+12V直流電源接入電路。搭接注意事

10、項(xiàng)：要充分利用面包板的結(jié)構(gòu)，使用盡量少的導(dǎo)線。插入電阻電容器時，要注意不要使它們的腳碰到一起，造成短路，盡量分開來，不要交叉。在搭接前，注意檢查電器件的好壞。我在做實(shí)驗(yàn)的過程中，第一次的電路出現(xiàn)了問題，最后發(fā)現(xiàn)是一個電容器出現(xiàn)了故障。注意辨認(rèn)電阻的色環(huán)，不要弄錯。注意檢查電容器的極性是否接反。2、靜態(tài)工作點(diǎn)的測量和調(diào)試按靜態(tài)工作點(diǎn)測試方法進(jìn)行測量與調(diào)試，要求ICQ1.3mA，測量值填入表1。表1 靜態(tài)工作點(diǎn)測量靜態(tài)工作點(diǎn)測量值VEQ（V）VBQ（V）VCQ（V）測量計(jì)算ICQ（mA）VBEQ（V）VCEQ（V）41/2數(shù)字表（DCV）1.30201.92225.4251.30200.62024

11、.123計(jì)算過程：VBEQ=VBQ-VEQ=（1.9222-1.3020）V=0.6202VVCEQ=VCQ-VEQ =（5.425-1.3020）V=4.123VICQ=VEQ / RE=(1.3020/1)mA=1.3020mA分析：根據(jù)上圖可以看出，VCEQ=4.123VE/2（6V），且各個值與計(jì)算的理論值相差不多，可判斷此時工作在放大區(qū)，靜態(tài)工作點(diǎn)是合適的。3、基本放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測量（1）外加輸入信號從放大器Vs端輸入信號:頻率f=2kHz的正弦信號,R=1K，使Vip-p=30mV。在空載情況下，用示波器同時觀察輸入和輸出波形（Vi和Vo），若輸出波形失

12、真，應(yīng)適當(dāng)減小輸入信號?？蛰d情況下觀察到的波形：分析：可以觀察到波形未失真且二者相位相反。（2） 測量VS，Vi，VO，VOL，計(jì)算AV，AVL，Ri，RO，填入表2。表2 電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻測量測量（41/2數(shù)字表ACV）計(jì)算Vs（mV）Vi（mV）Vo（V）VOL（V）AVAVLRi（k）Ro（k）12.7310.462.241.138214.15108.804.614.94計(jì)算過程：AV=VoVi=2.24×10310.46214.15AVL=VOLVi=1.138×10310.46108.80Ri=ViIi=ViVs-ViR=10.4612.

13、73-10.46×1k4.61kRo=VoVOL-1RL=（2.241.138-1）×5.1k4.94k誤差分析：導(dǎo)線連接不緊密產(chǎn)生的接觸誤差。 儀表不精確帶來的誤差。4、放大器上限、下限頻率的測量 保持輸入信號Vp-p=30mV不變，當(dāng)f=2kHz時，用示波器觀察并測量輸出電壓VOL。當(dāng)頻率從2kHz向高端增大時，使輸出電壓下降到0.707VOL時，記下此時信號發(fā)生器的頻率，即為上限頻率fH；同理，當(dāng)頻率向低端減小時，使輸出電壓下降到0.707VOL時，記下此時信號發(fā)生器的頻率，即為下限頻率fL；測量過程應(yīng)保持Vi不變和波形不失真。表3 放大器上、下限

14、頻率的測量fHfLB=fH-fL110kHz240Hz109.76kHz5、電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器參數(shù)測量 將Ce去掉，R改為10k，使Vip-p=300mV，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3步驟。表4 負(fù)反饋放大器參數(shù)測量測量（41/2數(shù)字表ACV）計(jì)算Vs（mV）Vi（mV）Vo（mV）VOL（mV）AVAVLRi（k）Ro（k）188104.75303405.063.2512.605.59計(jì)算過程同實(shí)驗(yàn)3分析：由表1和表4對比可知，反饋電路的電壓放大倍數(shù)明顯降低，輸入電阻也明顯增大。五、思考題1.如何根據(jù)靜態(tài)工作點(diǎn)判別電路是否在放大狀態(tài)? 計(jì)算集電極的靜態(tài)工作電流與基極的靜態(tài)工作電流的比值，并將其與比較，如果二者大小相近則是工作在放大狀態(tài)。2.按實(shí)驗(yàn)電路10，若輸入信號增大到100mV，輸出電壓=？是否滿足Vo=AV× Vi，試說明原因？不滿足電壓放大公式。因?yàn)榇藭r信號太大