實驗二單級共射放大電路實驗

1、實驗二單級共射放大電路一、實驗?zāi)康?、學(xué)會放大電路靜態(tài)工作點的調(diào)試方法， 分析靜態(tài)工作點對放大電路性能的影 響。2、掌握放大電路電壓放大倍數(shù)、 輸入電阻、輸出電阻與最大不失真輸出電壓的 測試方法。3、熟悉常用電子儀器與模擬電路實驗設(shè)備的使用。二、實驗設(shè)備與器件1、模擬電路實驗裝置2、雙蹤示波器3、交流毫伏表4、萬用表 三、實驗原理圖2-1為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管共射放大電路實驗原理圖。它的偏置電路采用Rbi和甩2組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻 Re,以穩(wěn)定放大電路 的靜態(tài)工作點。當在放大電路的輸入端參加輸入信號 Ui后，在放大電路的輸出 端便可得到一個與Ui相位相反，幅值被放大了的輸出

2、信號 U。，從而實現(xiàn)了電壓圖2- 1共射極單管放大電路實驗電路在圖2- 1電路中，當流過偏置電阻FB1和Fk的電流遠大于晶體管T的基極電流Ib時一般510倍，如此它的靜態(tài)工作點可用下式估算：UbUbeReU ce= UCc一 I c Rd+ Re電壓放大倍數(shù)Avrbe輸入電阻R = R /R32/ r be輸出電阻R介民由于電子電路件性能的分散性比擬大，因此在設(shè)計和制作晶體管放大電路 時，離不開測量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計前應(yīng)測量所用元電路件的參數(shù)， 為電路設(shè)計 提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計和裝配以后，還必須測量和調(diào)試放大電路的靜態(tài)工 作點和各項性能指標。一個優(yōu)質(zhì)放大電路，必定是理論設(shè)計與實驗調(diào)整相結(jié)

3、合的 產(chǎn)物。因此，除了學(xué)習放大電路的理論知識和設(shè)計方法外，還必須掌握必要的測量和調(diào)試技術(shù)。放大電路的測量和調(diào)試一般包括：放大電路靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試，消除 干擾與自激振蕩與放大電路各項動態(tài)參數(shù)的測量與調(diào)試等。1、放大電路靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試1）靜態(tài)工作點的測量測量放大電路的靜態(tài)工作點，應(yīng)在輸入信號 Ui = 0的情況下進展， 即將放 大電路輸入端與地端短接，然后選用量程適宜的直流毫安表和直流電壓表， 分別 測量晶體管的集電極電流lc以與各電極對地的電位UB、UC和UE。一般實驗中，為 了防止斷開集電極，所以采用測量電壓 UE或UC,然后算出lc的方法，例如，只 要測出UE,即可用Ic Ie

4、 Ue算出I C也可根據(jù)I C Ucc Uc，由UC確定Ic，ReRc同時也能算出 UBe UB UE, UCe UC UEo為了減小誤差，提高測量精度，應(yīng)選用內(nèi)阻較高的直流電壓表。2)靜態(tài)工作點的調(diào)試放大電路靜態(tài)工作點的調(diào)試是指對管子集電極電流Ic或UCE的調(diào)整與測試。靜態(tài)工作點是否適宜，對放大電路的性能和輸出波形都有很大影響。如工作 點偏咼，放大電路在參加交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時Uo的負半周將被削底，如圖2-2(a)所示；如工作點偏低如此易產(chǎn)生截止失真，即 uo的正半周被 縮頂一般截止失真不如飽和失真明顯，如圖2-2(b)所示。這些情況都不符 合不失真放大的要求。所以在選定工作點以

5、后還必須進展動態(tài)調(diào)試，即在放大電路的輸入端參加一定的輸入電壓 Ui，檢查輸出電壓Uo的大小和波形是否滿足要 求。如不滿足，如此應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。圖2-2靜態(tài)工作點對uo波形失真的影響改變電路參數(shù)UCc FC、FB昭、都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖 2-3 所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻 FL的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小 FL,如 此可使靜態(tài)工作點提高等。圖2-3電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響最后還要說明的是，上面所說的工作點“偏高或“偏低不是絕對的，應(yīng) 該是相對信號的幅度而言，如輸入信號幅度很小，即使工作點較高或較低也不一 定會出現(xiàn)失真。所以確切地說，產(chǎn)生波形失真是信號幅度與靜態(tài)工作點設(shè)置

6、配合 不當所致。如需滿足較大信號幅度的要求，靜態(tài)工作點最好盡量靠近交流負載線 的中點。放大電路動態(tài)指標包括電壓放大倍數(shù)、 輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸 出電壓動態(tài)X圍和通頻帶等。1）電壓放大倍數(shù)A的測量調(diào)整放大電路到適宜的靜態(tài)工作點，然后參加輸入電壓Ui，在輸出電壓UO不失真的情況下，用交流毫伏表測出 Ui和Uo的有效值U和UO，如此： Av U 2）輸入電阻R的測量為了測量放大電路的輸入電阻，按圖2-4電路在被測放大電路的輸入端與 信號源之間串入一電阻 R,在放大電路正常工作的情況下， 用交流毫伏表測出 US和U，如此根據(jù)輸入電阻的定義可得：UiUiUrR圖2-4 輸入、輸出電阻測量電路

7、UUT測量時應(yīng)注意如下幾點： 由于電阻R兩端沒有電路公共接地點，所以測量R兩端電壓Ur時必須分別測 出US和U，然后按U U求出UR值。 電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產(chǎn)生較大的測量誤差，通常取R與R為同一數(shù)量級為好，本實驗可取 R= 12KQ。3）輸出電阻F0的測量按圖2-4電路，在放大電路正常工作條件下，測出輸出端不接負載Rl的輸出電壓UO和接入負載后的輸出電壓 U，根據(jù)UL邑 U。RO Rl即可求出：UORo（U 1）RlUL在測試中應(yīng)注意，必須保持 R接入前后輸入信號的大小不變。4）最大不失真輸出電壓UOpp的測量最大動態(tài)X圍如上所述，為了得到最大動態(tài)X圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點調(diào)在交流負

8、載線的中點。 為此在放大電路正常工作情況下， 逐步增大輸入信號的幅度，并同時調(diào)節(jié)Rw改 變靜態(tài)工作點，用示波電路觀察uo,當輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象如 圖2-5時，說明靜態(tài)工作點已調(diào)在交流負載線的中點。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出UO有效值，如此動態(tài)X圍等于2 2Uo。或用示波電路直接讀出UOpp來0圖2 5靜態(tài)工作點正常，輸入信號太大引起的失真5）放大電路幅頻特性的測量放大電路的幅頻特性是指放大電路的電壓放大倍數(shù)Aj與輸入信號頻率f之間的關(guān)系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖2-6所示，Am為中頻電壓放大倍數(shù)，通常規(guī)定電壓放大倍數(shù)

9、隨頻率變化下降到中頻放大倍數(shù)的 1/ 2 um所對應(yīng)的頻率分別稱為下限頻率 f L和上限頻率fH，如此通頻帶 f BW= fH- fL放大電路的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數(shù)AUo為此，可采用前述測Au的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測量時應(yīng)注意取點要恰當，在低頻段與高頻段應(yīng)多測幾點，在中頻段可以少測幾點此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不得失真。圖2 6幅頻特性曲線圖2-7晶體三極管管腳排列四、實驗內(nèi)容實驗電路如圖2 1所示。各電子儀器可按實驗一中圖1 1所示方式連接， 為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起。1、調(diào)試靜態(tài)工作點接通直

10、流電源前，先將 R調(diào)至最大，函數(shù)信號發(fā)生電路輸出旋鈕旋至零。接通+ 12V電源、調(diào)節(jié)使I尸2.0mA即UC= 4.0V，用直流電壓表測量UBe、 UCe與用萬用電表測量FBR=FP1+R11值；分別用萬用表測量Ib、lc填入表21。表 2-1Ic= 2mA測量值計算數(shù)據(jù)UB VUE VUC VI B卩 AI c mAR (K Q)2、測量電壓放大倍數(shù)在放大電路輸入端參加頻率為1KHz的正弦信號us,調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生電路 的輸出旋鈕使放大電路輸入電壓 U 10mV同時用示波電路觀察放大電路輸出電 壓u。波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下述三種情況下的 UO值, 并用雙蹤示波電路觀察uo

11、和u的相位關(guān)系，記入表2 2。表 2-2Ic = 2.0mA U i = 10mVR(K Q)U0(V)AOO1觀祭記錄一組Uo和Ui波形1LljUIb0I3、觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響置RL =u適量，調(diào)節(jié)用示波電路監(jiān)視輸出電壓波形，在 uo不失真的條件下，測量五組數(shù)據(jù)Ic和UO值，記入表2- 3。表 2-3R l=x u i = 10mVI c(mA)出V)A測量Ic時，要先將信號源輸出旋鈕旋至零即使 U二04、觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響置FLQ, u 0,調(diào)節(jié)R使I 2.0mA測出LCe值，再逐步加大輸入信號， 使輸出電壓U0足夠大但不失真。然后保持輸入信號不變，分別增大

12、和減小 R,使波形出現(xiàn)失真，繪出U0的波形，并測出失真情況下的Ic和LCe值，記入表2-4 中。每次測Ic和UCe值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至零。表 2-4 R l=x u = 10mVIc(mA)UbE(V)U0波形失真情況管子工作狀態(tài)U.OjkA t tt5、測量最大不失真輸出電壓置RL Q,按照實驗原理2.4中所述方法，同時調(diào)節(jié)輸入信號的幅度和電位器 用示波電路和交流毫伏表測量 UOpp與 UO值，記入表2-5。表 2-5 R lI c(mA)Um(mV)UOm(V)Ubp(V)*6、測量輸入電阻和輸出電阻置FLQ, I尸2.0m輸入f = 1KHz的正弦信號，在輸出電壓 Uo不失真的

13、情 況下，用交流毫伏表測出US, U和U記入表2-6。保持US不變，斷開R,測量輸出電壓UO,記入表2-6。表 2-6 I c = 2mA R lQUS(mv)U (mv)R KQULVUOVRd KQ測量值計算值測量值計算值*7、測量幅頻特性曲線取lc= 2.0mA RQ。保持輸入信號Ui的幅度不變，改變信號源頻率f,逐 點測出相應(yīng)的輸出電壓Ub,記入表2-7。表 2 -7 U i = 10mVfLfofnf KHZUb VA/= U/Ui為了信號源頻率f取值適宜，可先粗測一下，找出中頻 X圍，然后再仔細讀數(shù)。說明：本實驗內(nèi)容較多，其中 & 7可作為選作內(nèi)容。五、實驗總結(jié)1、列表整理測量結(jié)果，并把實測的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸 出電阻之值與理論計算值比擬取一組數(shù)據(jù)進展比擬，分析產(chǎn)生誤差原因。2、總結(jié)Q, R與靜態(tài)工作點對放大電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的 影響。3、討論靜態(tài)工作點變化對放大電路輸出波形的影響。4、分析討論在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。六、預(yù)習要求1、閱讀教材中有關(guān)單管放大電路的內(nèi)容并估算實驗電路的性能指標。估算 放大電路的靜態(tài)工作點，電壓放大倍數(shù) Av，輸入電阻R和輸出電阻Ro2、能否用直流電壓表直接測量晶體管的 UBe？為什么實驗中要采用測 UB、 UE，再間接算出UBe的方法？3、怎樣測量RB阻值？4