電子電路實(shí)驗三

1、電子電路實(shí)驗三-實(shí)驗報告作者:日期:1Kknim .100k£-IOjiFRfl3 WlrDrIQOkXlIQpF301 ILBR邊 2kQRil l.AkOJFEI 曲54姑Rbl -t5kO CJLiQQkn一、實(shí)驗數(shù)據(jù)處理(1)兩級放大電路L<?1實(shí)驗電路圖根據(jù)實(shí)際的實(shí)驗電路，利用 Multisim得到電路圖如下:vccRt)2inn1盹2 ihfknicroq(2)兩級放大電路(閉環(huán))wr?12.DVRb2B1OpFHtlCctAd .13kD-Wv- ioonHb4 KQknWpF fttfl 'Wr- 7 31MQRblWp13kR C2：卜PJTf&quo

2、t;pFMHF&OHL :VI© 1bfYiVriH5WHt0*JFET1Rsl iSktJ* ioonJkQ(3)電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路.vi>uVDD12.&VRf-Wv?kO:C11( 11QI30 kQi- Uhl . 皿口 .Rc 13knr RD3WVn 例口 -.BJ71MJ4> )1 ILVI1 DO ifti Vi m i- 蝕財:(鈿910knC5-I lOOFR*11OC0：_2數(shù)據(jù)處理(1) 兩級放大電路的調(diào)試第一級電路：調(diào)整電阻參數(shù)，使得靜態(tài)工作點(diǎn)滿足：IDQ約為2mA，UGDQ<-4乂記錄并計算電路參數(shù)及靜態(tài)工作點(diǎn)的相關(guān)數(shù)

3、據(jù)(IDQ，UGSQ UA, US UGDQ)。IDQUGSQUAUSUGDQ2.014mA-1.28V5.77 V7.05 V-6.06 V第二級電路：通過調(diào)節(jié) Rb2，使得靜態(tài)工作點(diǎn)滿足：ICQ約為2mA, UCEQ=2-3V。記錄電路 參數(shù)及靜態(tài)工作點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)(ICQ, UCEQ。ICQUCEQ2.003mA2.958V輸入正弦信號Us,幅度為10mV,頻率為10kHz,測量并記錄電路的電壓放大倍數(shù)及輸入電阻Ri和輸出電阻Ro。Au1AuRiRo0.783-152.790.75爐3227.2°(2 )兩級放大電路閉環(huán)測試在上述兩級放大電路中， 引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋。 合理選取電

4、阻R的阻值，使得閉環(huán)電壓放大倍數(shù)的數(shù)值約為10。輸入正弦信號Us,幅度為100mV,頻率為10kHz,測量并記錄閉環(huán)電壓放大倍數(shù)輸入電阻Rif和輸出電阻Rof。AusfRifRof-9.94638.3232.3（3）電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入正弦信號Us，幅度為100mV，頻率為10kHz，測量并記錄閉環(huán)電壓放大倍數(shù)輸入電阻Rif和輸出電阻RofoAusfRifRof8.26335.2328003誤差分析利用相對誤差公式:相對誤差仿真值實(shí)測值實(shí)測值得各組數(shù)據(jù)的相對誤差如下表:仿真值實(shí)測值相對誤差/%IDQ/mA2.0772.0143.13UA/V5.9945.7703.88UGDQ/V-5.9

5、94-6.060-1.09ICQ/mA2.0182.0030.75UCEQ/V2.9082.958-1.69Au10.7960.7831.66Au-154.2-152.70.98Ri/ kQ90.7690.750.01Ro/。2866.03227.2-11.2Ausf-10.03-9.940.91Rif/。618.8638.2-3.04Rof/。214.57232.90-7.87提高電路各組數(shù)據(jù)的相對誤差如下表:仿真值實(shí)測值相對誤差/%Ausf9.448.2614.29Rif305.4335.0-8.84Rof3470.73280.05.81誤差分析：（1） 由上表可得知，兩級放大電路實(shí)驗中，

6、開環(huán)輸出電阻Ro及閉環(huán)輸出電阻 Rof仿真值與 實(shí)測值的相對誤差較大；電流并聯(lián)負(fù)反饋電路中，三組數(shù)據(jù)仿真值與實(shí)測值的相對誤差均較 大。（2 ）兩級放大電路中，輸出電阻測量的相對誤差較大，原因可能是實(shí)際實(shí)驗中使用的晶體 管與仿真實(shí)驗中的晶體管的特性相差較大，而且由理論分析知輸出電阻會隨溫度的變化而變化（晶體管rbe阻值隨溫度的增大而增大），這導(dǎo)致了輸出電阻實(shí)測值與仿真值相差較大。（3 ）電流并聯(lián)負(fù)反饋電路中，電壓放大倍數(shù)測量的相對誤差較大，原因也應(yīng)該是實(shí)際實(shí)驗 中的晶體管放大倍數(shù)與仿真中的不同，仿真實(shí)驗中晶體管的為280,實(shí)際實(shí)驗的相關(guān)參數(shù)達(dá)不到這么大，故電壓放大倍數(shù)較小。二、實(shí)驗現(xiàn)象分析與總結(jié)

7、1兩級放大電路的調(diào)試第一級電路：（1 ）開始做實(shí)驗時，Rg1、Rg2選擇1501的電阻，Rs用兩個阻值為2k的電阻串聯(lián)等效為 4kl】，測場效應(yīng)管s極的電壓，計算得IDQ與2mA相差較大（比2mA大）。（2）將Rs改為阻值為1.5kl 和2 1串聯(lián)，測得IDQ=2.014mA。Rs與初始設(shè)定的值不同的原因可能是場效應(yīng)管的特性與仿真中的不完全一樣，且實(shí)驗室的各個同種的場效應(yīng)管的特性也不完全一樣，或者是直流電源電壓略小于12V。（3） 用萬用表測 UA、US UD，其中測 UA是為了間接地得到g極的電壓 UG，計算得 UGSQ=-1.28V, UGDQ=-6.06V<-4V。間接地測 UG是

8、因為g極電壓不穩(wěn)定，這是因為場效應(yīng)管 的輸入電阻很大，與萬用表的電阻可比，使得測到的電壓不準(zhǔn)。第二級電路：(1) 與上一次實(shí)驗相似， 通過調(diào)節(jié)變阻器的阻值，將IC調(diào)至約為2mA;測得ICQ=2.003mA, UCEQ=2.658V 貝U 2V<UCEQ<3。(2) 測第一級電路的放大倍數(shù)時，測的輸出電壓為場效應(yīng)管s極的電壓，得到放大倍數(shù)為 0.783，與預(yù)期值相近。(3) 測總的放大倍數(shù)時，一開始負(fù)載 RL接的是5.1k，測得的放大倍數(shù)為一百二十多，后 來發(fā)現(xiàn)錯誤后，將負(fù)載改為 100k，測得的放大倍數(shù)為 152.7 ;負(fù)載阻值較小時，由理論分 析中電壓放大倍數(shù)的表達(dá)式知，放大倍數(shù)

9、較小，這與實(shí)際測得的結(jié)果相符。(4 )測量輸入電阻時，采用高輸入電阻的測量方法，分別測量串聯(lián)已知電阻與不串聯(lián)已知 電阻時的輸出電壓，得到輸入電阻為90.75k；測輸出電阻時，將負(fù)載Rf2=100k換為3.3k， 得到輸出電阻為 32272。2兩級放大電路閉環(huán)測試(1) 電壓負(fù)反饋如 Multisim電路圖所示；經(jīng)過試驗，在輸入回路中串聯(lián)兩個阻值均為4.7k. i的電阻時，測得閉環(huán)放大倍數(shù)接近-10 (測晶體管的c極的電壓)。(2) 在輸入回路中串聯(lián)一阻值為680"的電阻，用示波器測量其兩端的電壓，得到輸入電阻為6382。(1)在輸出回路上(C2與Rf之間)并聯(lián)兩個阻值均為390門的電

10、阻，并將信號源電壓有效值調(diào)為10mV，測得輸出電阻為 2329。將信號源電壓調(diào)小是因為當(dāng)其有效值為100mV且輸出回路并聯(lián)了電阻時，輸出電壓波形會失真。3電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路(1) 按照所給電路圖搭電路時，由于場效應(yīng)管的s極和d極相距較近，將圖中電容C2接到了場效應(yīng)管的s極上，后發(fā)現(xiàn)錯誤，將它改接到d極上時，輸出電壓波形異常，發(fā)生躍動的、 周期性的變化，這時場效應(yīng)管已燒壞。原因可能是改接過程中，場效應(yīng)管的d極電流突變，超過了場效應(yīng)管的正常電流范圍。這說明改接電路時， 最好先關(guān)閉電源， 仔細(xì)檢查電路后再接通電源，以避免器件的損壞。(2) 測電壓放大倍數(shù)時，按示波器的Auto Scale按鍵后，

11、輸出電壓(c極電壓)波形為一條 寬度較窄的直線，且將其沿縱軸放大時，得到了雜亂無章的波形。再沿橫軸調(diào)整時間軸時，發(fā)現(xiàn)時間軸單位長度內(nèi)的點(diǎn)數(shù)太少，即波形太寬，這導(dǎo)致了波形的“雜亂無章”。將掃描時間充分變長時，便能得到清晰美觀的波形。(3) 得到清晰的電壓波形后，測得電壓放大倍數(shù)小于8而大于7,這說明晶體管的放大倍數(shù)較小。換了幾次場效應(yīng)管后，發(fā)現(xiàn)放大倍數(shù)總小于8,之后改為換晶體管，成功地得到大于8的電壓放大倍數(shù)。電路穩(wěn)定下來后，電壓放大倍數(shù)接近8且大于8。(4) 測輸入電阻時，在輸入回路中串聯(lián)一阻值為390"的電阻，測得輸入電阻為335.0"。在c極與地之間并聯(lián)一阻值為 3.3

12、k. 的電阻，測得輸出電阻為32800。4負(fù)反饋對電路性能的影響總結(jié)(1)由兩級放大電路閉環(huán)測試實(shí)驗可知，當(dāng)電路引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋時，電路的電壓放大 倍數(shù)、輸入電阻及輸出電阻均變小，這說明引入負(fù)反饋時，電路電壓放大倍數(shù)的數(shù)值會減??；引入并聯(lián)反饋時，電路輸入電阻會減?。灰腚妷悍答仌r，電路的輸出電阻會減小。(2 )由電路并聯(lián)負(fù)反饋放大電路實(shí)驗可知，當(dāng)電路引入電流并聯(lián)負(fù)反饋時，電路的電壓放 大倍數(shù)由四十多變?yōu)榻咏?，這說明負(fù)反饋使電路電壓放大倍數(shù)減小。二、思考題1在圖2中，為了使場效應(yīng)管放大電路的靜態(tài)工作電流為1.5mA2.5mA，源極電阻Rs應(yīng)該在什么范圍內(nèi)取值？請結(jié)合仿真結(jié)果進(jìn)行分析。答：由仿

13、真結(jié)果可知，源極電阻Rs應(yīng)在范圍內(nèi)取值。Rsl1Rt2|1.75kQWFETp ，二規(guī)JRfi5 -C210)jF2. 已知實(shí)驗室配備的萬用表內(nèi)阻約為1M S實(shí)驗中調(diào)試圖 2所示共漏放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)時，為什么通過測量 A點(diǎn)電位來得到柵極電位，而不直接測柵極電位？答：因為場效應(yīng)管的輸入電阻很大，與電壓表的內(nèi)阻可比，直接測柵極電位就會不準(zhǔn)確，而由于輸入電阻大，場效應(yīng)管的柵極電流幾乎為0，故A點(diǎn)的電位與柵極電位相近，通過測量A點(diǎn)電位可間接得到柵極電位。3. 在圖2所示共漏放大電路的設(shè)計中，分壓電阻Rg1和Rg2應(yīng)該如何合理取值？取幾k、幾十kl】、幾百k 還是幾Ml】？答：為了減小電路的靜態(tài)功耗

14、，應(yīng)使Rg1和Rg2盡量大，但考慮到 Rg遠(yuǎn)小于柵源極電阻，以保證柵極電流幾乎為0，Rg1、Rg2不能太大（幾兆歐），故Rg1、Rg2取幾百千歐。4. 在圖2所示的兩級放大電路中，可以引入哪些組態(tài)的交流負(fù)反饋？說明理由。答：可以引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋和電壓串聯(lián)負(fù)反饋。因為若采取電流負(fù)反饋， 則反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端智能接到晶體管的發(fā)射極與地之間，而在交流信號作用時，旁路電容Ce視為短路，反饋網(wǎng)絡(luò)無法得到輸出電流， 故只能采用電壓負(fù)反饋。 反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端接到晶體管的集電極與 地之間，輸出端接到節(jié)點(diǎn) 8即為串聯(lián)負(fù)反饋，接到節(jié)點(diǎn) 9即為并聯(lián)負(fù)反饋。5. 在本實(shí)驗中，兩級放大電路級連后，靜態(tài)工作點(diǎn)基本保持不變，

15、為什么？答：兩級電路之間用電容相連，即采用阻容耦合方式， 這使得兩級電路之間不會有直流分量的傳遞，故兩級放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)互不影響。6. 若單獨(dú)測試時，第一級的電壓放大倍數(shù)為Au1，第二級的電壓放大倍數(shù)為Au2，則級連后的電壓放大倍數(shù)是 Au1*Au2嗎？為什么？答：不是；因為第二級電路的放大倍數(shù)與第一級的輸出電阻（即第二級電路的輸入電阻）有 關(guān)，故級聯(lián)后，第二級電路的電壓放大倍數(shù)會發(fā)生變化，這使得級聯(lián)后電路的電壓放大倍數(shù)不等于Au1*Au2。8當(dāng)兩級放大電路引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋時，為什么在開環(huán)測試中將反饋電阻Rf作為負(fù)載，而在閉環(huán)測試中將其斷開？答：在開環(huán)測試中，將反饋電阻作為負(fù)載是為考慮反饋的負(fù)載效應(yīng)，即將接入負(fù)反饋對電路的影響等效為并聯(lián)在輸入、輸出端的兩個電阻的作用，而在閉環(huán)測試中實(shí)際地引入了反饋， 不需要接模擬這種影響的電阻。9在并聯(lián)負(fù)反饋中，信