模擬電路試驗(yàn)講義

本文格式為Word版，下載可任意編輯——模擬電路試驗(yàn)講義試驗(yàn)一單級(jí)交流放大電路

一、試驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。

2、把握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測(cè)試方法。

3、熟悉常用電子儀器及模擬電路試驗(yàn)設(shè)備的使用。二、試驗(yàn)原理

圖1－1為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器試驗(yàn)電路圖。它的偏置電路采用RB1和RB2組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻RE，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)在放大器的輸入端參與輸入信號(hào)ui后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號(hào)u0，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。

圖1－1共射極單管放大器試驗(yàn)電路

在圖1－1電路中，當(dāng)流過(guò)偏置電阻RB1和RB2的電流遠(yuǎn)大于晶體管T的基極電流IB時(shí)（一般5～10倍），則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算UB?RB1UCC

RB1?RB2U?UBEIE?B?ICRE

UCE＝UCC－IC（RC＋RE）電壓放大倍數(shù)

AV??βRC//RLrbe輸入電阻

Ri＝RB1//RB2//rbe輸出電阻RO≈RC

由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不開(kāi)測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測(cè)量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計(jì)和裝配以后，還必需測(cè)量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和各項(xiàng)性能指標(biāo)。一個(gè)優(yōu)質(zhì)放大器，必定是理論設(shè)計(jì)與試驗(yàn)調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法外，還必需把握必要的測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測(cè)量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試，消除干擾與自激振蕩及放大器各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量與調(diào)試等。1、放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試1)靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量

測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號(hào)ui＝0的狀況下進(jìn)行，即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程適合的直流毫安表和直流電壓表，分別測(cè)量晶體管的集電極電流IC以及各電極對(duì)地的電位UB、UC和UE。一般試驗(yàn)中，為了避免斷開(kāi)集電極，所以采用測(cè)量電壓UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要測(cè)出UE，即可用IC?IE?UEU?UC算出IC（也可根據(jù)IC?CC，由UC確定IC），RERC同時(shí)也能算出UBE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。

為了減小誤差，提高測(cè)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(diǎn)的調(diào)試

放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試是指對(duì)管子集電極電流I（或UCE）的調(diào)整與測(cè)試。C靜態(tài)工作點(diǎn)是否適合，對(duì)放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點(diǎn)偏高，放大器在參與交流信號(hào)以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)uO的負(fù)半周將被削底，如圖1－2(a)所示；如工作點(diǎn)偏低則易產(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1－2(b)所示。這些狀況都不符合不失真放大

的要求。所以在選定工作點(diǎn)以后還必需進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端參與一定的輸入電壓ui，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿(mǎn)足要求。如不滿(mǎn)足，則應(yīng)調(diào)理靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。

(a)(b)

圖1－2靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)uO波形失真的影響

改變電路參數(shù)UCC、RC、RB（RB1、RB2）都會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化，如圖1－3所示。但尋常多采用調(diào)理偏置電阻RB2的方法來(lái)改變靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小RB2，則可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。

圖1－3電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響

最終還要說(shuō)明的是，上面所說(shuō)的工作點(diǎn)“偏高〞或“偏低〞不是絕對(duì)的，應(yīng)當(dāng)是相對(duì)信號(hào)的幅度而言，如輸入信號(hào)幅度很小，即使工作點(diǎn)較高或較低也不一定會(huì)出現(xiàn)失真。所以確鑿地說(shuō)，產(chǎn)生波形失真是信號(hào)幅度與靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置協(xié)同不當(dāng)所致。如需滿(mǎn)足較大信號(hào)幅度的要求，靜態(tài)工作點(diǎn)最好盡量靠近交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。

2、放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)試

放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)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(dòng)態(tài)范圍）和通頻帶等。1)電壓放大倍數(shù)AV的測(cè)量

調(diào)整放大器到適合的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后參與輸入電壓ui，在輸出電壓uO不失真的狀況下，用交流毫伏表測(cè)出ui和uo的有效值Ui和UO，則AV?U0Ui2)輸入電阻Ri的測(cè)量

為了測(cè)量放大器的輸入電阻，按圖1－4電路在被測(cè)放大器的輸入端與信號(hào)源之間串入一已知電阻R，在放大器正常工作的狀況下，用交流毫伏表測(cè)出US和Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得

Ri?UiUiUi??RURIiUS?UiR

圖1－4輸入、輸出電阻測(cè)量電路

測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

①由于電阻R兩端沒(méi)有電路公共接地點(diǎn)，所以測(cè)量R兩端電壓UR時(shí)必需分別測(cè)出US和Ui，然后按UR＝US－Ui求出UR值。

②電阻R的值不宜取得過(guò)大或過(guò)小，以免產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，尋常取R與Ri為同一數(shù)量級(jí)為好，本試驗(yàn)可取R＝1～2KΩ。3)輸出電阻R0的測(cè)量

按圖1-4電路，在放大器正常工作條件下，測(cè)出輸出端不接負(fù)載RL的輸出電壓UO和接入負(fù)載后的輸出電壓UL，根據(jù)

UL?即可求出

RLUO

RO?RLRO?(UO?1)RLUL在測(cè)試中應(yīng)注意，必需保持RL接入前后輸入信號(hào)的大小不變。4)最大不失真輸出電壓UOPP的測(cè)量（最大動(dòng)態(tài)范圍）

如上所述，為了得到最大動(dòng)態(tài)范圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)在交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。為此在放大器正常工作狀況下，逐步增大輸入信號(hào)的幅度，并同時(shí)調(diào)理RW（改變靜態(tài)工作點(diǎn)），用示波器觀(guān)測(cè)uO，當(dāng)輸出波形同時(shí)出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖1－5）時(shí)，說(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號(hào)，使波形輸出幅度最大，且無(wú)明顯失真時(shí)，用交流毫伏表測(cè)出UO（有效值），則動(dòng)態(tài)范圍等于22U0?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UOPP來(lái)。

圖1－5靜態(tài)工作點(diǎn)正常，輸入信號(hào)太大引起的失真

5)放大器幅頻特性的測(cè)量

放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)AU與輸入信號(hào)頻率f之間的關(guān)系曲線(xiàn)。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線(xiàn)如圖1－6所示，Aum為中頻電壓放大倍數(shù)，尋常規(guī)定電壓放大倍數(shù)隨頻率變化下降到中頻放大倍數(shù)的1/2倍，即0.707Aum所對(duì)應(yīng)的頻率分別稱(chēng)