模电实验共射级单管放大电路Word格式文档下载.docx
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一、实验目的及要求:
学会放大电路静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大电路性能的影响。
掌握放大电路电压放大倍数与最大不失真输出电压的测试方法。
熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、仪器用具
仪器名称
规格/型号
数量
备注
模拟电路实验箱
1
函数信号发生器
双踪示波器
交流毫伏表
数字万用表
2、4千欧电阻器
三、实验原理
如图所示为电阻分压式工作点稳定单管放大电路实验电路图。
它的偏置电路采用Rb1与Rb2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻RE,以稳定放大电路的静态工作点。
挡在放大电路的输入端加入输入信号ui后,在放大电路的输出端便可得到一个与ui相位相反,幅值被放大了的输出信号uo,从而实现了电压放大。
在图1-2电路中,当流过偏置电阻RB1与RB2的电流远大于晶体管T的基极
电流IB（一般5～10倍）,则它的静态工作点可用下式估算:
UCE=Ucc-Ic（Rc+RE）
电压放大倍数
输入电阻
Ri=RB1//RB2//rbe
输出电阻:
Ro≈Rc。
由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计与制作晶体管放大电路时,离不开测量与调试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计与装配以后,还必须测量与调试放大器的静态工作点与各项性能指标。
一个优质放大器,必定就是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此,除了学习放大器的理论知识与设计方法外,还必须掌握必要的测量与调试技术。
放大电路的测量与调试一般包括:
放大电路的静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大电路各项动态指标的测量与调试等。
1、放大电路静态工作点的测量与测试
（1）静态工作点的测量。
为了减小误差,提高测量精度,应选用内阻较高的直流电压表,一般数字万用表的输入阻抗为100兆欧左右。
（2）静态工作点的调试。
放大电路静态点的调试就是指对管子集电极电流Ic（或Uce）的调整与测试。
静态工作点就是否合适,对放大电路的性能与输出波形都有很大影响。
改变电路参数Ucc、Rc、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化,如图1-4所示。
但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点,如减小RB2,则可使静态工作点提高等。
最后还要说明的就是,上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不就是绝对的,应该就是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。
所以确切地说,产生波形失真就是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。
如需满足较大信号幅度的要求,静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
2、放大电路动态指标测试
（1）电压放大倍数Au的测量。
调整放大电路到合适的静态工作点,然后加入输入电压ui,在输出电压uo不失真的情况下,用交流毫伏表测出ui与uo的有效值Ui与Uo,则
Au=Uo/Ui
（2）输入电阻Ri的测量。
根据定义可得:
测量时应注意下列几点:
1）由于电阻Rs两端没有电路公共接点,所以测量Rs两端电压Ur时必须分别测出Us与Ui,然后按Ur=Us-Ui求出Ur值。
2）电阻Rs的值不易取得过大或过小,以免产生较大的测量误差,通常Rs与Ri为同一数量级为好。
（3）输出电阻Ro的测量。
（4）最大不失真输出电压Uop-p的测量。
（5）放大电路幅频特性的测量。
四、实验步骤（包括原理图、实验结果与数据处理）
实验电路如图1-2所示。
为防止干扰,各仪器的公共端必须连在一起,同时信号源,交流毫伏表与示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线,如使用屏蔽线,则屏蔽线的黑夹子应接在公共接地端上。
1、调试静态工作点
表1-5调试静态工作点Ue=2、0V
测量值
计算值
UB（V）
UE（V）
Uc（V）
RB2（K
）
UBE（V）
UcE（V）
Ic（mA）
2、711
2、000
7、795
55、97
0、711
5、795
1、818
接通+12V电源,调节Rp,使Ue=2、0V,用万用表的直流电压档测量Ub,Ue,Uc,然后断开+12V电源或关闭电源开关,断开与Rb2相连的开关,用万用电表电阻档测量Rb2值。
记入表1-5。
静态工作点理论计算:
2、测量不同负载下的电压放大倍数。
在放大电路输入端加入频率f=1千赫兹,Ui约等于10毫伏的正弦信号ui,同时用示波器观察放大器输出电压uo波形,在波形不失真的条件下测量下述两种情况下的Uo值,并用双踪示波器同时观察ui与uo的相位关系,记入表1-6。
表1-6测量不同负载下的电压放大倍数Ue=2、0VUi=10mV
Rc（KΩ）
RL（KΩ）
Uo（V）
Au
观察记录一组Uo与Ui波形
2、4
∞
0、189
18、9
Ui
t
Uo
0、0945
9、45
总结:
由表1-6可知,当RL增大时,Au减小,同理,可知当RC增大时,可知Au同样减小。
电压放大倍数理论计算:
当没有负载:
当有负载时:
3、观察静态工作点对输出波形失真的影响。
置Rc=2、4千欧,Rl=∞,ui=0,调节Rp,使Ue=2、0V,测出Uce值。
在逐步加大输入信号,使输出电压uo足够大但不失真。
然后保持输入信号不变,分别增大与减小Rw,使波形出现饱与与截止失真,绘出uo的波形,并测出失真情况下的Uce值,解释观察到的就是真波形就是饱与失真还就是截止失真？
记入表1-7。
表1-7观察静态工作点对输出波形失真的影响
UCE（V）
Uo波形
失真情况
管子工作状态
0、0142
11、998
截止失真
工作在饱与区
2、0
5、542
不失真
工作在放大区
2、993
3、145
饱与失真
工作在截至区
由表1-7可知,若选取的静态工作点不合适,静会导致放大器产生输出波形的饱与失真或截止失真。
静态工作点过高,可能会产生饱与失真,静态工作点过低,可能会产生截止失真。
4、测量最大不失真输出电压
置Rc=2、4千欧,Rl=2、4千欧,调节输入信号的幅度与电位器Rp,使uo最大且不失真,用示波器与交流毫伏表测量Uop-p及uo值,记入表1-8。
表1-8测量最大不失真输出电压
Uim（mV）
U0m（V）
Uopp（V）
1、59
1、68
4、704
五、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析与讨论,对实验的进一步想法或改进意见。
遇到的问题及处理方法:
1、开始检查三极管的时候,打开万用表,怎么弄都没有数字显示。
最后按下HOLD键才有数字显示。
2、按照要求连接好电路,却发现怎么弄都不能再示波器上显示波形。
最后发现就是电路有问题,没有短路,并且也没有加电源。
经过相关调试,示波器上有的波形处出现。
3、测量Rb2时,万用表上基本没有数字显示,一开始以为就是电阻的问题,用旁边那组的万用表一测量,发现有数字显示,最后才发现就是自己的万用表的量程太小。
课后思考题答案:
1、可以用万用表测量Rb2的电阻,当电路出现截止失真时,Rb2减小,因此Ub减小,Ic减小,因此Uce增大;
反之,当电路出现饱与失真时,Rb2真大,因此Ub增大,Ic增大,Uce减小。
2、因为晶体管共发射极放大电路属于音频放大电路,或者叫做低频放大电路,这种电路的频率特性就是对于50HZ-20000HZ之间的频率信号有正常的放大作用。
在这个频带以外的频率不能正常放大。
或者失去放大作用。
1KHZ就是音频的中间频率,用这个频率的信号既代表了信号的主要特点有能使放大器工作在正常范围。
信号大小的选择:
在几十毫伏--100毫伏之间。
3、衰减器可以使输入信号在一定的频率范围内变化,而不至于输入信号频率过大或过小利用衰减器可以有效的保持输入信号的稳定。
4、电阻RC、电阻RB、以及直流稳压源VCC的改变都会引起静态工作点的改变。
六、实验原始数据
实验原始记录粘贴处
指导教师:
张青
2012年3月22日
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