实验名称:三极管共射放大电路
一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)
三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1、学习共射放大电路的设计方法。
2、掌握放大电路静态工作点的测量与调整方法。
3、学习放大电路性能指标的测试方法。
4、了解静态工作点与输出波形失真的关系,掌握最大不失真输出电压的测量方法。
5、进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。
二、实验内容
1、静态工作点的调整和测量
2、测量电压放大倍数
3、测量最大不失真输出电压
4、测量输入电阻和输出电阻
5、测量上限频率和下限频率
6、研究静态工作点对输出波形的影响
三、主要仪器设备
1、示波器、信号发生器、晶体管毫伏表
2、共射电路实验板
四、实验原理与实验步骤
单管共射放大电路
1、放大电路静态工作点的测量和调试
准备工作:
(1) 对照电路原理图,仔细检查电路的完整性和焊接质量。
(2) 开启直流稳压电源,将直流稳压电源的输出调整到12V,并用万用表检测输出电压。
确认后,先关
闭直流稳压电源。
(3) 将电路板的工作电源端与12V 直流稳压电源接通。
然后,开启直流稳压电源。
此时,放大电路处于工作状态。
静态工作点的调整,调节电位器,使Q 点满足要求(ICQ =1.5mA)。
直接测电流不方便,一般采用电压测量法来换算电流。
测电压时,要充分考虑到万用表直流电压档内阻对被测电路的影响 。
因此应通过测电阻Rc 两端的压降VRc ,然后计算出ICQ 。
(若测出VCEQ <0.5V ,则说明三极管已饱和;若VCEQ ≈+VCC ,则说明三极管已截止。
若VBEQ>2V ,则说明三极管已被击穿) 2、测量电压放大倍数
(1) 必须保持放大电路的静态工作点不变!
(2) 从信号发生器输出1kHz 的正弦波,作为放大电路的输入(Vi=10mV 有效值) 。
(3) 用示波器监视输出波形,波形正确后再用交流毫伏表测出有效值。
3、测量最大不失真输出电压
(1) 静态工作点不变,用示波器监视输出波形。
(2) 逐渐增大输入信号幅度,直至输出刚出现失真。
(3) 测量时通常以饱和失真为准(当Q 点位于中间时)。
(4) 交流毫伏表测出有效值。
4、测量输入电阻 实验原理:
放大电路的输入电阻可用电阻分压法来测量,图中R 为已知阻值的外接电阻,分别测出Vs 和Vi ,则
实验步骤:
(1) 输入正弦波(幅度和频率?) 。
(2) 用示波器监视输出波形,要求不失真。
(3) 用交流毫伏表测出Vs 和Vi ,计算得到Ri 。
5、测量输出电阻 实验原理:
放大电路的输出电阻可用增益改变法来测量,分别测出负载开路时的输出电压Vo'和带上负载RL 后的输出电压Vo ,则
R
V V V R V V V I V R i s i i s i i i i -=-==
/)
('o L
o L o V R R R V +=L o o o R V V R ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1'
实验步骤:
(1) 输入正弦波(幅度和频率?) 。
(2) 用示波器监视输出波形,要求不失真。
(3) 断开负载,毫伏表测出V o' 。
(4) 接上负载,毫伏表测出V o 。
6、测量上限频率和下限频率
(1) 静态工作点不变,用示波器监视输出波形。
(2) 从信号发生器输出1kHz的正弦波。
(3) 调节输入信号幅度,用交流毫伏表测出,使输出Vo =1V (取1V有什么好处?)。
(4) 保持输入信号幅度不变,降低信号频率,输出幅度下降至0.707Vo时(用什么测?)得到下限频率fL 。
(5) 保持输入信号幅度不变,增大信号频率,输出幅度下降至0.707 V o时得到上限频率fH 。
7、研究静态工作点对输出波形的影响
观察静态电流偏大时出现饱和失真:
(1) 输入1kHz的正弦信号,用示波器监视输出电压。
(2) 调节电位器(Rw1减小或Rw2增大) ,使静态电流ICQ增大到足够大(如2.0mA) ,测量并记录集电极静态电流。
(3) 逐渐增大输入信号,使输出波形出现明显的失真。
记录此时的示波器波形,及最大不失真输出电压幅度。
观察静态电流偏小时出现截止失真:
(1) 减小输入信号,使输出波形回到正常的放大状态(无失真)。
(2)调节电位器(Rw1增大或Rw2减小),使静态电流ICQ下降到足够小(如1.0mA) ,测量并记录集电极静态电流。
(3) 逐渐增大输入信号,使输出波形出现明显的失真。
记录此时的示波器波形,及最大不失真输出电压幅度。
五、实验数据记录和处理
3、输入电阻与输出电阻 (1)输入电阻
测量值:Vs-Vi=6.7mV ,Rs=5.00K Ω,Vi=3.8mV 得Ri=
s i
s i
R V V V -=2.84K Ω
(2)输出电阻
测量值:V o '=0.62V , Vo =0.24V , R L =2K Ω
得Ro=L o o R V V ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-1'=3.17K Ω
4、测量上限频率和下限频率
f L =42.43Hz f H =55.2KHz
5、研究静态工作点对输出波形的影响( RL=∞)
六、实验结果与分析
1、电压放大倍数
由实验测量值与理论值的对比,看出实验值与理论值差别不大,误差在于理论计算时电流放大率β的取值与实验值不相等,由示波器所示波形:
看出输出电压与输入电压反相,电压放大率为负值,所以共射级电路是反相放大
2、静态工作点对输出波形的影响
(1)增大I CQ,Vo出现饱和失真,输出波形负半周失真
(2)减小I CQ,Vo出现截止失真,输出波形正半周失真
七、讨论、心得
思考题:
1、在测试放大电路的输出电压幅度、输入电阻、输出电阻时,能否用示波器来测电压幅度?为什么选择交
流毫伏表?
答:可以用示波器测量。
示波器测量值是峰-峰值,且精度没有交流毫伏表高。
2、既然交流毫伏表的精度高,为什么测静态工作点选择万用表,而不是毫伏表?
答:交流毫伏表不能测直流电压,所以不能用来测量静态工作点。
3、静态工作电流ICQ为什么需通过测量VC或VRe间接得到?
答:直接测量静态工作电流不方便,需要将电路重新接,所以通过测量电压间接得到。
4、在测试Av、Ri和Ro时,怎样选择输入信号的大小和频率?
答:输入信号的电压不能过大,也不能过小,不能让波形发生截止失真或饱和失真,频率要选择在中频段,保证A v近似为定值。
5、截止失真和饱和失真在形状上有什么区别?
答:截止失真是正半周失真且形状为“缩顶”失真,饱和失真是负半周失真且形状为“削顶”失真。