模拟电子技术实验报告
Ic=2.0mA
Vi=
RC(KΩ) RL(KΩ) Vo(V)
Av
2
∞
mV 观察记录一组vo和vi波形
1
∞
2
2
3.观察静态工作点对电压放大倍数的影响
置Rc=2KΩ,RL=∞,Vi适量,调节Rw,用示波器监视输出电压波形,在vo不失真的条
件下,测量数组Ic和Vo值,记录表
Rc=2KΩ
RL=
Vi=
mV
Ic(mA)
(4)最大不失真输出电压的测量(最大动态范围)
为了得到最大不失真电压,应将静态工作点调在交流负载线的中点,为此在放大电路
正常工作的情况下,逐步增大输入信号的幅度,并同时改变静态工作点,用示波器观察
Vo,当输出波形同时出现削底和缩顶现象时,说明静态工作点已处于交流负载线的中点
如图1-3所示。然后反复调整输入信号,使波形输出幅度最大并无明显失真,用交流毫
Vcc并适当调整静态工作点才能解决。
2.动态指标测试
放大电路的动态调试应在静态调试已完成的基础上进行。动态调试的目的是为了使
放大电路增益、输出电压动态范围、波形失真、输入、输出电阻、通频带等性能达到要
求。
(1)电压增益Av的测量
放大电路被调整到合适的静态工作点后,加入输入交流信号电压vi,在输出电压Vo不失
接通直流电源前,先将Rw调至最大,函数信号发生器的输出旋钮旋至零,接通+12V
电源、调节Rw,使Ic=2.0mA(即VE=2.0V),测量VB、VE、VC及R值。
Ic=2.0mA
测量值
理论计算值
VB(V) VE(V) VC(V) RB1(KΩ) VBE(V) VCE(V) Ic(mA)
2.测量电压放大倍数 在放大电路输入端加入频率为1KHz的正弦信号vs,调节函数信号发生器的输出 旋钮使放大电路的输入电压vi≈5mV,同时用示波器观察放大电路输出电压 vo的波形,在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的vo值 并用双踪示波器观察vo和vi的相位关系,记录在表
特殊频率
f(KHz)
Vo(V)
Av=Vo/Vi
为了信号源频率f取值合适,可先粗测一下,找出中频范围,然后再仔细读数。
【实验总结】
1.总结Rc,RL及静态工作点对放大器电压增益、输入电阻、输出电阻的影响。
ru
【实验原理】
图1-1为射极偏置单管放大电路,它由Rw+R与Rb2组成分压电路,并在发射极中接有电阻 Re。在稳定放大器的静态工作点,当放大电路的输入端加上输出信号vi后,在放大电路 的输出端便可得到一个与vi相位相反,幅值被放大了的输出信号vo,从而实现电压的放 大。
图1-1
在图1-1电路中,当流过偏置电阻Rw+R和Rb2的电流I远大于晶体管Q1的基极电流Ib(一
真的情况下,用交流毫伏表测出vi和vo的有效值Vi和Vo,则
AV VO Vi
(2)输入电阻Ri的测量
用伏安法测量输入电阻,为了测得放大电路的输入电流,在放大电路的输入端和信
号源之间串入一测量辅助电阻R,在放大电路正常工作的情况下,用交流毫伏表测出vs
和vi,则根据输入电阻的定义可得:
Ri Vi ViR Vi R Ii VR Vs Vi
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预习
操作记录
实验报告
总评成绩
学院:
专业:
年级:
实验人姓名:
学号:
日期:
室温:
相对湿度:
实验一 BJT单管共射电压放大电路
【实验目的】
1.掌握放大电路静态工作点的测试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。 2.掌握放大电路动态性能(电压增益、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压及幅 频特性等)的测试方法。 3.进一步熟练常用电子仪器的使用。
伏表测出Vo,则动态范围等于2√2Vo,或用示波器直接读出峰峰值Vo(p-p).
图1-3
(5)放大电路的幅频特性测量 放大电路的幅频特性是指放大电路的电压增益Av与输入信号频率f之间的关系曲线。
单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图1-4所示,Avm为中频电压增益,通常规定电 压增益随频率变化下降到中频电压增益的0.707倍所对应的频率分别称为下限频率fL和
IC IE VE RE
也可由Vc确定Ic,如
IC V CC V C Rc
在实验过程中,要不断将测量值与理论估算值相比较,若偏差不大,则可调整电路
有关电阻,使电位值达到所需要的值;若偏差太大或不正常,则应检查电路有没有故障
测量有没有错误,以及读数是否看错等。
(2)静态工作点的调试
放大电路静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic(或VCE)的调整与测试。 静态工作点是否合适,对放大电路的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高,放 大电路在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时Vo的负半周将被削底,如图1-2(a) 所示;如工作点偏低则易产生截止失真,即Vo的正半周被缩顶,如图1-2(b)所示,这 些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试。
RORc
1.静态测试
(1)静态工作点的测量
测量放大电路的静态工作点,应在输入信号vi=0的情况下进行,即放大电路的输 入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集 电极电流Ic以及各电极对地的电位VB、Vc和VE。一般实验中,为了避免断开集电极,所 以采用测量电压VE或Vc,然后算出Ic的方法。例如,只要测出VE,即可用
Vo(V)
Av
测量Ic时,要先将信号源输出旋钮旋至零(既是Vi=0)
4.观察静态工作点对波形失真的影响
置Rc=2KΩ,RL=2KΩ,vi=0,调节Rw使Ic=2.0mA,测出VCE值,再逐步加大输入信号,使
输出电压vo足够大但不失真。然后保持输入信号不变,分别增大和减少Rw,使波形出现
失真,绘出vo的波形,并测出失真情况下的Ic和VCE值,记录在表。
每次测Ic和VCE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。
Rc=2KΩ
RL=2KΩ
Vi= mV
Ic(mA) VCE(V)
Vo波形
失真情况 管子工作状态
5.测量最大不失真输出电压 置Rc=2KΩ,RL=2KΩ,按照实验原理(4)中所述方法,同时调节输入信号的幅度和电位
器Rw,用示波器和交流毫伏表测量Vo(p-p)及Vo值,记录在表
Rc=2KΩ
RL=2KΩ
Ic(mA)
Vim(mV)
Vom(V)
Vo(P-P)(V)
6.测量输入电阻和输出电阻
置Rc=2KΩ,RL=2KΩ,Ic=2.0mA.输入f=1KHz的正弦信号,在输出电压v0不失真的情况
下,用交流毫伏表测出Vs,Vi和VL记录在表
保持Vs不变,断开RL,测量输出电压vo,记录在表
Ic=2mA Rc=2KΩ RL=2KΩ (表中的“计算值”为理论计算值)
Vs(mV) Vi(mV)
Ri(KΩ)
VL(V)
测量值 计算值
Vo(V)
Ro(KΩ)
测量值 计算值
7.测量幅频特性曲线
取Ic=2.0mA,Rc=2KΩ,RL=2KΩ.保持输入信号vi的幅度不变,改变信号源频率f,逐
点测出相应的输出电压Vo,记录在表。
近,导致(Vs-Vi)的误差增大。通常取R和Ri为同一数量级为好,本实验R=1KΩ
(3)输出电阻Ro的测量
在放大电路正常工作的情况下,测出输出端不接负载的输出电压Vo和接入负载后的
输出电压VL,根据
VL RL VO RO RL
即可求出
RO (VO 1)RL VL
在测试中应注意,必须保持RL接入前后输入信号的大小不变
【实验设备与器件】
1.+12V直流稳压电源 3.双踪示波器 5.万用电表 7.单管阻容耦合放大电路
2.函数信号发生器 4.交流毫伏表1-1所示,为防止干扰,各电子仪器的公共端必须连在一起,同时信号 源、交流毫伏表和双踪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 蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。 1.调试静态工作点
图1-2 一般通过调节偏置电阻Rw的方法来改变静态工作点。 注意,以上所说的静态工作点偏高或偏低不是绝对的,而是相对于信号的幅度来说的, 如果输入信号的幅度很小,即使工作点较高或较低也不会出现失真。显然,如果要求信 号不失真幅度最大,静态工作点应选在交流负载线的中点。如果已经处在中点,而波形 仍然出现两头失真,则说明此时的电路条件已不能满足幅值要求,需要加大电源电压
测量时应注意以下两点:
由于电阻R两段没有公共接地端,而交流交流毫伏表是测量节点交流电压的,所以测
量R两端的电压VR时,必须分别测出Vs和Vi,然后 VR=Vs-Vi,求出VR的值。
R叫做测量辅助电阻,相当于图1-1中的Rs,它的数值必须选择适当。R太大,将使Vi
的数值很小,容易受干扰,从而加大Ri的测量误差;R太小,则使Vi和Vs的读数非常接
般5-10倍)时,则它的静态工作点可用下式估算
VB
Rb2 RwRRb2
Ic
IE
VBVBE Re
VB
Rb2 RwRRb2
Ic
IE
VBVBE Re
VCEVCCICRcIERE VCCIC(RCRE)
电压增益 输入电阻
A V - R C// R L r be
Ri (RRw)//Rb2//rbe
输出电阻
上限频率fH,则通频带
fBW fH fL
图1-4
【预习】
1.阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。 假设:β=100,Rb2=20KΩ,Rb1=R+Rw=60KΩ,Rc=2KΩ,RL=2KΩ.
估算放大电路的静态工作点,电压增益Av,输入电阻Ri和输出电阻Ro 2.能否用直流电压表直接测量晶体管的VBE?为什么实验中要采用VB、VE,再间接算出 VBE的方法? 3.怎样测量Rb1阻值? 4.当调节偏置电阻Rb1,使放大电路输出波形出现饱和或截止失真时,晶体管的管压降 VCE怎样变化? 5.改变静态工作点对放大电路的输入电阻Ri有否影响?改变外接电阻RL对输出电阻Ro有 否影响? 6.在测试Av,Ri和Ro怎么选择输入信号的频率和大小?为什么信号频率一般选1KHz,而 不选100KHz或更高? 7.测试中,如果将函数信号发生器,交流毫伏表,示波器中的任意仪器的二个测试端子 接线换位(既各仪器的接地端不再连在一起),将会出现什么问题?