实验一 单级共射放大电路
电子信息工程 2011117105 徐博
一、实验目的
1．熟悉常用电子仪器的使用方法。

2．掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。

3．掌握放大器动态性能参数的测试方法。

4．进一步掌握单级放大电路的工作原理。

二、实验仪器
信号发生器、数字万用表、交流毫伏表、直流稳压源。

三、预习要求
1.复习基本共射放大电路的工作原理，并进一步熟悉示波器的正确使用方法。

2.根据实验电路图和元器件参数，估算电路的静态工作点及电路的电压放大倍数。

3.估算电路的最大不失真输出电压幅值。

4.根据实验内容设计实验数据记录表格。

四、实验原理及测量方法
1.电路参数变化对静态工作点的影响
放大器的基本任务是不失真地放大信号，实现输入变化量对输出变化量的控制作用，要使放大器正常工作，除要保证放大电路正常工作的电压外，还要有合适的静态工作点。

放大器的静态工作点是指放大器输入端短路时，流过三极管的直流电流IBQ 、ICQ 及管子C 、E 极之间的直流电压UCEQ 和B 、E 极的直流电压UBE 中的射极电阻R6、R7是用来稳定放大器的静态工作点。

其工作原理如下。

① 利用RB 和RB2的分压作用固定基极电压UB 。

由图可知，当RB 、RB2选择适当，满足I2远大于IB 时，则有
b2b=*2
R U Vcc Rb Rb +
式中，RB 、RB2和VCC 都是固定不随温度变化的，所以基极电位基本上为一定值。

② 通过IE 的负反馈作用，限制IC 的改变，使工作点保持稳定。

具体稳定过程如下：
T Ic Ie Ue Ube Ib Ic ↑→↑→↑→↑→↓→↓→↓
2.静态工作点的理论计算
电路的静态工作点可由以下几个关系式确定
b2b=*2R U Vcc Rb Rb +
Re
Ub Ube Ic -=
(Re)Uce Vcc Ic Rc =-+
由以上式子可知，当管子确定后，改变VCC 、RB 、RB2、RC （或RE ）中任一参数值，都会导致静态工作点的变化。

当电路参数确定后，静态工作点主要通过RP 调整。

工作点偏高，输出信号波形易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生截止失真。

但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。

当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的静态损耗。

3.静态工作点的测量与调整
调整放大电路的静态工作点一般有两种方法。

（1）将放大电路的输入端短路（即ui=0），让其工作在直流状态，用直流电压表测量三极管C 、E 间的电压，调整电位器RP 使UCE 稍小于电源电压的1/2（本实验为UCE 为4V 即可），这表明放大电路的静态工作点基本上已设置在放大区，然后再测量B 极对地的电位并记录，根据测量值计算静态工作点值，以确保三极管工作在导通状态。

（2）放大电路接通直流电源，并在输入端再加上正弦信号（幅度约为10mV ，频率约为1kHz ），使其工作在交直流状态，用示波器监视输出电压波形，调整基极电阻RP ，使输出信号波形不失真，并在输入信号增大时，输出波形同时出现截止失真和饱和失真。

这表明电路的静态工作点处于放大区的最佳位置。

撤去输入正弦信号（即令ui=0），使电路工作在直流状态，用直流电压表测量三极管三个极对地的电压UB 、UE 、UC ，即可计算出放大器的直流工作点ICQ 、UCEQ 、UBEQ 的大小。

4.电压放大倍数的测量与计算
放大电路的动态性能参数重要的有电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，另外，对不同频率信号的响应能力也是放大电路重要的一项性能指标。

电压放大倍数是指放大电路输出端的信号电压（变化电压）与输入端的信号电压之比，即：
Uo Au Ui
= 电路中
(//)Rc RL Au rbe
β=-
26'(1)mv rbe rbb Ie
β=++
其中，rbb'一般取300Ω。

当放大电路的静态工作点设置合理后，在电路的输入端加入正弦信号，用示波器观察放大电路的输出波形，并调节输入信号幅度，使输出波形基本不失真。

用交流毫伏表或示波器分别测量放大电路的输入、输出电压，按定义式计算即可得电路的电压放大倍数。

五、实验内容及步骤
1．
实验电路仿真图
2．静态工作点的调整测量
①在放大器的输入端加入频率f=1kHz，幅值约为10mV的正弦信号，用示波器观察输入信号，同时，用示波器的另一通道监视放大器输出电压UO的波形。

调整RP的阻值，使静态工作点处于合适位置，此时，输出波形最大而不失真。

达到最大不是真的波形和电路静态如下图：
放大电路输入输出波形调节滑动变阻器观察饱和失真
调节至合适的静态工作点
1.连接好电路。

2.调整静态工作点。

调整到合适的工作点电位器不再移动，用万用表测量静态工作点记录数据如下：测量参数+Ucc(v) Ic(mA) Uce(v) Uc(v) Ub(v) Ue(v) Rb(KΩ) 实测值12.00 0.458 4.75 5.61 1.478 0.875 160
3测量放大电路的电压放大倍数
调节函数信号发生器的输出，使f=1khz，Ui=10mv的正弦信号，用示波器观察输出的波形，调节Rp2，在波形最大不失真时，用晶体管毫伏表测量放大器空载时的输出电压及负载时的输出电压Uo的实测值。

栏目实测值计算值
Ui Uo Au
空载 6.6mv 0.6V 90.91
负载 6.6mv 0.18V 27.27
4测放大器的输入、输出阻抗
（1）输入阻抗：断开电阻1R2，用万用表的欧姆档测量信号源与放大器之间的电阻1R1，用晶体管毫伏表测量信号源两端电压Us以及放大器输入电压Ui，可求得放大电路的输入阻抗
经测量：1R1=5.1KΩ，Us=0.65V，Ui=0.42V。

所以输入阻抗为：Ri=9.313kΩ。

（2）输出阻抗：在放大器输出信号不失真的情况下，断开RL，用晶体管毫伏表测量输出电压Uo，接上RL，测得UoL，则可求得放大电路的输出阻抗。

经测量：Uo=0.6V；UoL=0.169V；=5.1K。

所以输入阻抗为：Ro=13.006k.
5观察放大电路的非线性失真
（1）工作点合适，输入信号过大引起非线性失真：在静态工作点不变的情况下增大输入信号，用示波器观察输出波形的失真现象，用万用表测量Ic和Uce的值。

经测量：Uce=1.201V；Ic=0.54mA。

（2）工作点不合适，引起线性失真：在放大器输入电压Ui不变的情况下，改变放大电路的静态工作点（调整Rp1的大小），用示波器观察输出电压Uo的波形的变化，并用万用表测量Ic和Uce的值。

数据记录如下：
Rb Uo的波形Ic Uce 何种失真最小0.74mA 187.9mV 饱和失真最大0.70 mA 51.903mV 截止失真。