实验四 单级低频电压放大器（扩展）
实验目的：
1、 掌握幅频特性等的基本概念以及测量方法。
2、 了解负反馈对放大电路特性的影响。
实验原理：
1、 电路频率特性的下限频率值主要受C 1，C 2和C E 影响，其关系分别为
11(3~10)
2()L S be f R r C π≥⋅+⋅ 2
1(3~10)2()L C L f R R C π≥⋅+⋅ 1(1~3)
2(//)1L S be E E
f R r
R C πβ
≥+⋅⋅+
2、 幅频特性曲线、上限频率、下限频率、截止频率中心频率、带宽的测量方法
A V 10.707
f L
f H
f A V 10.707
f 0
f A V 10.707
f 0
f
A V 10.707
f H
f L f 0 (a)单级放大器放大特性
(b)低通特性
(c)高通特性
(d)带
通特性
幅频特性反应了电路增益和频率之间的关系，上图列出了常见的幅频特性类型。
(a)和(d)中的f L 表示下限频率，f H 表示上限频率，(d)中的f 0表示中心频率，带宽BW=f H -f L ； (b)和(c)中的 f 0表示截止频率。
在实验中可采用“逐点法”测量不同频率时的电压放大倍数A V 来测量幅频特性。
测量时，保持输入信号幅度不变，改变输入信号频率，每改变一次信号频率，用交流毫伏表或示波器测量一个输出电压值，计算其增益，然后将测试数据列表、整理并在坐标纸上将其连接成曲线。
由于函数发生器的输出信号幅度在不同的频率会有变化，因此每改变一次频率都要用交流毫伏表或示波器测量输入信号的幅度，一定要保证输入信号的幅度不改变。
为了更快更准确的测量幅频特性，必须根据不同幅频特性类型，选择不同的测量技巧。
对于(a)可先测出中频区的输出电压值，然后调高或调低频率使输出电压降到中频电压值的0.707倍，从而找到f L 和f H ，然后在f L 和f H 之间和左右找3至5个点进行测量，即可较准确的绘制曲线。
(b)和(c)也可参考这种方式来测量。
对于(d)可从较低的频率值逐步增加频率，用交流毫伏表或示波器测量输出信号，刚开始输出信号幅度随着频率的增加而增加，当增加到某一个频率时，输出信号幅度随着频率的增加开始减小，则该频率为中心频率，记下该频率对应的幅度，然后调高或调低频率使输出电压降到中心频率电压的0.707倍，从而找到f L 和f H 。
预习思考：
1、 对于小信号放大器来说一般希望上限频率足够大，下限频率足够小，根据您所学的理论
知识，分析有哪些方法可以增加教材图1-3中放大电路的上限频率，那些方法可以降低其下限频率。
答：增加放大电路的上限频率可以选择极间电容较小的三极管。
降低下限频率可以增大耦合电容或者采用直接耦合方式。
2、 负反馈对放大器性能的影响
引入交流负反馈后，放大器的放大倍数将下降，其表达式为F A
A =
1+AF 。
式中，F 为反馈网络的传输系数；A 为无负反馈时的放大倍数。
引入负反馈后通频带加宽，负反馈放大器的上限频率f HF 与下限频率f LF 的表达式分别为HF H =(1+AF)f f 和
L
LF =
1+AF
f f 。
引入负反馈还会改变放大器的输入电阻与输出电阻，其中并联负反馈能降低输入阻抗，串联负反馈能提高输入阻抗，电压负反馈使输出阻抗降低，电流负反馈使输出阻抗升高。
必做实验：
1、 内容6修改为：
调整I CQ =x(设计值)，保持Vi=5mV 不变，改变信号频率，用逐点法测量不同频率下的V O 值，计入表1-2中，并画出幅频特性曲线，记录下限频率f L 、上限频率f H ，计算带宽BW
下限频率f L =130Hz ，上限频率f H =480KHz 带宽BW ≈480KHz 增加以下内容：
a ） 输入Vi=5mV ，f =f L ，用示波器双踪显示输入输出波形，记录波形，并测量两者间
的相位差
两者相位差为︒=138.75ϕ，理论之为输入信号超前︒135，误差为2.8%在误差范围内。
f =f L 输入输出波形
b ） 输入Vi=5mV ，f =f H ，用示波器双踪显示输入输出波形，记录波形，并测量两者间
的相位差
两者相位差为︒=238.96ϕ，理论之为输入信号超前︒225，误差为6.2%在误差范围内。
f =f H 输入输出波形
2、 负反馈对放大器性能的影响
在实验电路中增加反馈电阻R F =10Ω，构成电流串联负反馈放大器, 调整I CQ =x(设计值)，测量该电路的增益、输入阻抗、输出阻抗、下限频率f L 、上限频率f H 、带宽BW ，并和前面实验测量的结果进行分析比较。
+
+
+
+12V
R E
C E
R L
C C
R C
V S
R S
R W
R 1
'
R 2
R F
增益：-60 下限频率：83Hz 上限频率：760KHz 带宽：760KHz
输入阻抗：2.17千欧 输出阻抗：2.6千欧 比较可得输入阻抗变大，输出阻抗变小
F
A A A V V
VF +=
1，其中V A =-98，VF A =-56，可得F A V +1=1.75
增益
输入阻抗 输出阻抗(欧) 下限频率Hz 上限频率Hz 带宽Hz
一般电路 -98 1.47K 3K 130K 480K 480K 负反馈 -56
2.17K
2.6K
82K
760K
760K
注意事项：
在测幅频特性时，随着频率升高，信号发生器的输出幅度可能会下降，从而出现输入信号Vi 与
输出信号V o 同时下降的现象。
所以在实验中要经常测量输入电压值，使其维持5mV 不变。