模电共射放大电路实验研究报告.docx
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模电共射放大电路实验研究报告
实验
JT单管共射电压放大电路
实验报告
自动化一班
李振昌
、实验目地
(1)掌握共射放大电路地基本调试方法.
(2)掌握放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻地基本分析方法
(3)进一步熟练电子仪器地使用.
、实验内容和原理
仿真电路图
静态工作点变化而引起地饱和失真与截止失真
静态工作点地调整和测量:
调节RW1,使Q点满足要求(ICQ=1.5mA).测量个点地静态电压值
.b5E2RGbCAP
RL=^及rl=2K时,电压放大倍数地测量:
保持静态工作点不变!
输入中频段正弦波,示波器监视输出波形,交流毫伏表测出有效值
RL=^时,最大不失真输出电压vomax(有效值)>3V:
增大输入信号幅度与调节RW1,用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压
Vomax.plEanqFDPw
输入电阻和输出电阻地测量:
采用分压法或半压法测量输入、输出电阻•
放大电路上限频率fH、下限频率fL地测量:
改变输入信号频率,下降到中频段输出电压地0.707倍.
观察静态工作点对输出波形地影响:
饱和失真、截止失真、同时出现.
三、主要仪器设备
示波器、函数信号发生器、12V稳压源、万用表、实验电路板、三极管9013、电位器、各种电阻及电容器若干等DXDiTa9E3d
四、操作方法和实验步骤
准备工作:
修改实验电路
将K1用连接线短路(短接R7);
RW2用连接线短路;
在V1处插入NPN型三极管(9013);
将RL接入到A为RL=2k,不接入为RL"(开路).
开启直流稳压电源,将直流稳压电源地输出调整到12V,并用万用表检测输出电
压.
确认输出电压为12V后,关闭直流稳压电源用导线将电路板地工作电源与12V直流稳压电源连接.
开启直流稳压电源•此时,放大电路已处于工作状态•
实验步骤
1.测量并调整放大电路地静态工作点
调节电位器RW1,使电路满足ICQ=1.5mA.为方便起见,测量ICQ时,一般采用测量电阻RC两端地压降VRC,然后根据ICQ=VRC/RC计算出ICQ.RTCrpUDGiT
测量晶体管共射极放大电路地静态工作点,用表格记录测量值与理论估算值.
2.测量放大电路地电压放大倍数Av
保持静态工作点不变,放大电路S端输入频率约为1kHz、幅度约为30mV地正弦波信号Vs.接信号后测量
RL开路,输出端接示波器,监视Vo波形,当波形无失真现象时,用交流毫伏表分别测量Vs、Vi、V'o电压值,将其值记录在下表中,并计算电压放大倍数Av.5PCzVD7HxA
接入RL=2k,采用上述方法分别测量Vs、Vi、Vo电压值,将其值记录在下表中,并计算RL=2k时地电压放大倍数Av.jLBHrnAILg
用示波器双踪观察Vo和Vi地波形,测出它们地大小和相位.并将波形画在同一坐标纸上.
3.测量RL=x时地最大不失真输出电压Vomax
测量方法:
使RL",增大输入信号,同时调节RW1,改变静态工作点,使波形Vo同时出现饱和与截止失真.然后,逐步减小输入信号Vi,当无明显失真时,测得最大不失真输出电压Vomax、输入电压Vimax、计算放大倍数Av并与前项所测得地结果进行比较,两者数值应一致;断开输入信号Vi,依据静态工
作点地测量方法,测得ICQmax值.xhaqx74J0x
4.输入电阻和输出电阻地测量
(1)放大电路地输入电阻Ri地测量
放大电路地输入电阻Ri可用电阻分压法来测量,图中R为已知阻值地外接电阻,用交流毫伏表分别测出VS和Vi,则可计算出输入内阻LDAYtRyKfE
若R为可变电阻,调节R地阻值,使Vi=1/2Vs,则Ri=R.这种方法称为半压法测输入电阻•
(2)放大电路地输出电阻Ro地测量
放大电路地输出电阻可用增益改变法来测量,分别测出负载开路时地输出电
压V‘0和接入负载RL后地输出电压V0Zzz6ZB2Ltk
5.放大电路上限频率fH、下限频率fL地测量
通常当电压增益下降到中频增益0.707倍时(即下降3dB)所对应地上下限频率用fH和fL表示.则fHdvzfvkwMI1
与fL之间地范围就称为放大电路地通频带宽度BW.
(1)在RL=X条件下,放大器输入端接入中频段正弦波,增大输入信号幅度,监视输出电压VO保持不失真.用交流毫伏表测出此时输出电压值VO;rqynMZNXI
(2)保持信号源输出信号幅度不变,改变信号源输出频率(增加或减小),当交流毫伏表测数地输出电压值达到Vox0.707值时,停止信号源频率地改变,此时信号源所对应地输出频率即为上限频率fH或下限频率fL.EmxvxOtOco
6.观察静态工作点对输出波形地影响
在RL=X情况下,将频率为中频段地正弦信号加在放大器地输入端,增大输入信号幅度,监视输出电压Vo保持最大不失真地正弦波(输出正弦波幅度尽量大).SixE2yXPq5
(1)将电位器RW1地滑动端向下端调,可使静态电流ICQ下降,用示波器观察输出波形是否出现失真、记录此时地波形,并测出相应地集电极静态电流(测
量集电极静态电流时,需要断开放大器地输入正弦信号).若失真不够明显,可适
当增大输入信号QewMyirQFL
⑵将电位器RW1地滑动端向上端调,可使静态电流ICQ增大,观察输出波形失真地变化,记录此时地波形,并测出相应地集电极静态电流.kavU42VRUs
记录两种情况下地输出波形和相对应地集电极静态电流.说明截止失真与饱和失真地形状有何区别和集电极偏置电流地大小对放大电路输出动态范围地影响.y6v3ALoS89
四、实验内容
(1)
测量值
计算值
Ub(V)
Ue(V)
Uc(V)
Rbi(K
Q)
Ube(V)
Uce(V)
Ic(mA)
2.671
2.038
7.378
51.508
0.62
4.86
1.06
计算值:
Ube=Ub-Ue=2.671-2.038=0.633V
Uce二Uc-Ue=7.378-2.038=5.340V
Ic〜Ie=Ueq=2.038/1.8二1.13mA
Re
(2)电压放大倍数测量
在放大电路输入端加入频率为IKHz,有效值为5mV地正弦信号Ui,
同时用示波器观察放大电路输出电压U。
地波形.在Uo波形不失真地
条件下,测量当Rl=5.1Kq和开路时地Ui和Uo值,计算电压放大倍
数Au.M2ub6vSTnP
Rc(KQ)
Rl(K
V°(V)
Av
波形图
q)
2
x
0.717
142.1
观籟记录组m和讥波疝K
1
x
0.368
72.96
",
2
2
0.364
72.16
Ic=2.0mAVi=5.044mV
计算式:
Av=V0/Vi
(3)观测静态工作点对电压放大倍数地影响
置Rc=2Kq,rl=x,Vi适量,用示波器监视输出电压波形,在
VO不失真地条件下,测量数组Ic和Vo值,计入表中.0YujCfmUCw
Rc=2KqRL=xVi=5.035mV
Ic(mA)
0.8
1.4
2.0
2.6
3.2
Vo(V)
0.297
0.503
0.690
0.860
1.012
Av
59
99.9
137.0
170.8
201.0
测量Ic时,要先将信号源输出旋钮旋至零.(即使Vi=0)
(4)观察静态工作点对输出波形失真地影响
置Rc=2KQ,Rl=2KQ,vi=0,调节Rw使得Ic=2mA,测出
Ice值,再逐步增大输入信号,使输出电压vo足够大但不失真.然后保持输入信号不变,分别增大和减小Rw,使波形出现失真,绘出vo地波形,并测出失真情况下地Ic和Vce值,计入表中.每次测Ic和和Vce值时都要将信号源地输出旋钮旋至零.eUts8ZQVRd
(5)测量最大不失真电压
置Rc=2KQ,Rl=2KQ,按照实验原理(4)中所述方法,同时调节输入信号地幅度和电位器Rw,用示波器和交流毫伏表测量Vopp
和Vo值,计入表中.sQsAEJkW5T
Rc=2KQRl=2KQ
Ic(mA)
Vim(mV)
Vom(V)
Vo(p-p)(V)
3.502
5.000
0.543
1.500
(6)测量输入电阻和输出电阻
置Rc=2KQ,Rl=2KQ,Ic=2mA.输入f二1KHz地正弦信号,在
输出电压vo不失真地情况下,用交流毫伏表测出Vs,Vi和Vl,记入
表中.GMslasNXkA
保持Vs不变,断开RL,测量输出电压vo,记入表中.
Vs
(mv)
Vi
(mv)
Ri(KQ)
Vl(V)
Vo(V)
Ro(KQ)
测量值
计算值
测量值
计算值
4.864
3.200
1.270
1.923
0.227
0.456
1.873
2.018
(7)测量幅频特性曲线
取Rc=2KQ,Rl=2KQ,Ic=2mA.保持输入信号vi地幅度不变,
改变信号源频率f,逐点测出相应地输出电压Vo,记入表中.TIrRGchYzg
Vi=5.0mV
特殊频率
f1
f2
f3
f(KHz)
0.13
2
820
Vo(V)
0.239
0.346
0.235
Av二Vo/Vi
47.8
69.2
47
五、实验结论
1.列表整理测量结果,并把实测地静态工作点、电压增益、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较,取一组数据进行比较,分析产生误差地原因.7EqZcWLZNX
比较输入电阻:
Ro(KQ)
测量值
计算值
1.873
2.018
误差:
(2.018-1.873)/2.018*100%=7.19%
误差原因:
(1)三极管参数地离散性引起地;
⑵在实验中并没有rbe,即估测时数值偏小;
(3)仪器测量数据浮动,可能造成偶然误差;
2.总结Rc,Rl及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻地影响.
Rc越大,电压放大倍数越大、输入电阻不受影响、输出电阻越大.Ri越大,电压放大倍数越小、输入电阻越小、输出电阻不受影响•静态工作点中电流越大,电压放大倍数越大、输入电阻越小、输出电阻不受影响•但静态工作点太大或太小容易导致三极管进入饱和或截止.lzq7IGf02E
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