低频实验报告概要Word文档下载推荐.docx
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共射极单管放大器实验电路
在图
电路中,当流过偏置电阻
的电流远大于晶体管
T
的
基极电流
IB
时(一般
5~10
倍),则它的静态工作点可用下式估算,VCC
为供
电电源,此为+12V。
U
B
≈
RB1
+
RB2
VCC
(1-
1)
I
E
=
-
BE
RE
≈
C
2)
UCE
=
VCC
IC
(RC
RE
)
3)
电压放大倍数
AV
-β
RC
RL
rbe
4)
输入电阻
Ri
5)
输出电阻
R0
RC
6)
放大器静态工作点的测量与调试
1)
静态工作点的测量
测量放大器的静态工作点,应在输入信号
Ui=0
的情况下进行,即将放
大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的数字万用表,分别测量晶体
管的集电极电流
以及各电极对地的电位
UB、UC
UE。
一般实验中,
为了避免断开集电极,所以采用测量电压,然后算出
的方法,例如,只
要测出
UE,即可用
E
算出
IC(也可根据
V
UC
,由
UC
确定
IC),同时也能算出。
2)
静态工作点的调试
放大器静态工作点的调试是指对三极管集电极电流
IC(或
UCE)调整
与测试。
静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大的影响。
如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时
uO
的负
半周将被削底,如图
2-2(a)所示,如工作点偏低则易产生截止失真,即
的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图
2-2(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,即在放大器的输入端加入一定的
ui,检查
输出电压
的大小和波形是否满足要求。
如不满足,则应调节静态工作点
的位置。
(a)饱和失真(b)截止失真
1-2静态工作点对
U0
波形失真的影响
改变电路参数
UCC,RC,RB(RB1,RB2)都会引起静态工作点的变
化,如图
2-3
所示,但通常多采用调节偏电阻
的方法来改变静态工作
点,如减小
RB2,则可使静态工作点提高等。
最后还要说明的是,上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对
的,应该是相对信号的幅度而言,如信号幅度很小,即使工作点较高或较
低也不一定会出现失真。
所以确切的说,产生波形失真是信号幅度与静态
工作点设置配合不当所致。
如须满足较大信号的要求,静态工作点最好尽
量靠近交流负载线的中点。
1-3
电路参数对静态工作点的影响
放大器动态指标测试
放大器动态指标测试包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失
真输出电压(动态范围)和通频带等。
电压放大倍数
的测量
调整放大器到合适的静态工作点,然后加入输入电压
ui,在输出电压
uo
不失真的情况下,用交流毫伏表测出
ui
的有效值
Uo,则
(1-7)
输入电阻
为了测量放大器的输入电阻,按图
2-4
电路在被测放大器的输入端与信
号源之间串入一已知电阻
R,在放大器正常工作的情况下,用交流毫伏表
测出
US
Ui,则根据输入电阻的定义可得
(1-8)
测量时应注意
①
测量
R
两端电压
UR
时必须分别测出
Ui,然后按
UR=US-Ui
求出
值。
②
电阻
的值不宜取得过大或过小,以免产生较大的测量误差,通常
取
与
为同一数量级为好,本实验可取
R=1~2KΩ。
3)
输出电阻
RO
按图
电路,在放大器正常工作条件下,测出输出端不接负载
RL
UO
和接入负载后输出电压
UL,根据
UL
UO
(1-9)
即可求出
RO
O
=(
O
L
1)R
(1-10)
在测试中应注意,必须保持
接入前后输入信号的大小不变。
1-4输入、输出电阻测量电路
4)
最大不失真输出电压
UOPP
的测量(最大动态范围)
如上所述,为了得到最大动态范围,应将静态工作点调在交流负载线
的中点。
为此在放大器正常工作情况下,逐步增大输入信号的幅度,并同
时调节
RW(改变静态工作点),用示波器观察
uo,当输出波形同时出现削
底和缩顶现象(如图
2-5)时,说明静态工作点已调在交流负载线的中点。
然后反复调整输入信号,使波形输出幅度最大,且无明显失真时,用交流
毫伏表测出
UO(有效值),则动态范围等于
2
UO。
或用示波器直接读
出
来。
1-5静态工作点正常,输入信号太大引起的失真
5)
放大器频率特性的测量
放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数
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
2-6
所示:
1-6
幅频特性曲线
Avm
为中频电压放大倍数,通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频
放大倍数的
1/
倍,即
0.707Avm
所对应的频率分别称为下限频率
fL
和上
限频率
fH,则通频带
fBW
=fH
-fL
11)
放大器的幅频特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数
AV。
为此
可采用前述测
的方法,每改变一个信号频率,测量其相应的电压放大
倍数,测量时要注意取点要恰当,在低频段与高频段要多测几点,在中频
可以少测几点。
此外,在改变频率时,要保持输入信号的幅度不变,且输
出波形不能失真。
3.主要仪器设备(实验用的软硬件环境)
双踪示波器5、晶体三极管
3DG6×
测
量
值
计
算
UB(
V)
UE(V
UC(V
RB2(K
Ω)
UBE(V
UCE(V
IC(mA)
3.05
2.4
7.66
35.0
0.65
5.26
万用表6、电阻器、电容器若干
交流毫伏表7、信号发生器
4、
频率计8、直流电源
4.实验内容及实验数据记录
连线
在实验箱的晶体管系列模块中,按图
2-1
所示连接电路:
DTP5
作为信号
的输入端,DTP4(电容的正级)连接到
DTP26(三极管基极),DTP26
连接
到
DTP57,DTP63
连接到
DTP64(或任何
GND),DTP26
DTP47(或
任何
10K
电阻),再由
DTP48
100K
电位器(RW)的“1”端,“2”端
和“3”端相连连接到
DTP31,DTP27(三极管射极)连接到
DTP51,DTP27
DTP59(或
DTP60),DTP24
DTP32(或
DTP33),DTP25
先不
接开路,最后把电源部分的+12V
DTP31。
注:
后续实验电路的组成都是这样按指导书提供的原理图在实验箱相应模块中
进行连线,把分立元件组合在一起构成实验电路,以后连接实验图都是如
此,不再如此详细说明。
测量静态工作点
静态工作点测量条件:
输入接地即使
Ui=0.
在步骤
1
连线基础上,DTP5
接地(即
Ui=0),打开直流开关,调节
RW,
使
IC=2.0mA(即
UE=2.4V),用万用表测量
UB、UE、UC、RB2
记入表
2-
1。
调节一个频率为
1KHz、峰峰值为
50mV
的正弦波作为输入信号
。
断开
接地的线,把输入信号连接到
DTP5,同时用双踪示波器观察放大器输入
电压
Ui(DTP5
处)和输出电压
Uo(DTP25
处)的波形,在
Uo
波形不失真的
RC(KΩ)
RL(KΩ
U0(V
AV
观察记录一组
波
形
∞
0.86
48.6
1.2
0.45
25.4
0.44
24.9
UCE(V)
波形
失真情况
管子工作状态
1.5
不失真
放大
1.735
1.810
2.0
2.20
2.41
U0(V)
0.85
0.88
0.523
0.34
0.083
48.0
49.7
29.5
19.2
4.7
表
RC=2.4KΩ
RL=
∞
Ui=
0
mV
条件下用毫伏表测量下述三种情况下(1.不变实验电路时;
2.把
DTP32
DTP33
用连接线相连时;
3.断开
DTP33
连接线,DTP25
DTP52
时)
的
值(DTP25
处),并用双踪示波器观察
的相位关系,记入表
2-2。
3
RC=2.4KΩ,RL=∞连线条件下,调节一个频率为
1KHz、峰峰
值为
连到
DTP5。
调节
RW,用示波器监视输出
电压波形,在
不失真的条件下,测量数组
的值,记入表
2-3。
测量
时,要使
Ui=0(断开输入信号
Ui,DTP5
接地)。
RC=2.4KΩRL=∞连线条件下,使
ui=0,调节
RW
使
IC=2.0mA(参见本实验步骤
2),测出
1KHz、峰峰值
为
DTP5,再逐步加大输入信号,使输出
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
的波形,并测出失真情况下的
值,记入表
中。
每次测
值时要使输入信号为零(即使
ui=0)。
8
截止失真
截止
2.5
9
饱和失真
饱和
Uim(mV)有效值
Uom(V)有效值
UOPP(V)峰峰值
17.7
4.5
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