第42次三极管共射放大电路实验.docx

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第42次三极管共射放大电路实验

专业：

姓名：

学号：

日期：

2011年03月14

地点：

紫金港东三211

实验报告

课程名称：

数字电子技术基础实验指导老师：

樊伟敏成绩：

实验名称：

三极管共射放大电路实验类型：

EDA同组学生姓名：

一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）

三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤

四、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

五、实验目的和要求

1.学习共射放大电路的参数选取方法。

2.学习放大电路静态工作点的测量与调整，了解在不同偏置条件下静态工作点对放大电路性能的影响。

3.学习放大电路的电压放大倍数和最大不失真输出电压的测量方法。

4.学习放大电路输入、输出电阻的测量方法以及频率特性的测量方法。

5.进一步掌握示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。

6.了解负反馈对放大电路性能的影响（选做）。

二、实验内容和原理

实验内容

1.静态工作点的调整和测量调节RW1，使Q点满足要求（ICQ＝1.5mA）。

测量个点的静态电压值

2.RL＝∞及RL＝2K时，电压放大倍数的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。

3.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。

4.输入电阻和输出电阻的测量采用分压法或半压法测量输入、输出电阻。

6.放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量改变输入信号频率，下降到中频段输出电压的0.707倍。

7.观察静态工作点对输出波形的影响饱和失真、截止失真、同时出现。

实验准备

a）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）。

b）开启直流稳压电源，将直流稳压电源的输出调整到12V，并用万用表检测输出电压。

c）确认输出电压为12V后，关闭直流稳压电源。

d）用导线将电路板的工作电源与12V直流稳压电源连接。

e）开启直流稳压电源。

此时，放大电路已处于工作状态。

实验原理

1.电路工作原理

图1分压式电流负反馈偏置电路图

2.放大电路静态工作点的测量和调试

图2静态工作点变化而引起的饱和失真与截止失真

3.放大电路的电压放大倍数和最大不失真输出电压测量

图3测量电压放大倍数的方框

图4测量最大不失真输出电压的方框图

4．输入电阻iR的测量与输出电阻oR的测量

5．放大电路频率特性的测量

图5放大电路的幅频特性

6.（选做）三极管共射放大电路加入负反馈对放大器性能影响的研究

图6电流串联负反馈放大器电路

注：

实验原理的详细部分在教材与老师课件中都有系统的讲解，在此就不再叙述。

三、主要仪器设备

1.三极管共射放大电路实验板；

2.MS8200G型数字多用表；

3.XJ4318型双踪示波器；

4.XJ1631数字函数信号发生器；

5.DF2172B型交流电压表。

四、操作方法和实验步骤（包括：

实验数据记录和处理）

1、测量并调整放大电路的静态工作点

a）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两端的压降VRc，然后根据ICQ=VRc/Rc计算出ICQ。

b）测量晶体管共射极放大电路的静态工作点，用表格记录测量值与理论估算值。

VBQ（V）

VBEQ（V）

VCEQ（V）

ICQ（mA）

理论估算值

3.394

0.676

4.333

1.50

测量值

3.34

0.64

4.28

1.51

仿真如下：

2、测量放大电路的电压放大倍数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的正弦波信号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。

b）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时的电压放大倍数Av。

c）用示波器双踪观察Vo和Vi的波形，测出它们的大小和相位。

并将波形画在同一坐标纸上。

测试条件

实测值（有效值）

理论值

Vs（mV）

Vi（mV）

V’o或Vo（V）

Vomax（V）

Av

Av

RL=∞

32

10

1.70

2.52

170

175.528

RL=2kΩ

31

10

0.67

1.25

67

68.807

仿真如下

1）进行电压放大倍数的测量，新建AC扫描并设置如图8所示交流扫描参数。

RL＝2k时不必修改电路图。

设置完成后，点击运行交流扫描仿真。

查看电压放大倍数选取轨迹为V（A）/V（H）。

RL＝2k时，交流扫描仿真波形

由图可以得到波形最大点为68.807，即为RL=2kΩ下的电压放大倍数。

2）修改电路，将RL＝2k修改成RL＝100meg（近似等于∞），完成直接点击运行交流扫描仿真。

查看电压放大倍数选取轨迹为V（A）/V（H）

由图可以得到波形最大点为175.528，即为RL＝100meg（近似等于∞，开路）下的电压放大倍数。

3、测量RL＝∞时的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并与前项所测得的结果进行比较，两者数值应一致；断开输入信号Vi，依据静态工作点的测量方法，测得ICQmax值。

记入下表：

实测值

ICQ（max）

Vimax

Vomax（V）

Av

RL=∞

1.48

16

2.83

161

仿真如下：

4、输入电阻和输出电阻的测量

（1）放大电路的输入电阻Ri的测量

放大电路的输入电阻Ri可用电阻分压法来测量，R为已知阻值的外接电阻，用交流毫伏表分别测出Vs和Vi，则若R为可变电阻，调节R的阻值，使Vi=1/2Vs，则Ri=R。

这种方法称为半压法测输入电阻。

之后，用示波器监视输出波形，交流毫伏表测出Vs和Vi有效值。

Vs=29.8mvVi=10mvRi=4.96KΩ

（2）放大电路的输出电阻Ro的测量

放大电路的输出电阻可用增益改变法来测量，分别测出负载开路时的输出电压V‘o和接入负载RL后的输出电压Vo，则

Ro=（Vo’/Vo-1）RL

之后，，用示波器监视输出波形，用交流毫伏表分别测出空载和带载时的输出有效值

Vo=1.5VVo’=0.60VRo=2.01KΩ

5、放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量

通常当电压增益下降到中频增益0.707倍时（即下降3dB）所对应的上下限频率用fH和fL表示，如图所示。

则fH与fL之间的范围就称为放大电路的通频带宽度BW。

即

BW=Fh-FL≈fh

（1）在RL=∞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；

（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），当交流毫伏表测数的输出电压值达到Vo×0.707值时，停止信号源频率的改变，此时信号源所对应的输出频率即为上限频率fH或下限频率fL。

fH=54.3KHZfL=44HZ

仿真如下：

RL＝100meg时，频率特性的测量，如下图所示，设置交流扫描参数。

点击运行交流扫描仿真。

查看电压放大倍数选取轨迹为DB（V（A）/V（H））。

使用搜索命令【SFLE（MAX-3）】，用两条光标分别得到上限频率fH=15.362MHz、下限频率fL=91.854Hz，结果如图18所示。

带宽fB=15.36144MHz结果如图19所示对于RL＝2k时，频率特性的测量如上述方法相同。

五、实验结果与分析

1、从上述的实验数据与理论数据的对比中可以得出，实验值与理论值的差别在误差允许的范围之内，造成差别的原因有：

实验仪器并非是理想的情况，有偏差；电路中有电容、电阻的影响；有可能是操作上的原因。

2、在静态工作点的测量中，万用表是影响实验精度的主要原因。

3、在放大倍数的测量中，用到示波器观察波形，尤其是截止失真的情况下，不容易判断，容易增大实验的误差。

4、实验与理论计算偏差最大是极限频率的测量中产生的，这可能跟示波器的精度有关。

六、讨论、心得

1、熟练实验仪器的使用是实验成功的关键。

2、通过实际的操作，加深对理论知识的理解。

3、由于是第一次操作模电实验，刚开始有些陌生，相信以后会做的更好。