实验二单级共射放大电路实验.docx

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实验二单级共射放大电路实验

实验二单级共射放大电路

、实验目的

1、学会放大电路静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大电路性能的影响。

2、掌握放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。

3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。

二、实验设备与器件

1、模拟电路实验装置

2、双踪示波器

3、交流毫伏表

4、万用表三、实验原理

图2-1为电阻分压式工作点稳定单管共射放大电路实验原理图。

它的偏置

电路采用Rbi和甩2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻Re,以稳定放大电路的静态工作点。

当在放大电路的输入端加入输入信号Ui后，在放大电路的输出端便可得到一个与Ui相位相反，幅值被放大了的输出信号U。

，从而实现了电压

图2-1共射极单管放大电路实验电路

在图2-1电路中，当流过偏置电阻FB1和Fk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

UCE=UCc—IC（Rd+Re）

电压放大倍数

RC//Rl

rbe

输入电阻

R=R//Rb2//rbe

输出电阻

R介民

由于电子电路件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。

在设计前应测量所用元电路件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大电路的静态工作点和各项性能指标。

一个优质放大电路，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。

因此，除了学习放大电路的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测

量和调试技术。

放大电路的测量和调试一般包括：

放大电路静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大电路各项动态参数的测量与调试等。

1、放大电路静态工作点的测量与调试

1）静态工作点的测量

测量放大电路的静态工作点，应在输入信号Ui=0的情况下进行，即将放大电路输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流lc以及各电极对地的电位UB、UC和UE。

一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或UC,然后算出lc的方法，例如，只要测出UE,即可用

ICTE=生算出IC（也可根据Ic二比2，由Uc确定IC），

RERC

同时也能算出UBe=UB-Ue,UCe=uc-ue

为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。

2）静态工作点的调试

放大电路静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或UCe）的调整与测

试。

静态工作点是否合适，对放大电路的性能和输出波形都有很大影响。

如工作点偏咼，放大电路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uo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，即在放大电路

的输入端加入一定的输入电压Ui，检查输出电压Uo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。

图2-2静态工作点对uo波形失真的影响

改变电路参数UCc、FC、FB（昭、FL）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置电阻FL的方法来改变静态工作点，如减小％,则可使静态工作点提高等。

图2-3电路参数对静态工作点的影响

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，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。

所以确切地说，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。

如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

放大电路动态指标包括电压放大倍数、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。

1）电压放大倍数A的测量

调整放大电路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和Uo的有效值U和UO，则：

U0

2）输入电阻R的测量

为了测量放大电路的输入电阻，按图2-4电路在被测放大电路的输入端与信号源之间串入一已知电阻R,在放大电路正常工作的情况下，用交流毫伏表

测出US和U，则根据输入电阻的定义可得：

图2-4输入、输出电阻测量电路

测量时应注意下列几点：

1由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压Ur时必须分别测出US和U，然后按UR=US-U求出U值。

2电阻R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R与R为同一数量级为好，本实验可取R=1〜2KQ

3）输出电阻R）的测量

按图2-4电路，在放大电路正常工作条件下，测出输出端不接负载Rl的输

出电压UO和接入负载后的输出电压U，根据

即可求出：

UO

Ro=（~UO-1）Rl

UL

在测试中应注意，必须保持R接入前后输入信号的大小不变。

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。

为此在放大电路正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节Rw（改变静态工作点），用示波电路观察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22Uo。

或用示波电路直接读出UOpp来0

图2—5静态工作点正常，输入信号太大引起的失真

5）放大电路幅频特性的测量

放大电路的幅频特性是指放大电路的电压放大倍数Aj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，Am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1/2倍，即0.707Aum所对应的频率分别称为下限频率fl和上限频率作，则通频带fB沪fH-fL

放大电路的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AUo为此，可

采用前述测Au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

量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点

图2—6幅频特性曲线

此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。

图2—7晶体三极管管脚排列

四、实验内容

实验电路如图2—1所示。

各电子仪器可按实验一中图1—1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起。

1、调试静态工作点

接通直流电源前，先将R调至最大，函数信号发生电路输出旋钮旋至零。

接通+12V电源、调节使I尸2.0mA（即UC=4.0V），用直流电压表测量UBe、UCe及用万用电表测量FB（R=FP1+FLJ值；分别用万用表测量Ib、lc填入表2—1。

表2-1Ic=2mA

测量值

计算数据

UB（V）

UE（V）

UC（V）

IB（卩A）

Ic（mA

R（KQ）

2、测量电压放大倍数

在放大电路输入端加入频率为1KHz的正弦信号us,调节函数信号发生电路的输出旋钮使放大电路输入电压U10mV同时用示波电路观察放大电路输出电压u。

波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值,并用双踪示波电路观察uo和u的相位关系，记入表2—2。

3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响

置RL=u适量，调节用示波电路监视输出电压波形，在uo不失真的

条件下，测量五组数据Ic和UO值，记入表2-3。

表2-3Rl=xui=10mV

Ic（mA）

2.0

出V）

A

测量Ic时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使U二0）

4、观察静态工作点对输出波形失真的影响

置FL=5.1KQ，Ui=0,调节R使Ic=2.0mA,测出UCe值，再逐步加大输入信号，使输出电压U0足够大但不失真。

然后保持输入信号不变，分别增大和减小尺，使波形出现失真，绘出U0的波形，并测出失真情况下的Ic和UCe值，记入表2-4中。

每次测Ic和UCe值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。

表2-4Rl=xu戶10mV

Ic（mA）

UCe（V）

U0波形

失真情况

管子工作状态

Uoj

1

►t

2.0

■j

（穿

5、测量最大不失真输出电压

置RL二5.1KQ,按照实验原理2.4中所述方法，同时调节输入信号的幅度和电位器FP，用示波电路和交流毫伏表测量UOpp及UO值，记入表2-5。

表2-5Rl=5.1K

Ic（mA）

Um（mV）

Ubm（V）

Ubp（V）

*6、测量输入电阻和输出电阻

置FL=5.1KQ,lc=2.0mA。

输入f=1KHz的正弦信号，在输出电压Uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出US，U和U记入表2-6。

保持US不变，断开R,测量输出电压U0,记入表2-6。

表2-6Ic=2mARl=5.1KQ

US

（mv）

U（mv）

R（KQ）

UL

（V）

UO

（V）

Rd（KQ）

测量值

计算值

测量值

计算值

*7、测量幅频特性曲线

取lc=2.0mA5.1KQ。

保持输入信号u的幅度不变，改变信号源频率

f,逐点测出相应的输出电压UO,记入表2-7。

表2-7Ui=10mV

fLf

of

『n

f（KHZ

UO（V）

A/=U/Ui

为了信号源频率f取值合适，可先粗测一下，找出中频范围，然后再仔细

读数。

说明：

本实验内容较多，其中&7可作为选作内容。

五、实验总结

1、列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、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），分析产生误差原因。

2、总结RC，RL及静态工作点对放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。

3、讨论静态工作点变化对放大电路输出波形的影响。

4、分析讨论在调试过程中出现的问题。

六、预习要求

1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。

估算

放大电路的静态工作点，电压放大倍数Av,输入电阻R和输出电阻FO

2、能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？

为什么实验中要采用测UB、

UE,再间接算出UBe的方法？

3、怎样测量RB阻值？

4、当调节偏置电阻RL,使放大电路输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降UCe怎样变化？

5、改变静态工作点对放大电路的输入电阻R有否影响？

改变外接电阻R对输出电阻FO有否影响？

6、在测试Av,R和Ro时怎样选择输入信号的大小和频率？

为什么信号频率一般选1KHz而不选lOOKHz或更高？

7、测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位（即各仪电路的接地端不再连在一起），将会出现什么问题？