模电实验报告

即可求出

在测试中应注意,必须保持RL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。或用示波器直接读出UOPP来。

图 2-5 静态工作点正常,输入信号太大引起的失真

5) 放大器幅频特性的测量

放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数AU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,Aum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倍,即0.707Aum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

放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AU。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。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。 6) 干扰和自激振荡的消除 参考实验附录

3DG 9011(NPN) 3CG 9012(PNP) 9013(NPN)

图 2-6 幅频特性曲线 图2-7晶体三极管管脚排列

三、实验设备与器件

11 1、+12V直流电源

2、函数信号发生器

3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、直流电压表 6、直流毫安表 7、频率计 8、万用电表

9、晶体三极管3DG6×1(β=50~100)或9011×1 (管脚排列如图2-7所示)

电阻器、电容器若干 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,同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线,如使用屏蔽线,则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。 1、调试静态工作点

接通直流电源前,先将RW调至最大, 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通+12V电源、调节RW,使IC=2.0mA(即UE=2.0V), 用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表2-1。

表2-1 IC=2mA

测 量 值 UB(V) 2.67 UE(V) 2.00 计 算 值 UC(V) RB2(KΩ) UBE(V) UCE(V) IC(mA) 7.64 60.76 2、测量电压放大倍数

在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS,调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui10mV,同时用示波器观察放大器输出电压uO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,并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系,记入表2-2。

表2-2 Ic=2.0mA Ui= mV RC(KΩ) RL(KΩ) 2.4 ∞ Uo(V) 0.114 AV 观察记录一组uO和u1波形 12 1.2 2.4 ∞ 2.4 0.058 0.058 3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响

置RC=2.4KΩ,RL=∞,Ui适量,调节RW,用示波器监视输出电压波形,在uO不失真的条件下,测量数组IC和UO值,记入表2-3。

表2-3 RC=2.4KΩ RL=∞ Ui= mV IC(mA) UO(V) AV 1.95 .0110 1.93 0.103 2.0 0.114 1.74 0.140 1.15 0.162 测量IC时,要先将信号源输出旋钮旋至零(即使Ui=0)。 4、观察静态工作点对输出波形失真的影响

置RC=2.4KΩ,RL=2.4KΩ, ui=0,调节RW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RW,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2-4 RC=2.4KΩ RL=∞ Ui= mV IC(mA) 3.0 UCE(V) 4.44 u0波形 失真情况 管子工作状态 2.0 5.81 0.85 8.97 5、测量最大不失真输出电压

置RC=2.4KΩ,RL=2.4KΩ,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RW,用示波器和交流毫伏表测量UOPP及UO值,记入表 2-5。

13 表2-5 RC=2.4K RL=2.4K

IC(mA) 2.35 315 Uim(mV) 0.03 Uom(V) UOPP(V) 0.06 *6、测量输入电阻和输出电阻

置RC=2.4KΩ,RL=2.4KΩ,IC=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,Ui和UL记入表2-6。 保持US不变,断开RL,测量输出电压Uo,记入表2-6。

表2-6 Ic=2mA Rc=2.4KΩ RL=2.4KΩ US (mv) 142 Ui (mv) 15.5 Ri(KΩ) 测量值 9.88 计算值 R0(KΩ) 测量值 计算值 UL(V) UO(V) 0.154 0.305 3.73 *7、测量幅频特性曲线

取IC=2.0mA,RC=2.4KΩ,RL=2.4KΩ。 保持输入信号ui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2-7 Ui= 200mV

fl fo fn f(KHz) 1.5 2 2.5 UO(V) AV=UOUi 1.32 1.30 1.27 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6、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器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻

14 的影响。

3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 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。 假设:3DG6 的β=100,RB1=20KΩ,RB2=60KΩ,RC=2.4KΩ,RL=2.4KΩ。 估算放大器的静态工作点,电压放大倍数AV,输入电阻Ri和输出电阻RO 2、阅读实验附录中有关放大器干扰和自激振荡消除内容。

3、 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? 4、怎样测量RB2阻值?

5、当调节偏置电阻RB2,使放大器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?

6、改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有否影响?改变外接电阻RL对输出电阻RO有否影响?

7、在测试AV,Ri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100KHz或更高?

8、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(即各仪器的接地端不再连在一起),将会出现什么问题?

注:附图2-1所示为共射极单管放大器与带有负反馈的两级放大器共用实验模块。如将K1、K2断开,则前级(Ⅰ)为典型电阻分压式单管放大器;如将K1、K2接通,则前级(Ⅰ)与后级(Ⅱ)接通,组成带有电压串联负反馈两级放大器。

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