广州大学学生实验报告
院(系)名称 专业名称 实验课程名称 实验项目名称 实验时间 实验成绩 班别 姓名 学号 模拟电路实验 晶体管共射极单管放大电路 实验地点 指导老师签名 【实验目的】 1.学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。 2.掌握放大器电压放大倍数、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。 【实验仪器与材料】 1.EL-ELA-IV的模拟电路实验箱 2.函数信号发生器 3.双踪示波器 4.交流毫伏表 5.万用电表 6.连接线若干 【实验内容与原理】 , 查阅资料可知实验箱中的三极管?≈30-35,rbb ≈200Ω 图1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻RE,以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号Ui后,在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相反,图1 幅值被放大了的输出信号U0,从而实现了电压放大。 在右图电路中,当流过基极偏置电阻的电流远大于晶体管的基极电流时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算: UB?RB1UCC I?UB?UBE?IECRB1?RB2RERC // RL 输入电阻:Ri=RB1 // RB2 // rbe 输出电阻:RO≈RC rbe UCE=UCC-IC(RC+RE) 电压放大倍数:AV??β 由于电子器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器件的参数,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器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此,除了学习放大器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。 放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1.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直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集电极电流IC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IC的方法,例如,只要测出UE,即可用IC?IE?UEU?UC算出IC(也可根据IC?CC,由UCRERC确定IC),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 放大器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,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。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(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 (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。 (a) (b) 图2.静态工作点对uO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3所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2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。 图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。 2、放大器动态指标测试 放大器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AV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,单独只用用交流毫伏表或者示波器测出ui和uo的有效值Ui和UO,则 AV?U0 Ui