单管共射放大电路实验精.ppt

单管共射放大电路实验第1页，本讲稿共24页一、实验目的一、实验目的1.掌握单管放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的测量方法。2.观察静态工作点的变化对电压放大倍数和输出波形的影响。3.加深对放大电路工作原理的理解和参数变化对输出幅度的影响。4.了解和观察晶体管电路的失真现象，分析失真产生的原因及其克服的方法。5.进一步掌握示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表、万用表的使用。第2页，本讲稿共24页二、实验预备知识二、实验预备知识1.静态工作点和偏置电路形式的选择静态工作点和偏置电路形式的选择 放大器的基本任务是不失真的放大信号。要使放大器能够正常工作，必须要设置合适的静态工作点。第3页，本讲稿共24页1)“Q”过低引起截止失真过低引起截止失真Q点点过低过低时，输出信号出现时，输出信号出现顶部顶部失真称为失真称为截止失真截止失真。OQibOttOuBE/ViBuBE/ViBui uCEiCict OOiCOtuCEQuce第4页，本讲稿共24页2)“Q”过高引起饱和失真过高引起饱和失真Q点点过高过高时，输出信号出现时，输出信号出现底部底部失真称为失真称为饱和失真饱和失真。ICSuCEiCt OOiCO tuCEQV CC合理设置静态工作点可以避免放大电路产生非线合理设置静态工作点可以避免放大电路产生非线性失真。性失真。第5页，本讲稿共24页3)选择静态工作点选择静态工作点Q的原则：的原则：当当 ui 较较小小时时，为为减减少少功功耗耗和和噪噪声声，“Q”可可设设得低一些；得低一些；为提高电压放大倍数，为提高电压放大倍数，“Q”可以设得高一些；可以设得高一些；为获得最大输出，为获得最大输出，“Q”可设在交流负载线中点。可设在交流负载线中点。特特别别提提醒醒：无无论论Q点点设设在在何何处处，都都要要确确保保信信号号不失真。不失真。第6页，本讲稿共24页2.简单偏置单管放大电路简单偏置单管放大电路简单偏置电路结构简单，但当环境温度或其他条件变化（例如更换管子）时，Q点将会明显偏移，因此，本来不失真的输出波形就有可能产生失真。静态分析：ICQ=IBQUCEQ=VCC-ICRC第7页，本讲稿共24页3.分压式偏置单管放大电路分压式偏置单管放大电路分压式偏置电路具有自动调节静态工作点的能力，所以，当环境发生变化或者更换管子的时候，Q点能够基本保持不变，因此这种电路获得了广泛的应用。+us+VCCRCC1C2RLRE+CE+RB1RB2RS+uo UBQ第8页，本讲稿共24页静态工作点的估算静态工作点的估算+VCCRCRERB1RB2+UCEQ IBQI1ICQIEQ要求：硅管要求：硅管I1 (5 10)IBQUBQ (3 5)V估算方法：估算方法：UBEQ+_第9页，本讲稿共24页三、实验电路三、实验电路1）本次实验参考电路：阻容耦合分压式电流负反馈本次实验参考电路：阻容耦合分压式电流负反馈Q点稳定电路。点稳定电路。第10页，本讲稿共24页2）电路主要静态参量估算公式：）电路主要静态参量估算公式：第11页，本讲稿共24页3 3）电路主要动态参数求解公式）电路主要动态参数求解公式第12页，本讲稿共24页4）输入电阻）输入电阻Ri的测量的测量为测量输入电阻Ri可按如图2所示电路，在被测放大电路的输入端与信号源之间串接入一个已知阻值的电阻R，在放大电路正常工作的前提下，分别测出Us和Ui，而根据输入电阻的定义式可推导：图图2 2 输入电阻测量电路输入电阻测量电路电阻电阻R的阻值的阻值不宜取的过大不宜取的过大或过小，以免或过小，以免产生较大的测产生较大的测量误差，通常量误差，通常R取阻值与取阻值与Ri阻值为同一数阻值为同一数量级最佳，本量级最佳，本实验可令实验可令:第13页，本讲稿共24页5 5）输出电阻）输出电阻Ro的测量的测量 为测量输出电阻Ro可按如图3所示电路，在放大电路正常工作前提下，测出输出端不接负载时的输出电压UO和和接上负载后的输出电压UL，然后根据公式：即可求出：图图3 输出电阻测量电路输出电阻测量电路第14页，本讲稿共24页四、实验仪器与器件四、实验仪器与器件1 1、12V12V直流电源直流电源 2 2、函数信号发生器、函数信号发生器3 3、双踪示波器、双踪示波器 4 4、交流毫伏表、交流毫伏表5 5、万用表、万用表 6 6、晶体三极管、晶体三极管3DG61(3DG61(5050100)100)或或90461 90461 7 7、电解电容、电解电容33（10F210F2、47F147F1）；电阻器若干。）；电阻器若干。第15页，本讲稿共24页五、实验内容五、实验内容1.调试静态工作点调试静态工作点接通直流电源前，先将接通直流电源前，先将RW调至最大，调至最大，函数信号函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通发生器输出旋钮旋至零。接通12V电源、调节电源、调节RW，使，使UE2.0V，用直流电压表测量用直流电压表测量UB、UC及用万用电及用万用电表测量表测量RB2值。记入表值。记入表1。测 量 值计 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）Ic（mA）2.0表表1第16页，本讲稿共24页2.测量电压放大倍数测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号的正弦信号uS，调节函，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui为为10mV，同时用示波器观察放大器输出电压同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真波形，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的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值，并用值，并用双踪示波器观察双踪示波器观察uO和和ui的相位关系，记入表的相位关系，记入表2。Rc(K)RL(K)Uo(V)AV观察记录一组uO和u1波形2.41.22.42.4表表2（=1KHZ，Ui=10mV）第17页，本讲稿共24页3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置RC2.4K，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UE和UO值，记入表3。表表3 3 RC2.4K RL Ui100mV注意：注意：测测量量UE时时，要先将信号源，要先将信号源输输出旋出旋钮钮旋至零（即使旋至零（即使Ui0）。）。参数测量值RW(K)UEQ（V）UO（V）Au第18页，本讲稿共24页4、最大不失真输出电压、最大不失真输出电压Uom的调试的调试令令 ，即将放大电路静态工作点设置于交流负载线的，即将放大电路静态工作点设置于交流负载线的中点位置，然后逐渐增大输入信号幅值，同时调节中点位置，然后逐渐增大输入信号幅值，同时调节RW，直至输出电，直至输出电压波形的峰顶与谷底同时出现压波形的峰顶与谷底同时出现“被削平被削平”现象，然后只反复调节输现象，然后只反复调节输入信号幅值，使输出电压波形幅值最大且无明显失真，此时对应入信号幅值，使输出电压波形幅值最大且无明显失真，此时对应的输出电压即为最大不失真输出电压的输出电压即为最大不失真输出电压Uom，用直流电压表和交流毫，用直流电压表和交流毫伏表测量有关参数，完成表伏表测量有关参数，完成表4。表表4UEQ（mV）Ui（mV）Uom（mV）第19页，本讲稿共24页5、输入电阻与输出电阻的测量、输入电阻与输出电阻的测量表表5IIIUs（mV）Ui（mV）(K)Uo（V）UL（V）(K)测量值计算值测量值计算值 置置RC2.4K，RL2.4K，IC2.0mA。输入。输入f1KHz的正的正弦信号，在输出电压弦信号，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出不失真的情况下，用交流毫伏表测出US，Ui和和UL记入表记入表5。保持保持US不变，断开不变，断开RL，测量输出电压，测量输出电压Uo，记入表，记入表5。第20页，本讲稿共24页六、实验报告要求六、实验报告要求1 1、实验目的、实验目的;2;2、实验原理、实验原理;3 3、实验仪器与器件、实验仪器与器件;4;4、实验电路、实验电路;5 5、实验内容及实验步骤、实验数据、实验内容及实验步骤、实验数据;6 6、列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放、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；一组数据进行比较），分析产生误差原因；7 7、总结、总结R RC C，R RL L及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响电阻、输出电阻的影响;8 8、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响；、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响；9 9、分析讨论在调试过程中出现的问题、分析讨论在调试过程中出现的问题 。第21页，本讲稿共24页七、思考题七、思考题1.电路中C1、C2的作用如何？2.负载电阻的变化对静态工作点有无影响？对电压放大倍数有无影响？3.饱和失真和截止失真是怎样产生的？如果输出波形既出现饱和失真又出现截止失真是否说明静态工作点设置不合理？第22页，本讲稿共24页七、思考题七、思考题4.用示波器在电阻RL上观察到如下的波形：请判断此时放大器处于什么失真状态？为什么？在电阻RL上观察到波形如下，显然工作点选的过（高 低），至使输出波形（截止 饱和）失真，若想使示波器上的信号不失真，采取什么样的措施，可以消除失真？第23页，本讲稿共24页Thats all.Thank you.第24页，本讲稿共24页