单管共射放大电路实验报告.doc

华南师范大学实验报告学生姓名 尹霞辉 学号 20103202007 专 业 光信 年级、班级 2010光信 课程名称 模拟电子实验 实验项目单管共射放大电路 实验类型 验证 设计 综合 实验时间2012年3 月 28日实验指导老师 刘宏展 实验评分 1. 实验目的（1） 掌握单管放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。（2） 了解电路中元件的参数改变对静态工作点及电压放大倍数的影响。（3） 掌握放大电路的输入和输出电阻的测量方法。2. 实验电路及仪器设备（1） 实验电路共射极放大电路如图1所示。（2） 实验仪器设备 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3. 实验内容及步骤(1) 按图1连接共射极放大电路。(2) 测量静态工作点。 仔细检查已连接好的电路,确认无误后接通直流电源。 调节RP1使RP1RB1130k 按表1测量各静态电压值，并将结果记入表1中。(3) 测量电压放大倍数 将低频信号发生器和万用表接入放大器的输入端Ui，放大电路输出端接入示波器，如图2所示，信号发生器和示波器接入直流电源，调整信号发生器的频率为1KHZ，输入信号峰峰值为20mv左右的正弦波，从示波器上观察放大电路的输出电压UO的波形，测出UO的值，求出放大电路电压放大倍数AU。 图2 实验电路与所用仪器连接图 保持输入信号大小不变，改变RL，观察负载电阻的改变对电压放大倍数的影响，并将测量结果记入表2中。（4）观察工作点变化对输出波形的影响 实验电路为共射极放大电路 调整信号发生器的输出电压幅值（增大放大器的输入信号Ui），观察放大电路的输出信号的波形，使放大电路处于最大不失真状态时（同时调节RP1与输入信号使输出信号达到最大又不失真），记录此时的RP1RB11值，测量此时的静态工作点，保持输入信号不变。改变RP1使RP1RB11分别为25K和100K，将所测量的结果记入表3中。（测量静态工作点时需撤去输入信号）（5）测量放大电路输入电阻Ri及输出电阻Ro。 测量输入电阻。输入电阻Ri的测量有两种方法。方法一的测量原理如图3所示，在放大电路与信号源之间串入一固定电阻RS4.7K，在输出电压Uo不失真的条件下，用示波器测量Ui及相应的Us的值，并按下式计算Ri：图3 Ri测量原理一方法二的测量原理如图4所示，当Rs0时，在输出电压UO不失真的条件下，用示波器测出输出电压UO1；当Rs4.7K时，测出输出电压Uo2，并按下式计算Ri图4 Ri测量原理二 测量输出电阻Ro。输出电阻Ro的测量原理如图5所示，在输出电压Uo波形保持不失真的条件下，用示波器测出空载时的输出电压Uo1和带负载时的输出电压Uo，按下式计算Ro图5 Ro的测量原理图4. 实验数据记录及处理（1）表1 静态工作点实验数据测量值理论计算值UB/VUC/VUE/VUCE/VIC/mAIB/mAUB/VUC/VUE/VUCE/VIC/mA2.904,。282.252.024.010.0251603.03.82.31.64.1 由表可知：电压放大倍数 （2）表2 电压放大倍数实测数据（保持UI不变）RLUO/V/VAU测量值AU理论值2.41K0.65.1K 1.6（3）表3 对静态、动态影响的实验结果结果RL（万用表）静态测量与计算值输出波形（保持UI不变）若出现失真波形，判断失真性质IC/mAUE/VUB/VUCE/V输出最大时RP1RB11=27.56K2.511.412.055.84如图（b)静态工作点RP1RB1125K3.131.752.40.27如图（c)饱和失真RP1RB11100K0.810.461.0710.14如图（a)截止失真图 静态工作点与输出波形的关系（4）测量放大电路输入电阻Ri及输出电阻Ro输入电阻Ri方法方法一方法二测量数据Us/mvUi/mvUo1/vUo2/v77.0420.851.050.22Ri输出电阻RoUo1/VUO/VRO/0.760.25=2K5、思考题 如何正确选择放大电路的静态工作点，在调试中应注意什么？答：应将静态工作点设置在交流负载线的中点；对于前置放大器，由于处理的信号幅度较小，不容易出现截幅现象，而应着重考虑放大器的噪声、增益、输入阻抗、稳定性等方面，所以一般设置静态工作点在交流负载线中点以下偏低位置。 调节静态工作点一般通过改变RB的阻值来进行。若减小RB的阻值 ，可使ICQ增大，VCEQ减小；增大RB则作用相反。调节工作点前，应先用图解法根据交流负载线确定最佳工作点的值（ICQ、VCEQ），然后给待测放大器加电后，用万用表测量VCEQ ，调节RB ，使VCEQ达到设计值。必要时，需要在放大器输入端输入一定幅度的正弦信号，用示波器观察输出波形，并调节RB，使输出信号的失真最小。实验中，为调节静态工作点方便，RB采用了可变电阻RW。 注意：调试过程中应将输入信号由小逐渐增大，同时调节RP1使输出电压达到最大而又不失真；在示波器中观察波形图时要选择合适的幅值和频率以便清晰观察。 对放大电路静态工作点Q有无影响？对放大倍数AU有无影响？ 答：放大电路静态工作点Q只与输入电阻、输出电阻有关，与负载电阻RL变化无关； 由公式可知负载RL，放大倍数Au越大。 放大电路中，那些元件是决定电路的静态工作点的？ 在图1所示放大电路中可知决定电路静态工作点的元件有：RP1、RB11、RB12、RC1、RE、RE1 试分析输入电阻Ri的测量原理（两种方法分别做简述）。分析：法1图3电路中： 则可得： 法2： 图4电路中： 则可得：华南师范大学实验报告学生姓名 尹霞辉 学号 20103202007 专 业 光信 年级、班级 2010光信 课程名称 模拟电子实验 实验项目阻容耦合两级放大电路实验类型 验证 设计 综合 实验时间2012年 4 月 10日实验指导老师 刘宏展 实验评分 1. 实验目的 观察多级放大电路的级间耦合的相互影响。 测定阻容耦合两级放大电路的频率响应。2. 实验电路和仪器设备（1） 实验电路如图1所示（2） 实验仪器设备 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3. 实验内容及步骤（1） 连接电路按电路原理图1连接实验电路，检查无误后方可接上电源（2） 调整静态工作点接通稳压电源，调节RP1使第一级处于正常工作，调整RP2使第二极静态工作点处于交流负载线的中点。（3） 测两级放大电路的放大倍数 加输入信号Ui10mV、f1KHz，调低频信号发生器得到。用示波器观察第一、二级的输出电压波形有无失真。若有失真现象，则应微调静态工作点（微调RP1和RP2），如不能调节出无失真波形则可减少输入信号Ui。撤去Ui，利用万用表测量并记录第一，二级的静态工作点Q1（UB1，UC1，UE1）、Q2（UB2， UC2，UE2），将测量值填入表1中，若加入输入信号之后，用示波器观察输出波形有寄生振荡时，首先采取措施消除振荡方可进行实验，消除寄生振荡方法如下：将低频信号发生器等仪器的接线重新整理一下，应使这些导线尽可能短些。若振荡仍不能消除时，可在适当位置（如BG2的b、c极之间）加一个电容（几个到几千个皮法）。具体接入位置和电容数值可由实验确定，此法消振的效果较为显著。另外由信号发生器至两级放大电路输入端的接线要使用屏蔽线，以防止干扰信号进入放大电路。 在放大电路的输入端加输入信号Ui20mV、f1KHz，用示波器观察输出波形，在输出不失真的情况下，利用示波器测量Ui及第一、二极输出电压Uo1和Uo2，分别计算第一、二极的Au1、Au2和两级放大电路的Au，将结果填入 表1中。 接入负载电阻RL，其它条件同上，测量记录Uo1和Uo2，计算Au1、Au2和Au，将结果填入表1中，并与上项结果相比较。 将放大电路第一级的输出与第二级的输入断开，使两级放大电路变成两个彼此独立的单级放大电路，分别测量输入输出电压，并计算每级的放大倍数。此时的静态工作点同前，输出端皆为空载，将结果填入表2中（4） 测量两级放大电路的频率响应改变输入信号频率（由低到高），先大致观察在哪一个上限频率和哪一个下限频率输出幅度下降，然后保持Ui120mV，测量Uo的值，记入表3中，特性平直部分，只测几点就可以了，而在特性弯曲部分应多测几个点。4. 数据处理：表1 电路静态值及交流输出电压测量表静态工作点Q输入电压f1khz输出电压电压放大倍数第一级第二级Uo1/mVUo2/VAu1Au2AuUB1/VUC1/VUE1/VUB2/VUC2/VUE2/VU/V无RL20.32.621.921292482.07.113,73.576.022.9310.6有RL20.50.911.9244.485分析：1、由于第一级放大电路电压放大倍数与负载无关故有RL和无RL时电压放大倍数相同，即Au1=1.922、当有负载Rl时输出电阻变小，故电压放大倍数变小3、Au=Au1*Au2 表2 放大倍数测量表第一级第二级输入电压输出电压放大倍数输入电压输出电压放大倍数AuAu1 Au2Ui1/mVUo1/mVAu1Ui2/mVUo2/mVAu2Au12.336.52.975.7510.789.6266 两级电路串联时的电压放大倍数等效于两级电路单独对信号源作用时电压放大倍数之积。表3 频率响应f/KHz0.10.20.511530100200300400500Uo/V5.15.46，06,56.56.65.43.82.82.21.8 当频率小于600HZ时，输出电压UO正比于输入信号频率；当频率大于30KZ时，Uo反比与输入信号频率5. 思考题 各级静态工作点应如何选择？每一级的静态工作点在连成两级放大电路时，是否会发生变化？ 1、连接好电路后，接通直流电源，将第一级放大电路输出端接入示波器，调整滑变电 阻器RP1，观察示波器中的波形，使其处于最大不失真状态； 2、调节好第一级后，再将第二级放大电路输出端接入示波器，调整滑变电阻器RP2， 观察示波器中的波形，使其处于不失真的状态。 3、 因为第一级和第二级放大电路是通过阻容耦合方式连接的，所以当连接处两级放 大电路时各自的静态工作点不会发生变化。 要想提高电压放大倍数应采取什么措施？由电压放大倍数公式：Au=Au1Au2则可通过增大集电极负载电阻RC1和RC2提高电压放大