電子技術(shù)實驗報告—實驗4單級放大電路

1、電子技術(shù)實驗報告實 驗 名 稱：單級放大電路系 別：班 號：實驗者姓名：學 號：實 驗 日 期：實驗報告完成日期：目錄一、實驗目的3二、實驗儀器3三、實驗原理3（一） 單級低頻放大器的模型和性能3（二）放大器參數(shù)及其測量方法5四、實驗內(nèi)容71、搭接實驗電路72、靜態(tài)工作點的測量和調(diào)試83、基本放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測量94、放大器上限、下限頻率的測量105、電流串聯(lián)負反饋放大器參數(shù)測量10五、思考題11六、實驗總結(jié)11一、實驗目的1.學會在面包板上搭接電路的方法； 2.學習放大電路的調(diào)試方法； 3.掌握放大電路的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸出電

2、阻和通頻帶測量方法； 4.研究負反饋對放大器性能的影響；了解射級輸出器的基本性能； 5.了解靜態(tài)工作點對輸出波形的影響和負載對放大電路倍數(shù)的影響。二、實驗儀器1.示波器 1臺 2.函數(shù)信號發(fā)生器 1臺 3. 直流穩(wěn)壓電源 1臺 4.數(shù)字萬用表 1臺 5.多功能電路實驗箱 1臺6.交流毫伏表 1臺三、實驗原理（一） 單級低頻放大器的模型和性能 1. 單級低頻放大器的模型單級低頻放大器能將頻率從幾十Hz幾百kHz的低頻信號進行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，單級低頻放大器根據(jù)性能不同科分為基

3、本放大器和負反饋放大器。 從放大器的輸出端取出信號電壓（或電流）經(jīng)過反饋網(wǎng)絡得到反饋信號電壓（或電流）送回放大器的輸入端稱為反饋。若反饋信號的極性與原輸入信號的極性相反，則為負反饋。 根據(jù)輸出端的取樣信號（電壓或電流）與送回輸入端的連接方式（串聯(lián)或并聯(lián)）的不同，一般可分為四種反饋類型電壓串聯(lián)反饋、電流串聯(lián)反饋、電壓并聯(lián)反饋和電流并聯(lián)反饋。負反饋是改變房卡器及其他電子系統(tǒng)特性的一種重要手段。負反饋使放大器的凈輸入信號減小，因此放大器的增益下降；同時改善了放大器的其他性能：提高了增益穩(wěn)定性，展寬了通頻帶，減小了非線性失真，以及改變了放大器的輸入阻抗和輸出阻抗。負反饋對輸入阻抗和

4、輸出阻抗的影響跟反饋類型有關(guān)。由于串聯(lián)負反饋實在基本放大器的輸入回路中串接了一個反饋電壓，因而提高了輸入阻抗，而并聯(lián)負反饋是在輸入回路上并聯(lián)了一個反饋電流，從而降低了輸入阻抗。凡是電壓負反饋都有保持輸出電壓穩(wěn)定的趨勢，與此恒壓相關(guān)的是輸出阻抗減?。环彩请娏髫摲答伓加斜３州敵鲭娏鞣€(wěn)定的趨勢，與此恒流相關(guān)的是輸出阻抗增大。 2.單級電流串聯(lián)負反饋放大器與基本放大器的性能比較電路圖2是分壓式偏置的共射級基本放大電路，它未引入交流負反饋。 電路圖3是在圖2的基礎上，去掉射極旁路電容Ce，這樣就引入了電流串聯(lián)負反饋。3.射極輸出器的性能射極輸出器是單級電壓串聯(lián)負反饋電路，由于它的交流

5、輸出電壓VQ全部反饋回輸入端，故其電壓增益：Avf=1+RL'rbe+(1+)RL'1輸入電阻：Rif=Rb/rbe+(1+)RL'，式中RL=Rc/RL 輸出電阻：Rof=Re/Rb/Rs+rbe(1+)射極輸出器由于電壓放大倍數(shù)Avf 1，故它具有電壓跟隨特性，且輸入電阻高，輸出電阻低的特點，在多級放大電路中常作為隔離器，起阻抗變換作用。（二）放大器參數(shù)及其測量方法 1.靜態(tài)工作點的選擇放大器要不失真地放大信號，必須設置合適的靜態(tài)工作點Q。為獲得最大不失真輸出電壓，靜態(tài)工作點應選在輸出特性曲線上交流負載線中點，若選得太高就容易飽和失真，

6、太低容易截止失真。 若放大器對小信號放大，由于輸出交流幅度很小，非線性失真不是主要問題，故Q點不一定要選在交流負載線中點，一般前置放大器的工作點都選的低一點，降低功耗和噪聲，并提高輸入阻抗。 采用簡單偏置的放大電路，其靜態(tài)工作點將隨溫度變化而變化，若采用電流負反饋分壓式偏置電路，具有自動穩(wěn)定工作點的能力，獲得廣泛應用。 2.靜態(tài)工作點測量與調(diào)試根據(jù)定義，靜態(tài)工作點是指放大器不輸入信號且輸入端短路（接電路COM）時，三極管的電壓和電流參數(shù)。靜態(tài)工作點只測量三極管三級對電路COM的直流電壓（VBQ、VEQ、VCQ），通過換算得出靜態(tài)工作點的參數(shù)。 其換算關(guān)系

7、為：VBEQ=VBQ-VEQ ；VCEQ=VCQ-VEQ ；ICQ=VEQ / RE3.單極放大電路的電壓放大倍數(shù)Av低頻放大器的電壓放大倍數(shù)是指在輸出不失真的條件下，輸出電壓有效值與輸入電壓有效值的比值：Av=VoVi。根據(jù)理論分析：Av=-RL'rbe。4.放大倍數(shù)的測量 放大倍數(shù)按定義式進行測量，即：輸出交流電壓與輸入交流電壓的比值。通常采用示波器比較測量法（適用于非正弦電壓）和交流電壓表測量（適用于正弦電壓）。 5.輸入阻抗的測量 放大器輸入阻抗為從輸入端向放大器看進去的等效電阻，即：Ri=Vi /

8、 Ii；該電阻為動態(tài)電阻，不能用萬用表測量。為避免測量輸入電路中電流，改為測電壓進行換算。即：Ii=VsR=Vs-ViR,則：Ri=ViIi=ViVs-ViR上述測量方法僅適用于放大器輸入阻抗遠遠小于測量儀器輸入阻抗條件下。6.輸出阻抗測量 放大器輸出阻抗為從輸出端向放大器看進去的等效電阻，即：Ro=Vo/Io；該電阻為動態(tài)電阻，不能用萬用表測量。 若輸出回路不并接負載RL，則輸出測量值為：Vo；若輸出回路并接負載RL，則輸出測量值為：VoL，則：Ro=Vo-VOLIo=Vo-VOLVoL/RL=(VoVOL-1)RL7.放大器幅頻特性 放大器幅頻特性是

9、指放大器的電壓放大倍數(shù)與頻率的關(guān)系曲線。在中頻段，電壓放大倍數(shù)為最大值AV=AVm。在低頻段和高頻段，由于上述各種因素的影響不可忽略，使電壓放大倍數(shù)下降。通常將電壓放大倍數(shù)下降到中頻段AVm的0.707倍時所對應的頻率，稱為放大器的上限頻率fH和下限頻率fL，fH與fL之差稱為放大器的通頻帶，即f0.7=fH-fL。 在保證輸入Vi不變的情況下，改變輸入信號頻率（升高、下降），使輸出Vo下降為中頻時的0.707倍，則對應的頻率即為fH、fL。四、實驗內(nèi)容1、搭接實驗電路按電路圖10在實驗箱搭接實驗電路（或參照連接圖11）。檢查電路連接無誤后，方可將+12V直流電源接入電路。搭接注意事

10、項：要充分利用面包板的結(jié)構(gòu)，使用盡量少的導線。插入電阻電容器時，要注意不要使它們的腳碰到一起，造成短路，盡量分開來，不要交叉。在搭接前，注意檢查電器件的好壞。我在做實驗的過程中，第一次的電路出現(xiàn)了問題，最后發(fā)現(xiàn)是一個電容器出現(xiàn)了故障。注意辨認電阻的色環(huán)，不要弄錯。注意檢查電容器的極性是否接反。2、靜態(tài)工作點的測量和調(diào)試按靜態(tài)工作點測試方法進行測量與調(diào)試，要求ICQ1.3mA，測量值填入表1。表1 靜態(tài)工作點測量靜態(tài)工作點測量值VEQ（V）VBQ（V）VCQ（V）測量計算ICQ（mA）VBEQ（V）VCEQ（V）41/2數(shù)字表（DCV）1.30201.92225.4251.30200.62024

11、.123計算過程：VBEQ=VBQ-VEQ=（1.9222-1.3020）V=0.6202VVCEQ=VCQ-VEQ =（5.425-1.3020）V=4.123VICQ=VEQ / RE=(1.3020/1)mA=1.3020mA分析：根據(jù)上圖可以看出，VCEQ=4.123VE/2（6V），且各個值與計算的理論值相差不多，可判斷此時工作在放大區(qū)，靜態(tài)工作點是合適的。3、基本放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測量（1）外加輸入信號從放大器Vs端輸入信號:頻率f=2kHz的正弦信號,R=1K，使Vip-p=30mV。在空載情況下，用示波器同時觀察輸入和輸出波形（Vi和Vo），若輸出波形失

12、真，應適當減小輸入信號?？蛰d情況下觀察到的波形：分析：可以觀察到波形未失真且二者相位相反。（2） 測量VS，Vi，VO，VOL，計算AV，AVL，Ri，RO，填入表2。表2 電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻測量測量（41/2數(shù)字表ACV）計算Vs（mV）Vi（mV）Vo（V）VOL（V）AVAVLRi（k）Ro（k）12.7310.462.241.138214.15108.804.614.94計算過程：AV=VoVi=2.24×10310.46214.15AVL=VOLVi=1.138×10310.46108.80Ri=ViIi=ViVs-ViR=10.4612.

13、73-10.46×1k4.61kRo=VoVOL-1RL=（2.241.138-1）×5.1k4.94k誤差分析：導線連接不緊密產(chǎn)生的接觸誤差。 儀表不精確帶來的誤差。4、放大器上限、下限頻率的測量 保持輸入信號Vp-p=30mV不變，當f=2kHz時，用示波器觀察并測量輸出電壓VOL。當頻率從2kHz向高端增大時，使輸出電壓下降到0.707VOL時，記下此時信號發(fā)生器的頻率，即為上限頻率fH；同理，當頻率向低端減小時，使輸出電壓下降到0.707VOL時，記下此時信號發(fā)生器的頻率，即為下限頻率fL；測量過程應保持Vi不變和波形不失真。表3 放大器上、下限

14、頻率的測量fHfLB=fH-fL110kHz240Hz109.76kHz5、電流串聯(lián)負反饋放大器參數(shù)測量 將Ce去掉，R改為10k，使Vip-p=300mV，重復實驗3步驟。表4 負反饋放大器參數(shù)測量測量（41/2數(shù)字表ACV）計算Vs（mV）Vi（mV）Vo（mV）VOL（mV）AVAVLRi（k）Ro（k）188104.75303405.063.2512.605.59計算過程同實驗3分析：由表1和表4對比可知，反饋電路的電壓放大倍數(shù)明顯降低，輸入電阻也明顯增大。五、思考題1.如何根據(jù)靜態(tài)工作點判別電路是否在放大狀態(tài)? 計算集電極的靜態(tài)工作電流與基極的靜態(tài)工作電流的比值，并將其與比較，如果二者大小相近則是工作在放大狀態(tài)。2.按實驗電路10，若輸入信號增大到100mV，輸出電壓=？是否滿足Vo=AV× Vi，試說明原因？不滿足電壓放大公式。因為此時信號太大