電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告—實(shí)驗(yàn)單級(jí)放大電路.docx

1、XIAMEN UNIVERSITY電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告稱：?jiǎn)渭?jí)放大電路 別:名:期:實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成日期:3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)儀器三、實(shí)驗(yàn)原理（一）單級(jí)低頻放大器的模型和性能（二）放大器參數(shù)及其測(cè)量方法四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、搭接實(shí)驗(yàn)電路2、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)試目錄3、基本放大器的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的測(cè)量4、放大器上限、下限頻率的測(cè)量105、電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器參數(shù)測(cè)量11五、思考題11六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)會(huì)在面包板上搭接電路的方法;2學(xué)習(xí)放大電路的調(diào)試方法;3掌握放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸出電阻和通頻帶測(cè)量方法;4研究負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響；了解射級(jí)輸出器的基本性能;

2、5了解靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響和負(fù)載對(duì)放大電路倍數(shù)的影響。1 示波器1臺(tái)2 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)3.直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)4數(shù)字萬用表1臺(tái)5多功能電路實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái)6交流毫伏表1臺(tái)、實(shí)驗(yàn)原理（一）單級(jí)低頻放大器的模型和性能1.單級(jí)低頻放大器的模型單級(jí)低頻放大器能將頻率從幾十 Hz幾百kHz的低頻信號(hào)進(jìn)行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，單級(jí)低頻放大器根據(jù)性能不同科分為基本放大器和負(fù)反饋放大器。從放大器的輸出端取出信號(hào)電壓（或電流）經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)得到反饋信號(hào)電壓（或電流）送回放大器的輸入端稱為反饋。 若反饋信號(hào)的極性與原輸入信號(hào)的極性相反，則為負(fù)反饋。根據(jù)輸出端的取樣信號(hào)（電壓或電流）與送回輸入端的連

3、接方式（串聯(lián)或并聯(lián)）的不同，一般可分為四種反饋類型一一電壓串聯(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(fù)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(fù)反饋使放大器的凈輸入信號(hào)減小,因此放大器的增益下降；同時(shí)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(fù)反饋對(duì)輸入阻抗和輸出阻抗的影響跟反饋類型有關(guān)。由于串聯(lián)負(fù)反饋實(shí)在基本放大器的輸入回路中串接了一個(gè)反饋電壓，因而提高了輸入阻抗，而并聯(lián)負(fù)反饋是在輸入回路上并聯(lián)了一個(gè)反饋電流,從而降低了輸入阻抗。凡是電壓負(fù)反饋都有保持輸出電壓穩(wěn)定的趨勢(shì)，與此恒壓相關(guān)的是輸出阻抗減??；

4、凡是電流負(fù)反饋都有保持輸出電流穩(wěn)定的趨勢(shì)，與此恒流相關(guān)的是輸出阻抗增大。2 單級(jí)電流串聯(lián)負(fù)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(jí)基本放大電路，它未引入交流負(fù)反饋。電路圖3是在圖2的基礎(chǔ)上，去掉射極旁路電容Ce ,這樣就引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋。e aK.-«射極輸出器是單級(jí)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路,由于它的交流輸出電壓VQ全部反饋回輸入端，故其電壓增益:（1+卩）嘰娜了輸入電阻：陀=% +（1 + BIRJ ,式中 Rl，=R c/R l 輸出電阻：肘屮）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(diǎn)，在多級(jí)放大電路中常作為隔

5、離器，起阻抗變換作用。（二）放大器參數(shù)及其測(cè)量方法1 靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇放大器要不失真地放大信號(hào)，必須設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)Qo為獲得最大不失真輸出電壓，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在輸出特性曲線上交流負(fù)載線中點(diǎn)，若選得太高就容易飽和失真，太低容易截止失真。若放大器對(duì)小信號(hào)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(diǎn)不一定要選在交流負(fù)載線中點(diǎn)，一般前置放大器的工作點(diǎn)都選的低一點(diǎn), 降低功耗和噪聲，并提高輸入阻抗。采用簡(jiǎn)單偏置的放大電路，其靜態(tài)工作點(diǎn)將隨溫度變化而變化，若采用電流負(fù)反饋分壓式偏置電路，具有自動(dòng)穩(wěn)定工作點(diǎn)的能力，獲得廣泛應(yīng)用。2靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量與調(diào)試根據(jù)定義，靜態(tài)工作點(diǎn)是指放大器不輸入信

6、號(hào)且輸入端短路（接電路COM ）時(shí)，三極管的電壓和電流參數(shù)。靜態(tài)工作點(diǎn)只測(cè)量三極管三級(jí)對(duì)電路 COM的直流電壓（Vbq、Veq、Vcq）,通過換算得出靜態(tài)工作點(diǎn)的參數(shù)。其換算關(guān)系為:VbEQ=V BQ-V EQ ； VcEQ=V CQ-V EQ ； IcQ=V EQ / R E3 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：叭O根據(jù)理論分析：V4放大倍數(shù)的測(cè)量放大倍數(shù)按定義式進(jìn)行測(cè)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(cè)量法（適用于非正弦電壓）和交流電壓表測(cè)量（適用于正弦5 輸入阻抗的測(cè)量放大器輸

7、入阻抗為從輸入端向放大器看進(jìn)去的等效電阻，即:R匸Vi/Ii；該電阻為動(dòng)態(tài)電阻，不能用萬用表測(cè)量。為避免測(cè)量輸入電路中電流,改為測(cè)電壓進(jìn)行換算。即:is述測(cè)量方法僅適用于放大器輸入阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于測(cè)量?jī)x器輸入阻抗條件下。6 輸出阻抗測(cè)量Ro =V 0 /10 ；該放大器輸岀阻抗為從輸出端向放大器看進(jìn)去的等效電阻，即:電阻為動(dòng)態(tài)電阻，不能用萬用表測(cè)量。若輸出回路不并接負(fù)載Rl,則輸出測(cè)量值為：Vo«；若輸出回路并接負(fù)載Rl,則輸出測(cè)量值為：Vol,則:V如-%L Vos-% Vg % = 7%/%7 放大器幅頻特性放大器幅頻特性是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,AVin

8、的電壓放大倍數(shù)為最大值 A V=A Vm。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0.707倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率，稱為放大器的上限頻率fe和下限頻率ft, fH與fL之差稱為放大器的通頻帶，即fb_7 =fH-fLo在保證輸入Vi不變的情況下，改變輸入信號(hào)頻率（升高、下降），使輸出V。下降為中頻時(shí)的0.707倍，則對(duì)應(yīng)的頻率即為f 、f。H L四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、搭接實(shí)驗(yàn)電路按電路圖10在實(shí)驗(yàn)箱搭接實(shí)驗(yàn)電路（或參照連接圖11 ） O檢查電路連接無誤后，方可將+12V直流電源接入電路。10051k+紹 12 V) Rc5kCe54 k+I2V1

9、L ZTX 5 kl t 0 o o IR o o o 0 0 0 0 0« e& 0 <o o eo o o0 I5krn_l ® T戶 j 出 410 從100 k0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 Q O O 0 QO O O 5kl O G O QO O O O O 1 o o oO 0 0 0 04 0 9 0 4 OQOOQ Q0o a 0 D o0 0*00edfrdo dftoaoooOB 000*000000 oo a o* ooo 4oaoc?oa qoffi 11 大器連接譽(yù)希n搭接注意事項(xiàng): 要充分利用面包板的結(jié)構(gòu)，使用

10、盡量少的導(dǎo)線。 插入電阻電容器時(shí)，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(shí)驗(yàn)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(gè)電容器出現(xiàn)了故障。 注意辨認(rèn)電阻的色環(huán)，不要弄錯(cuò)。 注意檢查電容器的極性是否接反。2、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)試按靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)量與調(diào)試,要求IcQaL3mA，測(cè)量值填入表1。表1靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量值Veq (V)Vbq (V )VCQ ( V)測(cè)量計(jì)算Icq ( mA )Vbeq ( V )VCEQ ( V )41/2數(shù)字表（DCV ）1.30201.922；r5.4251.30200.62

11、024.123計(jì)算過程:Vbeq=V BQ -V EQ= (1.9222-1.3020 ) V=0.6202VVcEQ=V CQ-V EQ = (5.425-1.3020) V=4.123VICQ=V EQ / R E=(l.3020/1 )mA=l.3020mA分析：根據(jù)上圖可以看出，Vceq=4.123VE/2 （ 6V ）,且各個(gè)值與計(jì)算的理論值 相差不多，可判斷此時(shí)工作在放大區(qū)，靜態(tài)工作點(diǎn)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(cè)量（1）外加輸入信號(hào)從放大器Vs端輸入信號(hào)：頻率f=2kHz的正弦信號(hào),R=1K ,使Vip-p =30mV o在空載情況下，用示波器同時(shí)

12、觀察輸入和輸出波形（Vi和V。）,若輸出波形失真，應(yīng)適當(dāng)減小輸入信號(hào)?？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。 MII(2)測(cè)量 Vs, Vi , V o, Vol,計(jì)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(cè)量測(cè)® ( 41/2數(shù)字表ACV )Vs ( mV )Vi ( mV )Vo ( V )Vol ( V)AvA VLR. ( kQ)Ro ( k Q )12.7310.462.241.138214.15108.804.614.94計(jì)算過程:匕 2.24 X 10Ay =可 10.46"以15Vo

13、l 1.138 x 10Av廠可=10.46" 1 喚°"i %10.462.24-1 R. = (- 1> X S.lkll 4.941dl I1.138% 戸R 二 12.73 -10.46 X 叫 4.61"R。彳廠VOL誤差分析: 導(dǎo)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(cè)量保持輸入信號(hào)Vp-p =30mV 不變，當(dāng)隹2kHz時(shí)，用示波器觀察并測(cè)量輸岀電壓Vol。當(dāng)頻率從2kHz向高端增大時(shí)，使輸出電壓下降到0.707Vol時(shí)，記下此時(shí)信號(hào)發(fā)生器的頻率，即為上限頻率fe;同理，當(dāng)頻率向低端減小時(shí)，使輸出

14、電壓下降到0.707VOL時(shí)，記下此時(shí)信號(hào)發(fā)生器的頻率，即為下限頻率fL； 測(cè)量過程應(yīng)保持Vi不變和波形不失真。表3放大器上、下限頻率的測(cè)量fLB=f H-f LllOkHz240Hz109.76kHz5、電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器參數(shù)測(cè)量將Ce去掉，R改為10k ,使Vip-p =300mV ,重復(fù)實(shí)驗(yàn)3步驟。測(cè)量（41/2數(shù)字表ACV ）計(jì)算V ( mV )SZ ( mV )1V ( mV )0V( mV ) AOLVAVLR ( k Q)R ( k Q )0188104.75303405.063.2512.605.59表4負(fù)反饋放大器參數(shù)測(cè)量計(jì)算過程同實(shí)驗(yàn)3分析：由表1和表4對(duì)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(diǎn)判別電路是否在放大狀態(tài) ？計(jì)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P比較，如果二者大小相近則是工作在放大狀態(tài)。2按實(shí)驗(yàn) 電路10,若 輸入信號(hào)增大到lOOmV,輸出電壓=?是否滿足Vo=AvX Vi,試說明原因？不滿足電壓放大公式。因?yàn)榇藭r(shí)信號(hào)太