實(shí)驗(yàn)一單級(jí)共射放大電路

1、實(shí)驗(yàn)一 單級(jí)共射放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握單級(jí)共射放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)整方法。2了解電路參數(shù)變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。3掌握單級(jí)共射放大電路動(dòng)態(tài)指標(biāo)的測(cè)量方法。4學(xué)習(xí)幅頻特性的測(cè)量方法。二、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)單級(jí)共射放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置。2根據(jù)圖1-1所示參數(shù)，估算獲得最大不失真輸出電壓的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。（設(shè)=50）。3復(fù)習(xí)模擬電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻以及輸出電阻的計(jì)算方法。4復(fù)習(xí)飽和失真和截止失真的產(chǎn)生原因，并分析判斷該實(shí)驗(yàn)電路在哪種情況下可能產(chǎn)生飽和失真？在哪種情況下可能產(chǎn)生截止失真？三、實(shí)驗(yàn)原理1、參考實(shí)驗(yàn)電路圖1-1單級(jí)共射放大電路如圖1-1所示，其中三極管選用硅管3DG6,電位

2、器Rp用來調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。2、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量輸入交流信號(hào)為零（vi= 0 或 ii= 0）時(shí)，電路處于靜態(tài)，三極管各電極有確定不變的電壓、電流，在特性曲線上表現(xiàn)為一個(gè)確定點(diǎn)，稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，即Q點(diǎn)。一般用IB、 IC和VCE （或IBQ、ICQ和VCEQ ）表示。實(shí)際應(yīng)用中，直接測(cè)量ICQ需要斷開集電極回路，比較麻煩，所以通常的做法是采用電壓測(cè)量的方法來換算電流：先測(cè)出發(fā)射極對(duì)地電壓VE ，再利用公式ICQIEQ=，算出ICQ 。（此法應(yīng)選用內(nèi)阻較高的電壓表。）在半導(dǎo)體三極管放大器的圖解分析中已經(jīng)學(xué)習(xí)到，為了獲得最大不失真的輸出電壓，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)該選在輸出特性曲線上交流負(fù)載線的中點(diǎn)。若靜態(tài)工

3、作點(diǎn)選得太高，容易引起飽和失真；反之又引起截止失真（如圖1-2所示）。對(duì)于線形放大電路，這兩種工作點(diǎn)都是不合適的，必須對(duì)其頸性調(diào)整。此實(shí)驗(yàn)電路中，即通過調(diào)節(jié)電位器Rp來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整：Rp調(diào)小，工作點(diǎn)增高；Rp調(diào)大，工作點(diǎn)降低。值得注意的是，實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)避免輸入信號(hào)過大導(dǎo)致三極管工作在非線性區(qū)，否則即使工作點(diǎn)選擇在交流負(fù)載線的中點(diǎn)，輸出電壓波形仍可能出現(xiàn)雙向失真。圖1-2 三極管輸出特性曲線3、電壓放大倍數(shù)的測(cè)量電壓放大倍數(shù)是指輸出電壓與輸入電壓的有效值之比：=實(shí)驗(yàn)中可以用萬用表分別測(cè)量出輸入、輸出電壓，從而計(jì)算出輸出波形不失真時(shí)的電壓放大倍數(shù)。同時(shí)，對(duì)于圖1-1所示電路參數(shù)，其電壓放大

4、倍數(shù)和三極管輸入電阻分別為：；4、輸入電阻的測(cè)量輸入電阻的測(cè)量原理如圖1-3所示。電阻R的阻值已知，只需用萬用表分別測(cè)出R兩端的電壓 和 ，即有：R的阻值最好選取和同一個(gè)數(shù)量級(jí)，過大易引入干擾；太小則易引起較大的測(cè)量誤差。5、輸出電阻的測(cè)量輸出電阻的測(cè)量原理如圖1-4所示。用萬用表分別測(cè)量出開路電壓 和負(fù)載電阻上的電壓 ，則輸出電阻可通過計(jì)算求得。（取和的阻值為同一數(shù)量級(jí)以使測(cè)量值盡可能精確） 6、幅頻特性的測(cè)量在輸入正弦信號(hào)情況下，放大電路輸出隨輸入信號(hào)頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，稱為該電路的頻率響應(yīng)。其幅頻特性即指放大器的增益與輸入信號(hào)頻率之間的關(guān)系曲線。一般采用逐點(diǎn)法進(jìn)行測(cè)量。在保持輸入信號(hào)

5、幅度不變的情況下，改變輸入信號(hào)的頻率，逐點(diǎn)測(cè)量對(duì)應(yīng)于不同頻率時(shí)的電壓增益，用對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙畫出幅頻特性曲線。通常將放大倍數(shù)下降到中頻電壓放大倍數(shù)的0.707倍時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率稱為上、下限截止頻率（、）。BWfHfLfH 稱為帶寬，如圖1-5所示。圖1-5 幅頻特性曲線四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1按圖1-1,組裝單級(jí)共射放大電路，經(jīng)檢查無誤后，按通預(yù)先調(diào)整好的直流電源+12V。2測(cè)試電路在線性放大狀態(tài)時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)從信號(hào)發(fā)生器輸出f=1KHZ,Vi=10mV（有效值）的正弦電壓到放大電路的輸入端，將放大電路的輸出電壓接到雙蹤示波器Y軸輸入端，調(diào)整電位器Rp,使示波器上顯示的Vo波形達(dá)到最大不失真，然后關(guān)閉信號(hào)發(fā)生器

6、，即Vi=0,測(cè)試此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，填入表1.1中。表1.1VE/VICQ/mA(VE/Re) VCEQ/V VBE/V3測(cè)試電壓放大倍數(shù)Av（1）從信號(hào)發(fā)生器送入f=1 KHZ，Vi=30mV的正弦電壓，用萬用表測(cè)量輸入電壓Vo,計(jì)算電壓放大倍數(shù)Av=Vo/Vi。（2）用示波器觀察Vi和Vo電壓的幅值和相位。把Vi和Vo分別接到雙蹤示波器的CH1和CH2通道上，在熒光屏上觀察它們的幅值大小和相位。4了解由于靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不當(dāng)，給放大電路帶來的非線性失真現(xiàn)象調(diào)節(jié)電位器Rp,分別使其阻值減少或增加，觀察輸出波形的失真情況，分別測(cè)出相應(yīng)的靜態(tài)工作點(diǎn)，測(cè)量方法同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2，將結(jié)果填入表1.2中。表1

7、.2工作狀態(tài)輸出波形靜態(tài)工作點(diǎn)ICQ/mAVCEQ/VVBE/V5測(cè)量單級(jí)共射放大電路的通頻帶（1）當(dāng)輸入信號(hào)f=1KHZ,Vi=30mV,RL=5.1K,在示波器上測(cè)出放大器中頻區(qū)的輸出電壓Vopp(或計(jì)算出電壓增益)。（2）增加輸入信號(hào)的頻率（保持Vi=30mV不變），此時(shí)輸出電壓將會(huì)減小，當(dāng)其下降到中頻區(qū)輸出電壓的0.707（-3dB）倍時(shí)，信號(hào)發(fā)生器所指示的頻率即為放大電路的上限頻率fH。（3）同理，降低輸入信號(hào)的頻率（保持Vi=30mV不變），輸出電壓同樣會(huì)減小，當(dāng)其下降到中頻區(qū)輸出電壓的0.707（-3dB）倍時(shí)，信號(hào)發(fā)生器所指示的頻率即為放大電路的下限頻率。（4）通頻帶BW=-6

8、輸入電阻Ri的測(cè)量按圖1.3接入電路。取R=1K，用萬用表分別測(cè)出Vs' 和Vi，則此外，還可以用一個(gè)可變電阻箱來代替R,調(diào)節(jié)電阻箱的值，是Vi=1/2Vs,則此時(shí)電阻箱所示阻值即為Ri的阻值。這種測(cè)試方法通常稱為“ 半壓法”。7輸出電阻Ro的測(cè)量按圖1.4接入電路。取RL=5.1k，用萬用表分別測(cè)出RL=時(shí)的開路電壓Vo及RL=5.1k時(shí)的輸出電壓VoL,則五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1認(rèn)真記錄和整理測(cè)試數(shù)據(jù)，按要求填入表格并畫出波形圖。2對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行理論分析，找出產(chǎn)生誤差的原因。六、實(shí)驗(yàn)思考題 1加大輸入信號(hào)時(shí)，輸出波形可能會(huì)出現(xiàn)哪幾種失真？分別是由什么原因引起的？2調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，要用一

9、個(gè)固定電阻和電位器串聯(lián)，而不能直接用電位器，為什么？七、實(shí)驗(yàn)器材模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱 一臺(tái) 雙蹤示波器 一臺(tái)萬用表 一臺(tái) 連線 若干函數(shù)發(fā)生器 一臺(tái)單級(jí)共射放大電路（實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板）一實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)設(shè)備三實(shí)驗(yàn)原理1.實(shí)驗(yàn)電路圖2. 理論分析計(jì)算（1）靜態(tài)工作點(diǎn)（2）放大倍數(shù)：（3）輸入電阻：（4）輸出電阻：（5）幅頻特性3.實(shí)驗(yàn)測(cè)量方法 （1）靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量 （2）放大倍數(shù)測(cè)量方法（包含最大不失真電壓測(cè)量） （3）輸入電阻測(cè)量 （4）輸出電阻測(cè)量 （5）幅頻特性四實(shí)驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容及數(shù)據(jù)記錄1靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試與測(cè)量2動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量 (1) 電壓放大倍數(shù)Av (2) 輸入電阻（3）輸出電阻3Q點(diǎn)對(duì)輸出失真的影響調(diào)節(jié)RW改變電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí)配合調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的幅度是輸出出現(xiàn)截止失真、飽和失真、同時(shí)出現(xiàn)截止、飽和失真，記錄三種情況下的輸入、輸出波形。失真波形記錄uituotuituotuituot4幅頻特性（測(cè)量通頻帶）5. 對(duì)測(cè)試結(jié)果