實驗九實驗報告電工學

中山大學電工原理及其應用實驗報告SUNYAT-SENUNIVERSITY院（系）：移動信息工程學號：審批專業(yè)：軟件工程實驗人：實驗題目：實驗九：BJT單管共射電壓放大電路一、實驗目的1.掌握放大電路靜態(tài)工作點的測試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。2.掌握放大電路動態(tài)性能（電壓增益、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓以及幅頻特性等）的測試方法。3.進一步熟練常用電子儀器的使用二、預習思考題1.閱讀教材中有關單管放大電路的內(nèi)容并估算實驗電路的性能指標。假設：3DG6的β＝100，Rb2＝20KΩ，Rb1＝60KΩ，RC＝2KΩ，RL＝2KΩ。估算放大電路的靜態(tài)工作點，電壓增益AV，輸入電阻Ri和輸出電阻RO2、閱讀實驗附錄中有關示波器的使用、晶體管特性圖示儀簡介以及放大電路干擾和自激振蕩消除的內(nèi)容。3、能否用直流電壓表直接測量晶體管的VBE？為什么實驗中要采用測VB、VE，再間接算出VBE的方法？答：一般的電壓表直接測不準，會引起電路參數(shù)變化，因為電表直接接在輸入端，形成額外的輸入信號。而測UB、UE時，電壓表的一端是接地的，不容易形成額外輸入。4、怎樣測量Rb1阻值？答：用萬用表電阻檔測量。5、當調(diào)節(jié)偏置電阻Rb1，使放大電路輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時，晶體管的管壓降VCE怎樣變化？答：飽和失真時Uce減小Ic增大，截止失真時Uce增大Ic減小。6、改變靜態(tài)工作點對放大電路的輸入電阻Ri有否影響？改變外接電阻RL對輸出電阻RO有否影響？答：因為Ri≈Rbe‖Rb1‖Rb2；Ro≈Rc，所以對輸入電阻有影響對輸出電阻吳影響。7、在測試AV，Ri和RO時怎樣選擇輸入信號的大小和頻率？為什么信號頻率一般選1KHz，而不選100KHz或更高？答：應該選Ui=10mv作用f=1KHZ左右，因為，試驗電路為阻容耦合單管共射放大電路，阻容耦合單管放大電路的下限頻率fL越小電路的低頻響應越好，所以采用1KHZ而不用更高的8.單管共射級放大電路測試中,如果將函數(shù)信號發(fā)生器,交流毫伏表,示波器中任一儀器的二個測試端子接線換位，將會出現(xiàn)什么問題？答：對于函數(shù)信號發(fā)生器:如果有波形輸出，例如正弦波，則在示波器端的顯示是反相。交流毫伏表：正電流顯示為負電流，負電流顯示為正電流，容易造成儀器損壞。示波器：只是顯示的通道不同了而已，沒影響。三、原理說明圖9－1為射極偏置單管放大電路。它由Rb1和Rb2組成分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻Re，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點。當在放大電路的輸入端加入輸入信號vi后，在放大電路的輸出端便可得到一個與vi相位相反，幅值被放大了的輸出信號vo，從而實現(xiàn)電壓放大。圖9-1放大電路的測量與調(diào)試1．通電觀察2．靜態(tài)測試（1）靜態(tài)工作點的測量（2）靜態(tài)工作點的調(diào)試3、動態(tài)指標測試1）電壓增益AV的測量2）輸入電阻Ri的測量3)輸出電阻R0的測量4)最大不失真輸出電壓VO（P-P）的測量（最大動態(tài)范圍）5)放大電路幅頻特性的測量四、實驗設備1、＋12V直流穩(wěn)壓電源2、函數(shù)信號發(fā)生器3、雙蹤示波器4、交流毫伏表5、萬用電表6、頻率計7、晶體三極管3DG6×1(β＝50～100)或9011×1，電阻器、電容器若干8、實驗電路板五．實驗內(nèi)容實驗電路如圖9－1所示。為防止干擾，各電子儀器的公共端必須連在一起，同時信號源、交流毫伏表和示波器的引線應采用專用電纜線或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的外包金屬網(wǎng)應接在公共接地端上。1、調(diào)試靜態(tài)工作點接通直流電源前，先將RW調(diào)至最大，函數(shù)信號發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接通＋12V電源、調(diào)節(jié)RW，使IC＝2.0mA（即VE＝2.0V），測量VB、VE、VC及RB1值。記入表9－1。測量值理論計算值VB（V）VE（V）VC（V）RB1（KΩ）VBE（V）VCE（V）VE（V）2.62.07.4200.75.22誤差：(2.6-0.7)/2.6=73%2、測量電壓放大倍數(shù)在放大電路輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號vS，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器的輸出旋鈕使放大電路的輸入電壓vi5mV，同時用示波器觀察放大電路輸出電壓vO波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下述三種情況下的vO值，并用雙蹤示波器觀察VO和Vi的相位關系，記入表9－2。RC（KΩ）RL(KΩ)Vo(V)2.4∞0.72.40.353、觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響置RC＝2KΩ，RL＝∞，Vi適量，調(diào)節(jié)RW，用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，在vO不失真的條件下，測量數(shù)組IC和VO值，記入表9－3。Ve(V)0.71.42.02.53.6VO(V)0.30.50.70.820.02AV3/75/147/208/251/1804、觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響置RC＝2KΩ，RL＝2KΩ，vi＝0，調(diào)節(jié)RW使IC＝2.0mA，測出VCE值，再逐步加大輸入信號，使輸出電壓v0足夠大但不失真。然后保持輸入信號不變，分別增大和減小RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出v0的波形，并測出失真情況下的IC和VCE值，記入表9－4中。每次測IC和VCE值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至零。veVce(v)Vo波形失真情況管子工作狀態(tài)1.57.2縮頂2.05無3.40．3削底飽和六、實驗結(jié)論Rc越大，電壓放大倍數(shù)越大、輸入電阻不受影響、輸出電阻越大。Ri越大，電壓放大倍數(shù)越小、輸入電阻越小、輸出電阻不受影響。靜態(tài)工作點中電流越大，電壓放大倍數(shù)越大、輸入電阻越小、輸出電阻不受影響。但靜態(tài)工作點太大或太小容易導致三極管進入飽和或截止。ICQ↑，當ICQ偏大時，Vo出現(xiàn)飽和失真，形狀為“削頂”失真。ICQ↓，當ICQ偏小時，Vo出現(xiàn)截止失真，形狀為“縮頂”失真。同時調(diào)整當加大ICQ和輸入信號時，Vo同時出現(xiàn)飽和與截止失真。七、誤差分析1實驗儀器本身的系統(tǒng)誤差2示波器波形不穩(wěn)產(chǎn)生的誤差3判斷波形失真時由于人的主觀判斷造成的誤差4示波器顯示的伏值是跳躍的，很難讀出準確值從而產(chǎn)生的誤差5計算時取精度的不同產(chǎn)生的誤差6穩(wěn)壓源輸出電壓不是恒定而引起的誤差7導線電阻的影響8電路板上的電阻及其它器件的標稱值與實際值有差異引起的誤差9示波器受到外界的干擾引起的誤差10電流通過電阻時電阻發(fā)熱引起的誤差八、實驗心得及其他1.測輸入信號的輸出信號波形時，不可以改變電路的靜態(tài)工作點，不然接下去的數(shù)據(jù)的測量都是錯誤的；一旦不小心觸碰了電位器，必須重新調(diào)整靜態(tài)工作點，不能貪圖方便而無視靜態(tài)工作點的變化。2.測量器件兩端的電位差時要測出它們的對地電壓，再相減。由于器件兩端沒有電路的公共接地點，若用交流毫伏表直接測器件上的壓降，則會引入干擾，造成測量誤差。3.我們不能輕易相信電路板上的標稱值，要自己動手測量電路中的電阻及其他器件的標稱值（包括輸出電壓）