實(shí)驗(yàn)九實(shí)驗(yàn)報(bào)告電工學(xué)

中山大學(xué)電工原理及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告SUNYAT-SENUNIVERSITY院（系）：移動(dòng)信息工程學(xué)號(hào)：審批專(zhuān)業(yè)：軟件工程實(shí)驗(yàn)人：實(shí)驗(yàn)題目：實(shí)驗(yàn)九：BJT單管共射電壓放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。2.掌握放大電路動(dòng)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(cè)試方法。3.進(jìn)一步熟練常用電子儀器的使用二、預(yù)習(xí)思考題1.閱讀教材中有關(guān)單管放大電路的內(nèi)容并估算實(shí)驗(yàn)電路的性能指標(biāo)。假設(shè)：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(diǎn)，電壓增益AV，輸入電阻Ri和輸出電阻RO2、閱讀實(shí)驗(yàn)附錄中有關(guān)示波器的使用、晶體管特性圖示儀簡(jiǎn)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(cè)量晶體管的VBE？為什么實(shí)驗(yàn)中要采用測(cè)VB、VE，再間接算出VBE的方法？答：一般的電壓表直接測(cè)不準(zhǔn)，會(huì)引起電路參數(shù)變化，因?yàn)殡姳碇苯咏釉谳斎攵?，形成額外的輸入信號(hào)。而測(cè)UB、UE時(shí)，電壓表的一端是接地的，不容易形成額外輸入。4、怎樣測(cè)量Rb1阻值？答：用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量。5、當(dāng)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(shí)，晶體管的管壓降VCE怎樣變化？答：飽和失真時(shí)Uce減小Ic增大，截止失真時(shí)Uce增大Ic減小。6、改變靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路的輸入電阻Ri有否影響？改變外接電阻RL對(duì)輸出電阻RO有否影響？答：因?yàn)镽i≈Rbe‖Rb1‖Rb2；Ro≈Rc，所以對(duì)輸入電阻有影響對(duì)輸出電阻吳影響。7、在測(cè)試AV，Ri和RO時(shí)怎樣選擇輸入信號(hào)的大小和頻率？為什么信號(hào)頻率一般選1KHz，而不選100KHz或更高？答：應(yīng)該選Ui=10mv作用f=1KHZ左右，因?yàn)椋囼?yàn)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(yīng)越好，所以采用1KHZ而不用更高的8.單管共射級(jí)放大電路測(cè)試中,如果將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器,交流毫伏表,示波器中任一儀器的二個(gè)測(cè)試端子接線(xiàn)換位，將會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？答：對(duì)于函數(shù)信號(hào)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(fù)電流，負(fù)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(méi)影響。三、原理說(shuō)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(diǎn)。當(dāng)在放大電路的輸入端加入輸入信號(hào)vi后，在放大電路的輸出端便可得到一個(gè)與vi相位相反，幅值被放大了的輸出信號(hào)vo，從而實(shí)現(xiàn)電壓放大。圖9-1放大電路的測(cè)量與調(diào)試1．通電觀察2．靜態(tài)測(cè)試（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量（2）靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試3、動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)試1）電壓增益AV的測(cè)量2）輸入電阻Ri的測(cè)量3)輸出電阻R0的測(cè)量4)最大不失真輸出電壓VO（P-P）的測(cè)量（最大動(dòng)態(tài)范圍）5)放大電路幅頻特性的測(cè)量四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、＋12V直流穩(wěn)壓電源2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3、雙蹤示波器4、交流毫伏表5、萬(wàn)用電表6、頻率計(jì)7、晶體三極管3DG6×1(β＝50～100)或9011×1，電阻器、電容器若干8、實(shí)驗(yàn)電路板五．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)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(shí)信號(hào)源、交流毫伏表和示波器的引線(xiàn)應(yīng)采用專(zhuān)用電纜線(xiàn)或屏蔽線(xiàn)，如使用屏蔽線(xiàn)，則屏蔽線(xiàn)的外包金屬網(wǎng)應(yīng)接在公共接地端上。1、調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)接通直流電源前，先將RW調(diào)至最大，函數(shù)信號(hào)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(cè)量VB、VE、VC及RB1值。記入表9－1。測(cè)量值理論計(jì)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(cè)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(hào)vS，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出旋鈕使放大電路的輸入電壓vi5mV，同時(shí)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(cè)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(guān)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(diǎn)對(duì)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(cè)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(diǎn)對(duì)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(cè)出VCE值，再逐步加大輸入信號(hào)，使輸出電壓v0足夠大但不失真。然后保持輸入信號(hào)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(cè)出失真情況下的IC和VCE值，記入表9－4中。每次測(cè)IC和VCE值時(shí)都要將信號(hào)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(wú)3.40．3削底飽和六、實(shí)驗(yàn)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(diǎn)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(diǎn)太大或太小容易導(dǎo)致三極管進(jìn)入飽和或截止。ICQ↑，當(dāng)ICQ偏大時(shí)，Vo出現(xiàn)飽和失真，形狀為“削頂”失真。ICQ↓，當(dāng)ICQ偏小時(shí)，Vo出現(xiàn)截止失真，形狀為“縮頂”失真。同時(shí)調(diào)整當(dāng)加大ICQ和輸入信號(hào)時(shí)，Vo同時(shí)出現(xiàn)飽和與截止失真。七、誤差分析1實(shí)驗(yàn)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(shí)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(zhǔn)確值從而產(chǎn)生的誤差5計(jì)算時(shí)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(dǎo)線(xiàn)電阻的影響8電路板上的電阻及其它器件的標(biāo)稱(chēng)值與實(shí)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(guò)電阻時(shí)電阻發(fā)熱引起的誤差八、實(shí)驗(yàn)心得及其他1.測(cè)輸入信號(hào)的輸出信號(hào)波形時(shí)，不可以改變電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，不然接下去的數(shù)據(jù)的測(cè)量都是錯(cuò)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(diǎn)，不能貪圖方便而無(wú)視靜態(tài)工作點(diǎn)的變化。2.測(cè)量器件兩端的電位差時(shí)要測(cè)出它們的對(duì)地電壓，再相減。由于器件兩端沒(méi)有電路的公共接地點(diǎn)，若用交流毫伏表直接測(cè)器件上的壓降，則會(huì)引入干擾，造成測(cè)量誤差。3.我們不能輕易相信電路板上的標(biāo)稱(chēng)值，要自己動(dòng)手測(cè)量電路中的電阻及其他器件的標(biāo)稱(chēng)值（包括輸出電壓）