深圳大学电路分析基础资料模拟部分.docx

深圳大学电路分析基础资料模拟部分.docx实验二晶体管共射极单管放大器一、 实验目的1、 学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、 实验原理图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用陽和Rb2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻賂以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号a后,在放大器的输出端便可得到一个与g相位相反,幅值被放大了的输岀信号山,从而实现了电压放大。图2-1共射极单管放大器实验电路在图2—1电路中,当流过偏置电阻Rbi和軀的电流远大于晶体管T的基极电流h时(一般5〜10倍),则它的静态工作点可用下式估算Ub一%—URbi+RReUcE=Ucc—Ic(Rc+R|・:)电压放大倍数rbe输入电阻Ri—Rbi//Rb2//fbe输出电阻R仟Rc由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此,除了学****放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调试技术。放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。1、放大器静态工作点的测量与调试1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,应在输入信号山=0的情况下进行,即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和肓流电压表,分别测量晶体管的集电极电流Ic以及各电极对地的电位山、4和5。一般实验中,为了避免断开集电极,所以采用测量电压6或4,然后算出Ic的方法,例如,只要测出Ue,即可用1厂1严学算出Ic(也可根据Ic=Ucc-比,由u「确定Ic),Re Rc同时也能算出Ube=Ub-Ue,Uce=Uc—Ue。为了减小误差,提高测量精度,应选用内阻较高的直流电压表。2) 静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic(或Uce)的调整与测试。静态工作点是否合适,对放大器的性能和输岀波形都有很大影响。如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时5的负半周将被削底,如图2-2(a)所示;如工作点偏低则易产生截止失真,即U。的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图2-2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试,即在放大器的输入端加入一定的输入电压5,检查输出电压5的大小和波形是否满足要求。如不满足,则应调节静态工作点的位置。图2-2静态工作点对u。、RoRb(RaRQ都会引起静态工作点的变化,如图2—3所示。但通常多采用调节偏置电阻Rb2的方法来改变静态工作点,如减小心2,则可使静态工作点提高等。最后还要说明的是,上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的,应该是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求,静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。2、放大器动态指标测试放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输岀电阻、最大不失真输出电压(动态范围)和通频带等。1)电压放大倍数血的测量调整放大器到合适的静态工作点,然后加入输入电压g,在输出电压比不失真的情况下,用交流毫伏表测出5和U。的有效值从和山,则2)输入电阻&的测量为了测量放大器的输入电阻,按图2-4电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R,在放大器正常'工作的情况下,用交流毫伏表测出Us和匕,-=—=77^= RTi虫RUo(Ul)测量时应注意下列几点:由于电阻R两端没有电路公共接地点,所以测量R两端电压4吋必须分别测出Us和Ui,然后按Ur=Us—Ui求出Ur值。电阻R的值不宜取得过大或过小,以免产生较大的测量误差,通常取R与R为同一数量级为好,本实验可取R=1〜2KQo3)输出电阻R°的测量按图2-4电路,在放大器正常工作条件下,测出输出端不接负载&的输出电压Uo和接入负载后的输出电压UL,根据即可求出R°=(^k-DRL在测试中应注意,必须保持K接入前后输入信号的大小不变。4)最大不失真输出电压U°pp的测量(最大动态范围)如上所述,为了得到最大动态范围,应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下,逐步增大输入信号的幅度,并同时调节&(改变静态工作点),用示波器观察uo,当输出波形