实验单管放大电路.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验单管放大电路,一、实验目的,（,l,）学习如何设置放大器的静态工作点及其调整方法；,（,2,）学习放大器的放大倍数、输人电阻和输出电阻的测量方法,.,二、实验原理,1,放大器的静态工作点,放大器静态工作点的设置与调整是十分重要的，静态工作点的合理设置能使放大器工作稳定可靠。,（,1,）静态工作点的选择,首先,应使放大器产生的非线性失真最小，动态范围最大。在放大器中，由于晶体管特性的非线性，当静态工作点选择不当，输人信号的变化范围进人晶体管非线性区域时，就会引起非线性失真。如图,2-1,所示为放大器电路及其晶体管的输人输出特性曲线。从图上可以看出晶体管的输人特性曲线,i,B,u,BE,，输出的特性曲线,i,C,u,CE,均为非线性；因此可以得出两点结论：,输人信号的幅度较小，适当提高工作点电流就会 降低非线性失真，但以输人信号不进入饱和区为限。,静态工作电流相同时，输人信号的幅度越小，非线性失真也越小。,再者,当静态工作点选择不当时，输人信号正半周进人饱和区，或是负半周进人截止区，从而引起输出信号产生限幅失真，如图,2-2,所示。从图上分析，输人信号变化范围不应超过交流负载线,A,、,B,两点。因此为了扩大输出动态范围，放大器的静态工作点,Q,应选在交流负载线的中点。,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,8,（,2,）静态工作点的选择对放大器增益的影响晶体管一般采用微变等效电路，放大器的电压放大倍数为,式中,r,be,是晶体管的共发射极输人阻抗，它与工作电流有关，可写为：,式中是晶体管基区电阻，基本上不随工作电流而变，,I,EQ,是发射极静态工作电流。由上面分析可知，静态工作点将影响输出波形的非线性、放大器的最大输出幅度及放大倍数。因而选择工作点时，应首先在负载上得到所需的幅度及非线性要求的情况下尽可能获得最大增益。,（,3,）静态工作点的设置,为了稳定静态工作点，一般采用分压式偏置电路及电流负反馈电路来设置静态工作点。如图,2-3,所示。图中晶体管发射极上接了一个电阻,RE,，基极上接了两个分压电阻,R,b1,和,R,b2,。这种设置使静态工作点温度稳定性高。其原因在于晶体管基极电位,U,BQ,基本上由,R,b1,和,R,b2,决定，即,由于,I,BQ,本身比较小，,R,b1,和,R,b2,的数值又取得不大，可近似认为,U,BQ,为恒定值。当温度变化时，晶体管,I,CQ,变化，例如,I,CQ,随温度升高变大，那么,U,EQ,肯定随之升高，由于,U,BQ,不变，就必然使,UBEQ,减小，从而引起,I,BQ,减小，则,I,CQ,要相应减小一些，结果,I,CQ,随温度升高而增加的部分将大部分被,I,BQ,的减小所抵消，起到了稳定静态工作点的作用。,(4),静态工作点的调整,描述静态工作点的参数是,I,CQ,、,U,CEQ,和,I,BQ,，一般用数字式万用表测出就可以了，如果不满足要求，可调整,R,b1,，使其达到设计要求。在具体测试时，一定要考虑测试仪表对被测电路的影响，为此应注意下面问题：,仪表输人阻抗应远大于被测两点的等效阻抗；,测试应在没有交变信号时进行；,测电流时为了不动电路可用测电压的方法，再由电压换算为电流；,测试时最好用示波器监视输出，以防电路振荡。2,放大器的基本性能,放大器的基本性能包括电压放大倍数、频率响应、输人阻抗及输出阻抗等参数。,（,l,）电压放大倍数的测量,电压放大倍数的测量实质上是输人电压,ui,与输出电压,Uo,的有效值,Ui,和,Uo,的测量。实际测试时，应注意在被测波形不失真和测试仪表的频率范围符合要求的条件下进行。将测得的,Ui,和,Uo,值代人下式，则可得到电压放大倍数：,图,2-6,输人电阻的测试原理图,（,3,）输人电阻的测量,放大器输人电阻的大小，反映放大器消耗前级信号功率的大小，是放大器的重要指标之,。测试原理如图,2-6,所示。在放大器的输人回路中串联一个已知电阻,R,，加人交流电压后，在放大器输人端产生一个电压,ui,。则,而 ，,则 。,（,4,）输出电阻的测量,放大器输出电阻的大小反映了放大器带动负载的能力。当放大器与负载连接时，对负载来说，放大器就相当于一个信号源，而这个等效信号源的内阻,Ro,就是放大器的输出电阻。,Ro,越小，放大器输出等效电路就越接近于恒压源，带负载的能力就越强。放大器输出电阻的测量电路，如图,2-8,所示。当接人负载时，,而 当负载开路时，,因此，放大器输出电阻的测量，实际上是通过测量放大器输出开路时的电压,U,o,及接上负,载后的输出电压,U,oL,值，并进行计算求出放大器的输出电阻。,三、实验仪器及设备,（,1,）低频信号发生器,1,台,（,2,）晶体管毫伏表,1,台,（,3,）双踪示波器,1,台,（,4,）双路稳压电源,1,台,（,5,）数字式万用表,l,块,（,6,）微型计算机系统,1,套,四、实验内容及步骤,1,基本单元电路的测量,。,电路如图,2-10,所示。,图,2-10,单管放大器实验电路,（,l,）直流工作点的调整与测量,调节电位器改变,R,b1,，测量直流工作点参数,U,EQ,、,U,BQ,、,U,CQ,及,U,CEQ,的电压值。,计算：,将实测的,U,CEQ,与计算的,U,CEQ,进行对比分析。,（,2,）放大倍数的测量，测量电路如图,2-11,所示。,在放大器输人端接人,f,1kHz,，,U,i,5mV,（有效值）的正弦信号，在输出端负载,R,L,上用示波器监视输出波形，在波形无明显失真时，用晶体管毫伏表测量放大器的输出电压值,U,oL,。,分别改变负载电阻,R,L,和静态工作电流,I,CQ,，用毫伏表测出对应的,U,oL,值，计算,Au,，并将数据记录下来。,（,3,）输人电阻的测量,输人回路中串人一个与输入电阻,R,i,阻值相近的电阻,R,，本实验采用的串联电阻为,1k,。用晶体管毫伏表测试,Us,、,Ui,的值，即可求得,（,6,）输出电阻的测量,将放大器输出端与负载电阻,R,L,断开，用晶体管毫伏表测出开路电压,Uo,值，然后接上负载电阻,R,L,，测得输出电压,U,oL,值，即可求得,