模电实验3阻容耦合放大器

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,*,实验三,阻容耦合放大器的研究,6.1实验目的,1根据给出的单级放大电路进行电路安装。,2研究单级低频小信号放大器静态工作点的意义。,3掌握放大器主要性能指标的测试方法。,4掌握用射随器提高放大器负载能力的方法。,6.2实验原理,在晶体管放大器的三种组态中，由于共射极放大器既有电流放大，又有电压放大，所以在以信号放大为目的时，一般用共射放大器。,分压式电流负反馈偏置是共射放大器广为采用的偏置形式，,如下页图所示,。它的分析计算方法，调整技术和性能的测试方法等，都带有普遍意义，并适用多级放大器。,6.2实验原理,电路中,Rc为晶体管,的直流负载，其交流负,载由Rc与外接负载R,L,组,成。,R,b1,、,R,b2,及,Re组成,分压式电流反馈偏置电,路。,6.2实验原理,发射极交流旁路电,容,C,e,是用来消除,R,e,对信,号增益的影响，隔直电,容,C,l,、,C,2,是将前一级输,出的直流电压隔断，以,免影响后一级的工作状,态，同时将前一级输出,的交流信号耦合到后一,级。,6.2实验原理,1静态工作点,2动态范围（最大输出幅度）,3频率特性,4放大倍数的测量,1静态工作点,放大器的静态工作点是指当放大器没有信号输入时，晶体管各极的直流电流和直流电压在特性曲线上所决定的点。,静态工作点选择是否合理，将直接影响放大特性的好坏，为使信号得到不失真的放大，放大器的工作点一般选在线性区的中点。但在小信号放大器中，由于输入信号小，运用范围也小，工作点可选低一些，以减少直流功耗。,1静态工作点,通常，为了使工作点稳定，应先稳定,I,CQ,，,I,CQ,I,EQ,，,因此，只要稳定了,I,EQ,也就稳定了,I,CQ,。,若满足,I,1,I,BQ,，则,几乎与晶体管的参数无关，可视为恒定不变的。,若满足,V,B,V,BE,，则,这样,I,EQ,可视为稳定的。实际中,R,b1,通常用一固定电阻与电位,器串联，以便调整工作点,I,BQ,。,2动态范围（最大输出幅度）,放大器的最大不失真输出信号的峰值称为放大器的动态范围：则,则动态范围的大小，与,V,CC,、,R,C,及工作点均有关系。只要选择适当，就能保证得到所需的动态范围。,3频率特性,A,v,与,f,的关系（用逐点法测量）,下表中测量频率的点数应按,2-5-1的规律进行,频率范围由20Hz200KHz。,（注意：测量带负载的输出电压,V,OL,且当,f,改变时，保持,V,i,不变）,f,(,Hz),20,50,100,200,500,1k,2k,V,OL,(mv),f,(,Hz),5k,10k,20k,50k,100k,150k,200k,V,OL,(mv),3频率特性,幅频特性曲线的描绘，对横坐标的取值取对数，得：,Lg20=1.3 Lg50=1.69，Lg100=2.0 Lg200=2.3，Lg500=2.69,其结果几乎以等间隔分布，因此，横坐标用对数标注显得更为方便，如下图：,f,(Hz),Av,画图时，曲线用频率的对数值,(Lgf)与,Av（纵坐标不取对数）,描点所得,它的横坐标只是用对数间隔标注，坐标标记仍是频率,f,而不是用频率的对数(Lgf)表示。,100,10,1k,0,1000k,100k,10k,20 50,AV-（f）曲线,4放大倍数的测量,放大倍数是反映放大电路对信号放大能力的一个参数，有电压放大倍数、电流放大倍数之分，电压放大倍数是指输入，输出电压的有效值（或峰值）之比：,放大倍数的测量，实际上是交流电压的测量，对于低频正弦电压，可用晶体管毫伏表直接测量V,i,及,V,o,。而对非正弦电压可通过示波器比较法进行测量。测量仪器连接,如图所示,。,测量放大倍数的方框图,4放大倍数的测量,为了避免不必要的机壳间的感应和干扰，必须将所有仪器的接地端连接在一起。,示波器接在放大器的输出端，用于观察输出信号是否有失真（对于正弦波电压，应无明显的削波现象），因而，测量放大倍数，必须是在输出信号不失真条件下的放大倍数。如果信号波形已经失真，再测量放大倍数就毫无意义了。,6.3 实验内容,1,根据给出的单级放大电路进行电路安装。,静态工作点的调试：,用万用表的直流电压档测量所,设计电路中集电极对地，发射极对地的电压时，如果,V,C,=V,CC,或,V,CE,=0,，则说明,I,C,=0,，晶体管工作在截止区；如果,V,C,太小，即,V,E,=V,CE,0.5V,，则说明,I,C,太大，使,R,C,上降压过大，晶体管工作在饱和区。上述两种情况都是静态工作点选择不合理，应调整,R,b1,，使,I,CQ,，,V,CE,符合规定值。,在判明放大器不截止，也不饱和后，调节,R,b1,值，使工作点达到计算值，测量晶体管各极电压值，数据填入书中表,。,6.3 实验内容,3,测量放大倍数,A,V,按图接好电路，调节信号发生器，使输入,f=1000Hz，v,i,=10mVrms,的信号接至放大器的输入端，用示波器观察输出波形，在波形不失真的情况下，用晶体管毫伏表测量出,v,0,数据填入书中表,。,4,研究负载,R,L,的改变，对电压放大倍数的影响,将外接载,R,L,分别换成,1K,和,5.1K,，在波形不失真的情况下，测量,V,0,，数据填入书中表,。,6.3 实验内容,5按照下表,测量并绘制该电路的频率响应特性曲线,6,观察静态工作点的变化，对放大器输出波形的影响，,保持,V,CC,、,R,C,及,v,i,不变，,改变,R,b1,值，使工作点偏低,(引起截止失真)和偏高(引起饱和失真)，,用示波器观察并绘下放大器输出的波形，并用,V,E,、,V,B,、,V,CE,测试数据说明是何种失真波形。,f,(,Hz),50,100,200,500,1k,2k,5k,V,OL,(mv),f,(,Hz),10k,20k,50k,100k,200k,500K,1M,V,OL,(mv),实 验 电 路,6.4 实验仪器,1直流稳压电源 1台,2函数信号发生器 1台,3双踪示波器 1台,4晶体管毫伏表 1台,5万用表 1只,6.5 预习与实验报告,1用EDA技术对电路进行仿真，打印出仿真结果以备与实验测试结果相比较。,2根据给定的电路，计算电路参数。,3整理和计算测量效据，并列成表格。,6.6实验研究与思考题,1在测量过程中，为什么所有仪器的公共端(接地端)要连接在一起?,2在计算放大倍数Av时，输入信号v,i,用低频信号发生器输出端开路测量得的值和用低频信号发生器输入接入放大器测得的值，有什么不同,?在什么条件下，可以近似看成一样?,3单管放大器，在输入正弦信号不变的条件下：,（1）使其有最大不失真输出波形，应调整什么元件,（2）R,b1,变大，工作点如何变化,?,（3）V,CC,升高，工作点如何变化,?,4判别放大器工作在截止或饱和的方法有哪些?,