实验二共射放大电路

电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation实验二晶体管共射极放大电路电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation1．熟悉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．熟悉常用电子仪器的使用。实验目的电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation1．直流稳压电源2．函数信号发生器3．双踪示波器4．万用表5．共射极放大电路模块实验设备与器件电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation1．实验电路图1-2-1共射极放大电路实验原理电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation2．静态工作点在图1-2-1电路中，当流过偏置电阻和的电流远大于晶体管的基极电流时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算：VccRwRRRVbbbB211CefBEBEIRRVVI11bR2bRBICBII)(1efcCCCCERRRIVV电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation•实验中，测量放大器的静态工作点的过程，应在输入信号vs＝0的情况下进行，也就是将放大器输入端与地端短接，为了避免断开集电极测量，可以用直流电压表测出晶体管各个电极的对地电位VE、VB、VC，然后由下列公式计算出静态工作点的各个参数：•调节偏置电阻Rw可以改变静态工作点。EBBEVVVCCCCCRVVICBIIECCEVVV电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation3．放大器动态性能指标放大器动态性能指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压等参数。（1）电压放大倍数电压放大倍数是指输出电压和输入电压之比，即电源电压放大倍数为输出电压和信号源电压之比，即iovVVA1)1()//(fbeLCRrRR)()(26)1(200mAImVrEbesiivsovsRRRAVVA电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation实验中，这两个放大倍数可由交流毫伏表直接测出、、的有效值，按下式求出：2）输入电阻输入电阻的大小决定放大电路从信号源或前级放大电路获取电流的多少，如图1-2-1所示电路的输入电阻为：sViV0ViovVVAsovSVVA121)1()(fbewbbiRrRRRR电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation•实验中，为了测量放大器的输入电阻，将放大器等效为如图1-2-2所示的形式，这样通过测量信号源电压有效值Vs和输入电压有效值Vi，可以计算输入电阻为：SiSiSRiiiiRVVVRVVIVRS图.1-2-2放大器等效电路图电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation（3）输出电阻输出电阻的大小表示放大电路带负载的能力。如图1-2-1所示电路的输出电阻为：实验中，通过测量空载电压有效值和带负载电压有效值来计算求得输出电阻为：CoRRLooLoooLooooRoRVVRVVVRVVVIVRo)1(21221221测量输出电阻时应注意RL接入前后输入信号的大小保持不变。电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation（5）放大器频率特性放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数与输入信号频率f之间的关系曲线，分幅频特性和相频特性。在幅频特性曲线上设为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到0.707时所对应的频率分别为下限频率和上限频率，通频带为。vAvmAvmALfHfLHWffB电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation1．静态工作点的调整和测量实验电路如图1-2-1所示，+Vcc由直流稳压电源提供。令(即不接信号发生器，将放大器输入端与地短路)，Vcc=12V时，调节RW，使VC=7V左右，用万用表直流电压挡测量和(对地电位)，计算、、、，填入表1-2-1中，0sVBVEVCEVBEVCIBI测量值计算值VBVEVCVCEVBEICIB表1-2-1静态工作点数据表实验内容电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation•2．测量动态参数，，，•保持静态工作点的RW不变，调节信号发生器，使输出正弦波的f=1kHz，有效值Vi=20mV，测量、及电路空载输出电压和负载输出电压，并计算、、、，填入表1-2-2中。用双踪示波器观察输入、输出波形，分析它们的相位关系。•表1-2-2动态参数数据表vAvsAiRoRiVsV1oV2oVvAvsAiRoRsViV1oV2oV1vA2vA1vsA2vsAiRoR测量值计算值(mV)(mV)(RL=)(RL=2.7k)电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomationRWVCE(V)输出电压的波形失真类型顺时针逆时针3.观察静态工作点对输出波形的影响加大输入信号，使Vi=0.1V左右，用示波器观察输出波形。顺时针调节RW，使输出电压失真，用万用表的直流电压挡测量此时的VCE值，记录失真波形于表1-2-3中；然后保持输入信号不变，反时针调节RW，使输出波形出现失真，记录失真波形和此时的VCE值(注：每次测VCE值时都要使信号发生器的输出为零)，分析两种情况下的失真类型。表1-2-3失真记录电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation4．最大不失真输出电压的测量在放大器正常工作的情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节RW(改变静态工作点)，用示波器观察输出电压的波形，当输出波形同时出现削底和缩顶失真时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真，此时，用交流毫伏表测出Vo(有效值)，则动态范围，或在示波器上直接读出ooPPVV22oPPVoPPV电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation5．放大器频率特性的测量调节信号发生器输出信号的频率，使f=1kHz；调节Vs的大小，使输出电压有效值Vo=1V。保持Vs不变，增大输入信号频率，使Vo下降到0.707V时，对应的信号频率为上限频率fH。按照同样的方法，减小输入信号频率，可以测到下限频率fL,最后计算出带宽BW=fH-fL。电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation1．简述图1-2-1所示实验电路的特点，列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较，分析产生误差原因。2．讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。3．分析总结静态工作点的位置与输出电压波形的关系。实验报告要求电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation1．能否用直流电压表直接测量晶体管的VBE？为什么实验中要采用测VB、VE，再间接算出的方法？2．改变静态工作点对放大器的输入电阻是否有影响？改变外接电阻对输出电阻是否有影响？3．电路的静态工作点正常，如果发现电压增益较低（只有几倍），有可能是哪几个元件出了故障？思考题电气工程与自动化学院CollegeofElectricalEngineeringandAutomation1．测试中，应将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器及实验电路的接地端连接在一起。2．由于函数信号发生器有内阻，而放大电路的输入电阻不是无穷大，测量放大电路输入信号时，应将放大电路与函数信号发生器连接上再测量，避免造成误差。注意事项