电路实验报告5-三极管共射极放大电路

实验报告课程名称：电路与电子技术实验II指导老师：沈连丰成绩：__________________实验名称：三极管共射极放大电路实验类型：________________同组学生姓名：__________一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求1、学习共射放大电路的设计方法、安装与调试技术；2、掌握放大器静态工作点的测量与调整方法，了解在不同偏置条件下静态工作点对放大器性能的影响；3、学习放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性等性能指标的测试方法；4、了解静态工作点与输出波形失真的关系，掌握最大不失真输出电压的测量方法；5、进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。二、实验内容1、静态工作点的调整和测量；2、RL＝∞及RL＝2K时，电压放大倍数的测量；3、输入电阻和输出电阻的测量；4、放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量（RL＝2K时）；5、观察静态工作点对输出波形的影响。三、实验器材NPN型三极管、实验电路板、示波器、函数信号发生器、HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源、万用表、导线若干。四、实验电路专业：电子信息工程姓名：彭嘉乔学号：3130104084日期：2015.04.09地点：东3-211五、操作方法和实验步骤1、静态工作点的调整和测量1、按所设计的放大器的元件参数焊接电路，根据电路原理图仔细检查电路的完整性和焊接质量。2、开启直流稳压电源，将直流稳压电源的输出调整到12V，并用万用表检测输出电压，确认后，关闭直流稳压电源。12.05V3、将放大器电路板的工作电源端与12V直流稳压电源接通。然后，开启直流稳压电源。此时，放大器处于工作状态。4、调节电位器RW1，使电路满足设计要求（ICQ＝1.5mA）。为方便起见，测量ICQ时，一般采用测量电阻Rc（这里为R5）两端的压降VRc，然后根据ICQ=VRc／Rc计算出ICQ。（间接测量、采用万用表）5、测量晶体管共射极放大电路的静态工作点，并将测量值与理论估算值记录在下表中。1）要充分考虑到万用表直流电压档内阻对被测电路的影响。2）如果测出VCEQ＜0.5V，则说明三极管已经饱和；如果VCEQ≈+VCC则说明三极管已经截止。3）晶体管若VBEQ2V，估计该晶体管已被击穿。2、电压放大倍数的测量1、保持放大器的静态工作点不变，调节函数信号发生器，使其输出频率f＝1kHz、幅度为100mV的正弦波，并将它加到放大电路的输入端，作为信号源电压Us。不接输出负载电阻，即：RL＝∞(开路)。放大电路的输出端接示波器，观察示波器所显示的输出电压Uo。当波形无失真现象时，用交流毫伏表（改用示波器）分别测出Us、Ui、U’o（RL＝∞）的大小，将其值记录在下表中。然后根据公式算出电压放大倍数Au。2、增大输入信号幅度，用示波器监视输出波形、交流毫伏表（改用示波器）测出最大不失真输出电压Uomax，并记录在下表中。测量时通常以饱和失真为准(当Q点位于中间时)。3、放大电路输出端接入负载电阻RL=2kΩ，保持函数信号发生器输出频率f＝1kHz、幅度为10mV的正弦波不变，测出此时的输出电压Uo（RL=2kΩ），将其值记录在下表中。然后根据公式计算电压放大倍数Au，并分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。4、增大输入信号幅度，用示波器监视输出波形、交流毫伏表（改用示波器）测出最大不失真输出电压Uomax，并记录在下表中。5、用示波器双踪观察Uo和Ui的波形，测出它们的大小和相位。并将波形画在同一坐标纸上（可用图片）。3、输入电阻和输出电阻的测量1、放大电路输入电阻的测量放大电路的输入电阻Ri可用电流电压法测量求得，调试电路如图所示。图中Rs为已知外接电阻，用交流毫伏表（改用示波器）分别测出Us和Ui，然后根据下式可求得放大电路的输入电阻Ri，即。2、放大电路输出电阻的测量放大电路的输出电阻Ro可通过测量放大电路输出端开路时的输出电压U’o（改用示波器），带上负载RL后的输出电压Uo（改用示波器），经计算求得。测试电路如图所示。由此可求得输出电阻为。4、放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量放大电路的通频带通常当电压增益下降到中频增益0.707倍时(按功率分贝数即下降3dB)所对应的上、下限频率用fH和fL表示，如图所示，则fH与fL之间的范围就称为放大电路的通频带宽度BW。即BW=fH-fL。测量方法在ICQ＝1.5mA，RL=2kΩ情况下，将频率为1kHz的正弦信号加在放大器的输入端，增大输入信号幅度，监视输出电压Uo仍保持不失真的正弦波。用交流毫伏表（改用示波器）测出此时输出电压值Uo。保持信号源输出信号幅度不变，改变信号源输出频率（增加或减小），当交流毫伏表（改用示波器）测出的输出电压值达到Uo×0.707值时，停止信号源频率的改变，此时信号源所对应的输出频率即为上限频率fH或下限频率fL。5、观察静态工作点对输出波形的影响在做最后一个实验之前，应一直保持静态工作点不变（ICQ＝1.5mA）。如果不小心调了电位器RW1，则应重新进行静态调试，然后再继续完成各个实验。在ICQ＝1.5mA，RL=2kΩ情况下，将频率为1kHz的正弦信号加在放大器的输入端，增大输入信号幅度，监视输出电压Uo仍保持不失真的正弦波。a)RW1的阻值调为最大，此时静态电流ICQ下降，用示波器观察输出波形是否出现失真、记录此时的波形，并测出相应的集电极静态电流。若失真不够明显，可适当增大Us。（可用图片）b)位器RW1的阻值调为最小，此时静态电流ICQ增大，观察输出波形失真的变化，记录此时的波形，并测出相应的集电极静态电流。（可用图片）根据上述两种情况下所观察到的波形，说明集电极偏置电流的大小对放大电路输出动态范围的影响。六、实验数据记录和处理1.静态工作点的调整和测量2、电压放大倍数的测量观察波形可以发现输出电压波形与输入电压波形的相位差半个周期。3、输入电阻和输出电阻的测量4、放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量当RL=∞时，记录输入信号频率f＝1kHz时的电压输出值，用示波器监视的幅值，保证输入电压幅值不变，如在测量过程中出现变化，需要及时调整Vi的幅值。增大Vi频率，使Vo下降到0.707Vo时，对应的信号频率为输出电压的上限频率fH；同理，减小Vi频率，使下Vo降到0.707Vo时，对应的信号频率为输出电压的下限频率fL。实验时，RL=2k，输入信号Vo=578.0mV，0.707Vo=408.7mV，Vi=9.668mV，在测量过程中，用示波器监测Vi幅值，同时配合调节其幅值和频率，至Vo近似等于408.7mV，得到：fL=137.1HZ；fH=152kHZ。5、观察静态工作点对输出波形的影响ICQ↓，静态工作点下移，Uo出现截止失真：ICQ↑，静态工作点上移，Uo出现饱和失真：最大不失真电压幅度约为220mV。七、实验结果与分析1、静态工作点的测量结果与理论差距不大，测量时也比较成功，没有遇到什么大的障碍。2、测得的在带负载和开路下的电压放大倍数Av虽与理论有所偏差仍可接受。3、在最后测静态工作点下以及在其他静态工作点下的最大不失真电压时，饱和失真临界在示波器上容易识别，可是截止失真的临界比较模糊，因此可能导致误差。4、测上下限频率时，要在调节频率的同时监控输入波形的幅值并保持其基本不变，因此所测得结果可能会偏差较大。八、心得体会通过本次实验，我熟悉了共射放大电路的设计方法、安装与调试技术，掌握放大器静态工作点的测量与调整方法，了解在不同偏置条件下静态工作点对放大器性能的影响，加深了对共射放大电路放大特性的理解，受益匪浅。并且通过示波器测了不同静态工作点时的输出电压波形，了解了电压波形的截止失真与饱和失真。虽然调波形时遇到了很多困难，但是都慢慢被我克服，在调试的过程中我进一步熟悉了示波器和函数信号发生器的使用。2015.04.09