实验参考资料二单级放大电路09.10.27

实验二 单级放大电路一、实验目的学会测量和调试放大器的静态工作点。掌握测量放大器的电压放大倍数、输入和输出电阻的方法。熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫（微）伏表、电子线路实验学习机等的使用方法。二、实验器材双踪示波器函数信号发生器交流毫伏表电子线路实验学习机一台数字万用电表三、预习要求搞清下列问题：1）什么叫静态工作点？用哪些量来描述，用哪些仪器来测量。2）如何调整、测量静态工作点？3）放大器的动态指标是指：信号的幅度和周期（频率）、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）、幅频特性曲线和通频带。如何测量？（在什么条作下，用什么仪器测量）4）测量IC有几种方法，并说明其优、缺点。5）根据所给电路参数，估算出电路的放大倍数Au，输入电阻ri,输出电阻ro。四、实验原理放大器的基本任务是不失真地放大信号，实现输入变化量对输出变化量的控制作用。要使放大器正常工作，除有保证放大器正常工作的电压外，还要有合适的静态工作点。静态工作点的测量与调试放大器的静态工作点是指放大器输入信号为零（即ui0）时，这时三极管各电极的直流电压和电流的数值（IBQ、ICQ、UCEQ、UBEQ）。当电路参数确定后，静态工作点主要通过偏置电阻 RP调整。若RP1ICQ和UCEQ调小，工作点升高，输出波形易产生饱和失真；若RP调大，工作点降低，输出波形容易产生截止失真，当输入信号过大时，输出波形会产生双向失真。一般地说，静态工作点应选择在输出特性曲线上交流负载线的中点。对于小信号放大器而言，若输出交流信号幅度较小，电压放大器的非线性失真将不是主要问题，因此Q点不一定选在交流负载线的中点，而是根据其他要求来选择。例如，希望放大器耗电省、噪声低，Q点可选低一些。静态工作的调整就是当测量得到的静态工作点 不合适，或通过示波器测得的输出波形出现饱和或截止失真时，调整基极偏置电阻值RP大小，使静态工作点处于合适位置。若测出UCEQ0.5V，则说明三极管进入饱和状态；如果UCEQVCC，则说明三极管工作在截止状态。这两种情况下的静态偏置都不能使电路正常工作，需要对静态工作点进行调整。动态指标测试放大器的动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、动态范围和频率特性等。（1）电压放大倍数Au的测量调整放大器得到合适的静态工作点， 然后在输入端加输入信号 ui，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫（微）伏表测出Ui和Uo的有效值（也可用示波器测出输入电压和输出电压的峰峰值）。则：Uo或Auuopp；实验值AuuipUip理论值AuRL，rbe其中rbe300(1)26(mV)()，RLRc//RL。IEQ(mA)（2）输入电阻ri的测量uiri R,us ui理论值ri RB1//RB2//rbeR放大器rousiiui函数信号发生ri器RLUo2图3-3-1 输入电阻、输出电阻测量原理稳压电源毫伏表+-放大函数信号电路板示波器发生器图3-3-2实验电路与各测试仪器的连接3）输出电阻ro的测量ro (Uo 1)RLUL理论值ro RC。注意！在RL接入和断开的测试中，必须保持输入信号大小不变，输出波形不失真。+VCCIB112VRC51k5.1kRB1C2uoICRp+680kC110uIBUBui+UERL+10uUBE-5.1k100RB2+24kIERECE10u1.8k图3-3-4 单级放大器五、内容与步骤3按图3-3-4连接电路，2. 静态调整：ui0，调整RP，使UCEVCC/2，用UT56数字万用表直流电压“20V”档测量UB、UC、UE，（注意！指对地电压）用UT56数字万用表测量RP（注意！要切断电源并断开RP的一根导线）、IB、IC值，记入表3-3-1中。动态性能测试（1）RP不变，使UCE VCC/2。输入电压ui=10mV(精确测量)①当RL= 时，测量UO、Ui，记入表3-3-1中。②当RL=5.1k时，测量UO、Ui，记入表3-3-1中。③当RL=1.5k时，测量UO、Ui，记入表3-3-1中。2）用示波器观察输入和输出信号的相位关系3）测量放大器的输入电阻在输入端与信号源之间串联电阻 R，RC=5.1k，RL=5.1k，f=10kHz，在输出不失真的情况下，用交流毫伏表测量Us、Ui，用UT56数字万用表测量R值（注意！要切断电源并断开R的一根导线）。（4）测量放大器的输出电阻保持ui不变，f=10kHz，在输出电压不失真的情况下，用交流毫伏表测量断开RL时的输出电压uo及接上RL时的输出电压UL。（注意！两次测量时 ui应保持相等，且大小合适，保证在接入和断开RL，输出信号不失真，RL与Ro为同数量级电阻。）表3-3-1静态工作点及动态量的测量给定条件静态工作点动态量UCUEUBIBICRPUCEUiUoAu/V/V/V/μA/mA/K/V/mV/VRP为合适RL5.1K10UCEVCC/2表3-3-2输入电阻和输出电阻的测量Us/mVUi/mVR/Kri/KΩUL/VUo/VRL/ro/KΩΩ测量值计算值KΩ测量值计算值5.15.1六、注意事项连接线：连线插头可叠插使用，插入时向下并顺时针旋转即可4锁紧，松开时向上反向旋转即可拔出，不可直拉导线。在切断电源的状态下，连线、拆线。连线必须注意电源极性。（红色线接电源的正极，黑色线接地。）所有仪器和实验电路都必须“共地”。测量RP电阻值时，要切断电源并断开RP的一根导线。使用示波器进行测量时，Y通道“垂直微调”(VARIABLE)旋钮顺时针旋到底，“扫描微调”(VARIABLE)旋钮顺时针旋到底。实验结束后，所有仪器的电源开关置“关”，探头、电源线都不要拔下。测量输入电阻、输出电阻时，Ui应保持相等，且大小适当，保证在测量时输出波形不失真。函数信号发生器“衰减”换挡时，先使输出幅度调节旋钮（AMP）归零后，然后慢慢调节到所需要的值。数字万用表的使用注意事项1）选择功能（V、A、Ω）、量程。2）表笔插孔位置：黑笔插入“COM”插孔，红表笔插入所对应功能（V、A、Ω）。3）测量电流（表笔插孔位置为“COM”、“A”）时，表笔必须串联在被测电路中（即拔掉一根线）。4）用毕，关掉电源并把旋钮开关置于最高电压挡。5）测量时严禁换挡。七、实验报告完成所有实验内容的记录和计算，简述相应的结论。回答思考题。八、思考题