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文档简介
第二章放大器基础2.1共发射极基本放大电路2.2放大电路的分析方法2.3静态工作点的稳定2.4放大器的三种基本接法2.5多级放大器2.6差分放大电路和集成运算放大器2.1共发射极基本放大电路2.1.1放大电路概述(1)放大器是电子设备中最重要的基本单元电路;(2)放大器的作用:把输入信号不失真地放大;(3)放大器的组成:(4)放大器的分类:按信号频率高低可分:低频放大电器、中频放大器、高频放大器和直流放大器;按用途不同可分:电压放大器、电流放大器和功率放大器;按信号强弱可分为小信号放大器和大信号放大器。1.放大器的作用、组成及分类
(5)放大电路的主要性能指标1)、电压放大倍数:
Au=uo/ui
2)、输入电阻Ri:Ri=ui/ii3)、输出电Ro:Ro=uo/io
共射极放大电路(1)晶体管V的作用
它是放大器的核心,起电流控制作用,可将微小的基极电流变化量转换成较大的集电极电流变化量。2.1.1、基本放大电路的组成1.元件的作用uiuoRb+VCCRcC1C2iBiCiEVT++++__2.1共发射极基本放大电路(2)集电极电源UCC作用
共射极放大电路集电极电源Vcc作用,是为电路提供能量,并保证集电结反偏。即:为电路提供必须的工作电压
uiuoRb+VCCRcC1C2iBiCiEVT++++__2.1.1基本放大电路的组成(3)集电极负载电阻Rc作用
共射极放大电路
集电极电阻Rc的作用是将集电极电流变化量变换成集电极电压的变化量。uiuoRb+VCCRcC1C2iBiCiEVT++++__2.2.1基本放大电路的组成(4)基极偏置电阻Rb的作用
共射极放大电路基极电阻Rb能提供适当的静态工作点。并保证发射结正偏。uiuoRb+VCCRcC1C2iBiCiEVT++++__2.2.1基本放大电路的组成(5)耦合电容C1和C2作用1)隔直流隔离输入.输出与电路的直流通道。2)通交流能使交流信号顺利通过。
共射极放大电路uiuoRb+VCCRcC1C2iBiCiEVT++++__2.2.1基本放大电路的组成直、流通路和交流通路
因电容对交、直流的作用不同。在放大电路中如果电容的容量足够大,可以认为它对交流分量不起作用,即对交流短路。而对直流可以看成开路。这样,交直流所走的通路是不同的。直流通路:无信号时电流(直流电流)的通路,用来计算静态工作点。交流通路:有信号时交流分量(变化量)的通路,用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。1.静态工作点——ui=0时电路的工作状态ui=0时ICIEIB+UBE-+UCE--u+VTR2LboCRCu1+R+CC-.iVc2.1.2
、基本放大电路的工作原理一、静态工作点的作用由于(IB,UBE)和(IC,UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点,所以称为静态工作点。iBuBEQIBUBEQUCEICiCuCEIB为什么要设置静态工作点?放大电路建立正确的静态工作点,是为了使三极管工作在线性区,以保证信号不失真地加以放大。UBEIBICUCE无输入信号(ui
=0)时:
uo
=0uBE
=UBEuCE
=UCE+VCCRbRcC1C2VT++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtO2.1.2
、基本放大电路的工作原理1、放大电路的静态分析iCuCEOiBuBEO结论:(1)无输入信号电压时,三极管各电极都是恒定的电压和电流:IB、UBE和
IC、UCE
。
(IB、UBE)
和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点,称为静态工作点。QIBUBEQUCEICUBEIB无输入信号(ui
=0)时:
uo
=0uBE
=UBEuCE
=UCE?有输入信号(ui
≠0)时
uCE
=UCC-iC
RC
uo
0uBE
=UBE+uiuCE
=UCE+uoIC+VCCRbRcC1C2VT++ui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiEuBEtOiBtOiCtOuCEtOuitOUCEuotO2、放大电路的动态分析结论:(2)加上输入信号电压后,各电极电流和电压的大小均发生了变化,都在直流量的基础上叠加了一个交流量,但方向始终不变。+集电极电流直流分量交流分量动态分析iCtOiCtICOiCticO静态分析结论:(3)若参数选取得当,输出电压可比输入电压大,即电路具有电压放大作用。(4)输出电压与输入电压在相位上相差180°,即共发射极电路具有反相作用。uitOuotO实现放大的条件(1)晶体管必须工作在放大区。发射结正偏,集电结反偏。(2)正确设置静态工作点,使晶体管工作于放大区。(3)输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。(4)输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压,经电容耦合只输出交流信号。总结:(1)基本放大电路的组成(2)电路中各元件的作用(3)电路的静态工作点的作用与交流放大作用课堂练习:1、画出由PNP型管接成的共发射极放大器,并标出静态电流方向和静态管压降UCEQ的极性。VCC+2、课外练习布置A、一个单管共发射极放大器哪些基本元件组成?各元件的作用是什么?B、什么是放大器静态的工作点?为什么要设置静态工作点?例:画出下图放大电路的直流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点Q(IB
、IC
、UCE)对直流信号电容C可看作开路(即将电容断开)断开断开+VCCRbRcVT++–UBEUCE–ICIBIE+VCCRSesRbRcC1C2VT+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE(1)用估算法确定静态值1.直流通路估算IB根据电流放大作用2.由直流通路估算UCE、IC当UBE<<UCC时,+VCCRBRCVT++–UBEUCE–ICIB由KVL:VCC=IBRb+
UBE由KVL:VCC=ICRc+
UCE所以UCE=VCC–
ICRc
2.静态工作点的估算例1:用估算法计算静态工作点。已知:VCC=12V,Rc=4k
,Rb=300k,
=37.5。解:注意:电路中IB
和IC
的数量级不同+VCCRbRbVT++–UBEUCE–ICIB例2:用估算法计算图示电路的静态工作点。
由例1、例2可知,当电路不同时,计算静态值的公式也不同。由KVL可得:由KVL可得:IE+VCCRbRcVT++–UBEUCE–ICIBRe(2)用图解法分析放大器的静态工作点用作图的方法确定静态值步骤:
1.用估算法确定IB优点:
能直观地分析和了解静态值的变化对放大电路的影响。2.由输出特性确定IC
和UCEUCE
=UCC–ICRC+VCCRbRcVT++–UBEUCE–ICIB直流负载线方程
直流负载线斜率ICQUCEQVCCUCE
=UCC–ICRCuCE
/ViC/mA直流负载线Q由IB确定的那条输出特性与直流负载线的交点就是Q点OiBuBEQuiibic1.交流放大原理(设输出空载)假设在静态工作点的基础上,输入一微小的正弦信号uiib静态工作点2.2.3放大电路的动态分析iCiCEuce注意:uce与ui反相!uiiBiCuCEuo各点波形uo比ui幅度放大且相位相反1+2CRcCVRCCb结论:(1)放大电路中的信号是交直流共存,可表示成:虽然交流量可正负变化,但瞬时量方向始终不变(2)输出uo与输入ui相比,幅度被放大了,频率不变,但相位相反。uituBEtiBtiCtuCEtuotRBRCuiuORLRSes++–+––对交流信号XC0,C可看作短路。忽略电源的内阻,电源的端电压恒定,直流电源对交流可看作短路。短路短路对地短路交流通路
用来计算电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。+VCCRSesRbRcC1C2VT+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiE(2)用图解法分析放大器的静态工作点(1)交流通路——分析动态工作情况(2)交流负载线输出端接入负载RL:不影响Q,影响动态!+++CVT1CCRbVL+uoR-u+-i2CcR交流负载线ic其中:uce=-ic(Rc//RL)
=-ic
RL+++R--uoVTuRbRLic+交流量ic和uce有如下关系:即:交流负载线的斜率:uce=-ic(Rc//RL)=-ic
RL或ic=(-1/RL)uce交流负载线的作法:①斜率为-1/R'L。(R'L=
RL∥Rc
)②经过Q点。
交流负载线的作法:iCiCEVCCQIB交流负载线直流负载线①斜率为-1/R'L。(R'L=
RL∥Rc
)②经过Q点。
注意:(1)交流负载线是有交流输入信号时工作点的运动轨迹。
(2)空载时,交流负载线与直流负载线重合。iCuCEuo可输出的最大不失真信号(1)合适的静态工作点ib(3)静态工作点对波形的影响iCuCEuo(2)Q点过低→信号进入截止区称为截止失真信号波形iCuCEuo(3)Q点过高→信号进入饱和区称为饱和失真信号波形截止失真和饱和失真统称“非线性失真”iBUBE
当输入信号很小时,在静态工作点Q附近的工作段可认为是直线。对输入的小交流信号而言,三极管相当于电阻rbe,表示输入特性。
UBE
IB(1)晶体管的微变等效电路(a)输入特性曲线Q3.用微变等效电路法求放大器的动态参数
思路:将非线性的三极管等效成一个线性电路
式中,rbb′
:晶体管基区电阻;IE:发射极电流的静态值;β:晶体管的放大倍数;rbe:输入电阻,其值一般为几百欧到几千欧(动态电阻)。返回iCuCE
输出端相当于一个受ib控制的电流源。
输出端还等效并联一个大电阻rce。(b)输出特性曲线在线性工作区是一族平行直线。ibiCiCuCE
iC
uCE
在小信号的条件下,
rce也是一个常数。阻值很高,约为几十到几百kΩ。在后面微变等效电路中,可忽略不计。输出电阻rceube
ibibicicubeibuce+-+-bceucerbe
rce+-+-cb先将交流通道中的三极管用微变等效电路代替。(a)三极管的微变等效电路(2)放大电路的微变等效电路ibicicbceib
ib晶体三极管微变等效电路ube+-uce+-ube+-uce+-rbebec
晶体管的b、e之间可用rbe等效代替。
晶体管的c、e之间可用一受控电流源ic=
ib等效代替。(2)放大电路的微变等效电路(a)三极管的微变等效电路(b)放大电路的微变等效电路
将交流通路中的晶体管用晶体管微变等效电路代替即可得放大电路的微变等效电路。ibiceSrbe
ibRbRcRLebcui+-uo+-+-RSii交流通路微变等效电路RbRcuiuORL++--RSeS+-ibicbceii式中故放大电路的电压放大倍数输出端开路时(3)电压放大倍数的计算以上图微变等效电路来计算。
显然负载电阻RL越小,放大倍数越低。Au还与β和rbe
有关。[解]已求得IC=1.5mA≈IERL’=RC∥RL=2kΩ(4)放大电路输入电阻的计算
放大电路对信号源来说,是一个负载,可用一个电阻等效代替,这个电阻是信号源的负载电阻,也就是放大电路的输入电阻Ri
,即输入电阻对交流而言是动态电阻。
电路的输入电阻越大,从信号源取得的电流越小,因此一般总是希望得到较大的输入电阻。rbeRbRcRLbib(5)放大电路输出电阻的计算
对于负载而言,放大电路相当于信号源(可以将它进行戴维宁定理等效),等效电路的内阻就是输出电阻,它也是动态电阻。(a)将信号源短路(ui=0)和输出端开路从输出端看进去的电阻。(b)将信号源短路(ui=0)保留受控源,输入端加电压(uo)以产生电流
Io。Ro≈RC
[解]放大电路对负载来说,是一信号源,可用等效电动势E0和内阻Ro表示。等效电源的内阻即为输出电阻。输出端开路时输出端接上负载电阻时由上列两式可得出本例中2kΩ
已知Uo=4V,RL=6kΩ,UoL=3V,求放大电路的输出电阻。放大电路同上图。例题定义:当信号源有内阻时:由图知:所以:例共射放大电路如图所示。设:VCC=12V,Rb=300kΩ,Rc=3kΩ,RL=3kΩ三极管的b
=60。1、试求电路的静态工作点Q。解:+++CVT1CCRbVL+uoR-u+-i2CcR2、估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻Ro。解:画微变等效电路Ri=rbe//Rb≈rbe=993ΩRo=Rc=3kΩ--++.cuLoibii.ibeRrβcbiiRubR+++CVT1CCRbVL+uoR-u+-i2CcR
3.若输出电压的波形出现如下失真,是截止还是饱和失真?应调节哪个元件?如何调节?解:为截止失真。应减小Rb。+++CVT1CCRbVL+uoR-u+-i2CcR对于前面的电路(固定偏置电路)而言,静态工作点由UBE、
和ICEO决定,这三个参数随温度而变化。Q变UBE
ICEO变T变IC变2.3放大器工作点的稳定2.3.1温度对工作点的影响2.3放大器工作点的稳定
合理设置静态工作点是保证放大电路正常工作的先决条件。但是放大电路的静态工作点常因外界条件的变化而发生变动。
前述的固定偏置放大电路,简单、容易调整,但在温度变化、三极管老化、电源电压波动等外部因素的影响下,将引起静态工作点的变动,严重时将使放大电路不能正常工作,其中影响最大的是温度的变化。
在固定偏置放大电路中,当温度升高时,UBE
、
、ICBO
。
上式表明,当UCC和
RB一定时,IC与UBE、
以及ICEO有关,而这三个参数随温度而变化。温度升高时,
IC将增加,使Q点沿负载线上移。2.3.1温度对工作点的影响iCuCEQ温度升高时,输出特性曲线上移Q´
固定偏置电路的工作点Q点是不稳定的,为此需要改进偏置电路。当温度升高使IC
增加时,能够自动减少IB,从而抑制Q点的变化,保持Q点基本稳定。结论:
当温度升高时,
IC将增加,使Q点沿负载线上移,容易使晶体管V进入饱和区造成饱和失真,甚至引起过热烧坏三极管。ORb1+VCCRcC1C2Rb2CeReRLuiuoI1I2IBVBUB不受温度变化的影响。2.3.2分压式稳定工作点偏置电路
(1)结构及工作原理Rb1+VCCRcC1C2Rb2CeReRLuiuoI1I2IB
RE越大,稳定性越好。但太大将使输出电压降低。一般取几百欧~几kΩ。ICIETUBEIBICUEICUBUERb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoI1I2IB
Ce将Re短路,Re对交流不起作用,放大倍数不受影响。(2)直流通道及静态工作点估算:IB=IC/
UCE=VCC-ICRc
-IEReIC
IE=UE/Re
=(UB-UBE)/Re
电容开路,画出直流通道+b2cReVRRRb1VCC交流通道Rb1RcRb2RLuiuobecibiciii2i1微变等效电路rbeRcRLRb1Rb2i1i2(3)动态性能分析微变等效电路及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的计算Ri=
Rb1//Rb2//rbeRo=
RcrbeRCRLRb1Rb2beci1i2RL=Rc//RL
将电容Ce断开路,画出电路的交流小信号等效电路Ce对电路的影响++++ebbcβiRiRRb1berRuoc+-LRi-+ub2RRiicbiii电压放大倍数:RL=Rc//RL++++ebcRiRReb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiiβib输入电阻:输出电阻:++++ebcRiRReb1berRuoC+-LRi-+ub2RRiicbiiioRβib无旁路电容CE有旁路电容CEAu减小分压式偏置电路Ri
提高Ro不变例1:
在图示放大电路中,已知VCC=12V,Rc=6kΩ,Re1=300Ω,Re2=2.7kΩ,Rb1=60kΩ,Rb2=20kΩ
RL=6kΩ,晶体管β=50,UBE=0.6V,试求:(1)静态工作点IB、IC及
UCE;(2)画出微变等效电路;(3)输入电阻Ri、Ro及Au。Rb1RcC1C2Rb2CeRe1RL++++VCCuiuo++––Re2解:(1)由直流通路求静态工作点。直流通路Rb1RcRb2Re1+VCCRe2+–UCEIEIBICVB(2)由微变等效电路求Au、ri
、
ro。微变等效电路rbeRbRcRLebc+-+-+-RSReesiiibiRbicβibuiuo2.4.1共集电极电路1.电路的组成及特点2.4共集电极放大电路与共基极放大电路Rb+VCCC1C2ReRLui+–uo+–++es+–RS
因对交流信号而言,集电极是输入与输出回路的公共端,所以是共集电极放大电路。因从发射极输出,所以称射极输出器。RB+UCCC1C2RERLui+–uo+–++es+–RS2.4共集电极放大电路与共基极放大电路2.4.1共集电极电路1.电路的组成及特点2.直流通路及静态工作点分析:IBIEUBEUCE3.动态分析(1)交流通道及微变等效电路+ebcβibRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR++-RuRVeuib-C1+CCoVRL2C+-RSSu(2)电压放大倍数:+ebcβibRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR(2)输入电阻+ebcβibRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR3、输出电阻+βibSbuRRberRbece+-iboR共集电极放大电路(射极输出器)的特点:1.电压放大倍数小于1,约等于1;2.输入电阻高;3.输出电阻低;4.输出与输入同相。射极输出器的应用主要利用它具有输入电阻高和输出电阻低的特点。1.因输入电阻高,它常被用在多级放大电路的第一级,可以提高输入电阻,减轻信号源负担。2.因输出电阻低,它常被用在多级放大电路的末级,可以降低输出电阻,提高带负载能力。3.利用Ri
大、Ro小以及Au
1的特点,也可将射极输出器放在放大电路的两级之间,起到阻抗匹配作用,这一级射极输出器称为缓冲级或中间隔离级。例1:.
在图示放大电路中,已知VCC=12V,Re=2kΩ,
Rb=200kΩ,RL=2kΩ,晶体管β=60,UBE=0.6V,信号源内阻RS=100Ω,试求:(1)
静态工作点IB、IE及UCE;(2)
画出微变等效电路;(3)
Au、Ri
和Ro。Rb+VCCC1C2ReRLui+–uo+–++es+–RS解:(1)由直流通路求静态工作点。直流通路+UCCRbRe+–UCE+–UBEIEIBIC(2)由微变等效电路求Au、Ri
、
Ro。rbeRbRLebc+-+-+-RSRe微变等效电路2.4.2共基极电路1.静态工作点直流通路:2.动态分析画出电路的交流小信号等效电路(1)电压放大倍数++ebcRiberi-+ueRiiceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcibβib(2)输入电阻(3)输出电阻3.三种组态的比较电压增益:输入电阻:输出电阻:共集共基共射2.5阻容耦合放大电路的频率特性
阻容耦合放大电路由于存在级间耦合电容、发射极旁路电容及三极管的结电容等,它们的容抗随频率变化,故当信号频率不同时,放大电路的输出电压相对于输入电压的幅值和相位都将发生变化。频率特性幅频特性:电压放大倍数的模|Au|与频率f
的关系相频特性:输出电压相对于输入电压的相位移
与频率f的关系通频带f|Au
|0.707|Auo
|fLfH|Auo
|幅频特性下限截止频率上限截止频率耦合、旁路电容造成。三极管结电容、
造成f–270°–180°–90°相频特性
O
在中频段
所以,在中频段可认为电容不影响交流信号的传送,放大电路的放大倍数与信号频率无关。(前面所讨论的放大倍数及输出电压相对于输入电压的相位移均是指中频段的)
三极管的极间电容和导线的分布电容很小,可认为它们的等效电容CO与负载并联。由于CO的电容量很小,它对中频段信号的容抗很大,可视作开路。
由于耦合电容和发射极旁路电容的容量较大,故对中频段信号的容抗很小,可视作短路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-
由于信号的频率较低,耦合电容和发射极旁路电容的容抗较大,其分压作用不能忽略。以至实际送到三极管输入端的电压
比输入信号
要小,故放大倍数降低,并使产生越前的相位移(相对于中频段)。
在低频段:
所以,在低频段放大倍数降低和相位移越前的主要原因是耦合电容和发射极旁路电容的影响。
CO的容抗比中频段还大,仍可视作开路。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RS+-C1C2
由于信号的频率较高,耦合电容和发射极旁路电容的容抗比中频段还小,仍可视作短路。
在高频段:
所以,在高频段放大倍数降低和相位移滞后的主要原因是三极管电流放大系数
、极间电容和导线的分布电容的影响。CO的容抗将减小,它与负载并联,使总负载阻抗减小,在高频时三极管的电流放大系数
也下降,因而使输出电压减小,电压放大倍数降低,并使产生滞后的相位移(相对于中频段)。rbeRBRCRLEBC+-+-+-RSCo2.6应用与实验2.6.1三极管工作状态的判别通过实测电路中三极管引脚对地电压可以初步判断出三极管的工作状态。1.对于NPN管,若测得UC>UB>UE,则该管满足放大状态的偏置。对于PNP管,若测得UC<UB<UE,则该管满足放大状态的偏置。2.若测得三极管的集电极对地电压UC接近电压VCC,则表明管子处于截止状态。3.若测得三极管的集电极对地电压UC接近0(硅管小于0.7V,锗管小于0.3V),则表明管子处于饱和状态。2.6.2常用电子仪器的使用实验一、实验目的(1)使学生熟悉低频信号发生器和电子电压表的用途及其主要技术性能。(2)学会正确使用低频信号发生器和毫伏表。二、实验原理常用电子仪器在实验电路中的相互关系2.用示波器测量电压测量电压主要采用标尺法,该方法是根据示波器屏幕前标尺的刻度和Y轴灵敏度选择旋钮所指刻度(屏幕上每格纵向的伏数为V/div)来计算。这种方法在测量前必须将Y轴的“增益微调”置于校准位置。在校准后,“增益微调”维持在校准位置不变。此时测得的峰—峰值为UP-P=ndiv×cV/div×10ndiv——电压峰—峰值所占屏幕的纵向格数;cV/div——Y轴灵敏度所对应的刻度值;10——10:1探头衰减倍数。如果不是10:1衰减探头则不乘10。
示波器在测量输入电压时,若Y轴输入采用AC耦合,则示波器仅反映交流成分;若采用DC耦合,则可用来测量直流电压和交、直流叠加信号。在测量直流电压或直流分量前,必须将Y轴输入耦合接地(⊥),将Y轴移位对准坐标零线(时基线),然后再测试。测直流电压时,读数值根据跳动格数计算;测直流分量时,读取值用交流分量中心线距时基线格数计算。3.用示波器测量时间
测量时间常用的方法也是标尺法。这种方法与测量电压时所用标尺法相似。根据被测信号波形要读取两点间的时间间隔在屏幕横向上所占格数,结合“扫描时间”旋钮所指刻度值(屏幕上横向每格的时间单位:ms,μs/div)来计算。在读取前必须将X轴的“扫描微调”置于校准位置,并用示波器本身产生的标准方波信号对“扫描时间”进行校准。校准后,“扫描微调”维持校准位置不再变动。正弦波的周期为T=mdiv×t/div其中:mdiv为正弦波一个周期在屏幕上横向所占格数;t/div为“扫描时间”旋钮所指刻度值。三、实验仪器低频信号发生器:一台(参考型号XD-2);电子电压表:一台(参考型号DA-16);万用表:一只。四、实验内容与步骤1.用低频信号源测试电子电压表和万用表的频率响应特性由于电子电压表和万用电表在测试不同频率的正弦波信号的电压时具有不同的频率响应,因此,给测试值带来一定误差。测试方法如下:将低频信号源的输出电压调到5V并保持不变,改变输出信号的频率,用电子电压表和万用电表测量相应的输出电压值,记录在表2-3中。信号频率(Hz)10501001k10k50k100k500k1M电子电压表读数(V)万用表读数(V)2.测试低频信号源在不同“输出衰减”挡时的输出电压测试方法是将低频信号源的频率调整到1kHz,并保持不变。先将“输出衰减”调到“0dB”,再调节“输出细调”,使输出电压达到5V,并保持不变。然后,逐挡改变输出衰减挡级,测低频信号源的输出电压,记录在表2-4中“输出衰减”dB值0102030405060708090电子电压表测试值(V)3.观察信号波形接通电源,在加入被测信号之前,首先应调节“辉度”、“聚焦”和“辅助聚焦”各旋钮,使屏幕上显示一条细而清晰的扫描基线。然后将被测信号接入示波器,调节有关旋钮,使屏幕上显示的正弦波幅度与波形个数较为合适,使被测信号的波形稳定地显示在屏幕上.4.用示波器测量信号电压表2-5电子电压表测量输出电压的结果信号发生器“输出衰减”旋钮所在位置(dB)010203040信号发生器表头指示为5V时的输出电压(V)示波器灵敏度选择开关所在挡位(V/div)峰—峰波形高度(格)峰—峰电压UP-P(V)电压有效值(V)电子电压表测得电压(V)5.用示波器测量信号周期表2-6示波器测量信号周期的结果信号频率f(kHz)1525501001000扫描时间旋钮位置(t/div)一周期所占水平格数信号周期T(μs)五、实验分析和总结(1)整理各项实验记录。(2)回答下列问题:①电子电压表测试交流信号的频率范围是否有限制?是否可用来测非正弦信号电压?②从实验结果分析万用表能否测量频率较高的交流电压?(3)用示波器观察波形时,要达到如下要求,应调节哪些旋钮?①波形清晰;②亮度适中;③波形稳定;④移动波形位置;⑤改变波形个数;⑥改变波形高度。2.6.3单管低频放大器实验一、实验目的(1)通过对单管低频放大器的工程估算和调试,熟悉放大器的主要性能指标。(2)掌握静态工作点的测量和调试方法。(3)掌握放大器电压放大倍数、输入电阻和输出电阻的测试方法。(4)研究静态工作点对输出波形失真和电压放大倍数的影响。二、实验原理1.实验电路2.基本原理(1)放大器静态工作点的测量与调试1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,应在输入信号ui=0的情况下进行,即将放大器输入端与地短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC、UE。一般实验中,为了避免断开集电极,采用测量UE
或UC,然后算出IC
的方法。例如,只要测出UE,即可用:算出IC,同时也能算出UBE
=U
B-UE,UCE=UC-UE。2)静态工作点的调试
改变电路参数UCC、RC、R
b(R
b1
、R
b2
)都会引起静态工作点的变化。通常多采用调节偏置电阻Rb1(电路中的RP)的方法来改变静态工作点。(2)电压放大倍数Au的测量。调整放大器到合适的静态工作点,然后加入输入电压ui,在输出电压uo
不失真的情况下,用交流毫伏表测出ui
和uo
的有效值Ui
和Uo,则(3)输入电阻Ri
的测量。为了测量放大器的输入电阻,按如图2.23所示电路,在被测放大器的输入端与信号源之间串入一个已知电阻R,在放大器正常工作的情况下,用交流毫伏表测出US
和Ui,根据输入电阻的定义可得图2.23输入、输出电阻测量电路(3)输出电阻Ro的测量按图2.23电路,在放大器正常工作的条件下,测出输出端不接负载RL
的输出电压Uo和接入负载后的输出电压UL,根据:即可求出Ro。在测试时,要保证RL
接入前后输入信号的大小不变。(4)最大不失真输出电压Uopp
的测量为了得到最大动态范围,应将静态工作点调在交流负载线的中点。在放大器正常工作,逐步增大输入信号的幅度,并同时调节RP,用示波器观察uo,当输出波形同时出现削底和削顶现象时,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,且无明显失真时,由示波器直接读出Uopp
来,或用毫伏表测出Uo,则动态范围等于三、实验仪器和器材电子电压表:一台;示波器:一台;稳压电源:一台;万用表:一只;实验电路板:一块。四、实验内容与步骤1.调试静态工作点(1)按ICQ=1mA调整(调节RP,用万用表测量Rc两端的电压,使=ICQRc),测试三极管各点电位,并计算电压,将数据填入表2-7中。(2)按最大不失真
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