模拟电子技术-硬件实验2-共射放大电路

实验8三极管共射极放大电路浙江大学电工电子教学中心蔡忠法实验目的学习共射放大电路的设计方法。掌握放大电路静态工作点的测量与调整方法。学习放大电路性能指标的测试方法。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。进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。实验器材示波器、信号发生器、晶体管毫伏表共射电路实验板实验准备阅读实验课件，明确实验内容。估算实验所需共射电路的静态工作点、电压放大倍数、输入和输出电阻、最大不失真输出电压。相关知识放大器最佳静态工作点：要使放大器不失真地放大，静态工作点必须选择合适。初选静态工作点时，可以选取直流负载线的中点，即

VCE＝1/2×VC

或IC＝1/2×ICS(ICS为集电极饱和电流，ICS≈VCC/Rc。)这样便可获得较大输出动态范围。当放大器输出端接有负载RL时，因交流负载线比直流负载线要陡，所以放大器动态范围要变小，如前图所示。当发射极接有电阻时，也会使信号动态范围变小。要得到最佳静态工作点，还要通过调试来确定，一般用调节偏置电阻的方法来调整静态工作点。实验电路图实验内容1.静态工作点的调整和测量2.电压放大倍数和最大输出电压的测量3.输入电阻和输出电阻的测量4.放大电路上限频率、下限频率的测量5.观察静态工作点对输出波形的影响研究1.静态工作点的调整和测量(1)对照电路原理图，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，先关闭直流稳压电源。(3)将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，放大电路处于工作状态。准备工作：静态工作点的调整：直接测电流不方便，一般采用电压测量法来换算电流。测电压时，要充分考虑到万用表直流电压档内阻对被测电路的影响。因此应通过测电阻Rc两端的压降VRc，然后计算出ICQ。若测出VCEQ＜0.5V，则说明三极管已饱和；若VCEQ≈+VCC，则说明三极管已截止。若VBEQ>2V，则说明三极管已被击穿。调节电位器，使Q点满足要求(ICQ＝1.5mA)。静态工作点的实验数据记录：实测值理论

估算值ICQ(mA)VCEQ(V)VBEQ(V)VBQ(V)测出共射电路的静态工作点，将测量值记录在表中，并与理论估算值相比较。注：估算时取电流放大倍数=100。2.电压放大倍数和最大输出电压的测量(1)测出RL=∞(开路)时的电压放大倍数Av。必须保持放大电路的静态工作点不变！从信号发生器输出1kHz的正弦波，作为放大电路的输入(Vi=10mV有效值）

。用示波器监视

输出波形，交

流毫伏表测出

有效值。信号发生器示波器监视波形毫伏表10mV(2)测出RL=∞(开路)时的最大不失真输出电压Vomax。逐渐增大输入信号幅度，直至输出达到最大。测量时通常以饱和失真为准(当Q点位于中间时)。用示波器监视输出波形，交流毫伏表测出有效值。(4)测出RL=2kΩ时的最大不失真输出电压Vomax。(3)测出RL=2kΩ时的电压放大倍数Av。分析接入负载对放大电路电压放大倍数的影响。(5)用示波器双踪观察vO和vI的波形，测出它们的幅值大小和相位，并将波形画在同一坐标纸上。测试条件实测值（有效值）实验结果理论值Vs(mV)Vi(mV)Vo(V)Vomax(V)AvVomax(峰值)AvVomax

(V)RL=∞RL=2k注：交流毫伏表测出的最大不失真输出电压是有效值，而理论估算出的最大不失真输出电压是峰值。因此需将实验测得的最大不失真输出电压转换为峰值，以便比较。实验数据记录：3.输入电阻和输出电阻的测量(1)测出放大电路的输入电阻Ri。放大电路的输入电阻可用电阻分压法来测量，图中R为已知阻值的外接电阻，分别测出Vs和Vi，则实验原理：实验步骤：按图接线，用示波器监视输出波形，用交流毫伏表测出Vs和Vi有效值。(2)测出放大电路的输出电阻Ro。放大电路的输出电阻可用增益改变法来测量，分别测出负载开路时的输出电压Vo'和带上负载RL后的输出电压Vo，则实验原理：按图接线，用示波器监视输出波形，用交流毫伏表分别测出空载和带载时的输出有效值。实验步骤：4.电路上限频率fH、下限频率fL的测量通频带：实验原理：(1)在ICQ＝1.5mA、RL=∞情况下，将频率为1kHz的正弦信号加在放大电路的输入端。增大输入信号幅度，用示波器监视输出电压仍然保持不失真，用交流毫伏表测出此时输出电压值Vo（Vo=1V）。(2)保持信号源信号幅度不变，改变信号源输出频率，当交流毫伏表测数的输出电压值达到Vo×0.707时，此时频率即为上限频率fH或下限频率fL。实验步骤：5.观察静态工作点对输出波形的影响静态工作点对输出电压波形的影响:ICQ↑，vo出现饱和失真，形状为“削顶”失真。ICQ↓，vo出现截止失真，形状为“缩顶”失真。ICQ正常，当加大输入信号时，vo同时出现饱和与截止失真。在ICQ＝1.5mA、RL=∞情况下，将频率为1kHz的正弦信号加在放大电路的输入端，用示波器监视输出电压。调节电位器(Rw1减小或Rw2增大)，使静态电流ICQ增大到足够大(如2.0mA)，记录集电极静态电流。逐渐增大输入信号，使输出波形出现明显的失真。记录此时的示波器波形，及最大输出电压幅度。实验步骤：(1)观察静态电流偏大时出现饱和失真减小输入信号，使输出波形回到正常的放大状态（无失真）。调节电位器(Rw1增大或Rw2减小)，使静态电流ICQ下降到足够小(如1.0mA)，记录集电极静态电流。逐渐增大输入信号，使输出波形出现明显的失真。记录此时的示波器波形，及最大输出电压幅度。(2)观察静态电流偏小时出现截止失真(1)记录两种情况下的输出波形、集电极静态电流。(2)根据上述两种情况下所观察到的波形，说明截止失真与饱和失真的形状有何区别。(3)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。实验数据记录与分析：实验注意事项1.在做最后一个实验之前，应一直保持静态工作点不变。如果不小心调了电位器，则应重新进行静态调试，然后再继续完成各个实验。2.在用交流毫伏表测量幅度时，应用示波器监视输出波形，以保证输出正弦波。思考与讨论在测试放大电路的输出电压幅度、输入电阻、输出电阻时，能否用示波器来测电压幅度？为什么选择交流毫伏表？既然交流毫伏表的精度高，为什么测静态工作点选择万用表，而不是毫伏表？在调试静态工作电流ICQ时，能否用(模拟)万用表测集电极对地电位VC来间接地得到ICQ呢？数字万用表呢？在测量输入电阻时，为什么不能直接测Rs两端的压降？在测试Av、Ri和Ro时，怎样选择输入信号的大小和频率？在测上限和下限频率时，又如何选择输入信号的大小？为什么使输出电压为1V？实验报告实验目的、实验电路、有关仪器的接线图。整理实验数据，求出共射电路性能指标的实测值，并与理论估算值相比较，分析差异原因。记录示波器波形，注意相位关系。分析静态工作点对输出动态范围的影响。实验调试过程、实验体会及收获。下次实验：