实验一 BJT 单管共射电压放大电路实验报告自动化一班李振昌一、实验目的(1)掌握共射放大电路的基本调试方法2)掌握放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的基本分析方法(3)进一步熟练电子仪器的使用二、实验内容和原理仿真电路图静态工作点变化而引起的饱和失真与截止失真静态工作点的调整和测量:调节RW1,使Q点满足要求(ICQ=测量个点的静态电压值RL = g及RL = 2K时,电压放大倍数的测量:保持静态工作点不变!输入中频 段正弦波,示波器监视输出波形,交流毫伏表测出有效值RL = g时,最大不失真输出电压Vomax(有效值)$3V :增大输入信号幅度与调 节RW1,用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压Vomax 输入电阻和输出电阻的测量 : 采用分压法或半压法测量输入、输出电阻放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量:改变输入信号频率,下降到中频 段输出电压的倍观察静态工作点对输出波形的影响 : 饱和失真、截止失真、同时出现三、 主要仪器设备示波器、函数信号发生器、12V稳压源、万用表、实验电路板、三极管9013、 电位器、各种电阻及电容器若干等四、 操作方法和实验步骤准备工作:修改实验电路将K1用连接线短路(短接R7);RW2用连接线短路;在V1处插入NPN型三极管(9013);将RL接入到A为RL=2k,不接入为RL = g (开路)。
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 压确认输出电压为12V后,关闭直流稳压电源用导线将电路板的工作电源与 12V 直流稳压电源连接开启直流稳压电源此时,放大电路已处于工作状态实验步骤1. 测量并调整放大电路的静态工作点调节电位器RW1,使电路满足ICQ二为方便起见,测量ICQ时,一般采用测量电 阻Rc两端的压降VRc,然后根据ICQ二VRc/Rc计算出ICQ 测量晶体管共射极放大电路的静态工作点,用表格记录测量值与理论估算值2. 测量放大电路的电压放大倍数 Av保持静态工作点不变,放大电路S端输入频率约为1kHz、幅度约为30mV的 正弦波信号Vs接信号后测量RL开路,输出端接示波器,监视V波形,当波形无失真现象时,用交流毫伏表 分别测量 Vs、Vi、V 'o 电压值,将其值记录在下表中,并计算电压放大倍数 Av接入RL=2k,采用上述方法分别测量Vs、Vi、Vo电压值,将其值记录在下表中, 并计算 RL=2k 时的电压放大倍数 Av用示波器双踪观察Vo和Vi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3. 测量RL = g时的最大不失真输出电压Vomax测量方法:使RL = g,增大输入信号,同时调节RW1,改变静态工作点, 使波形Vo同时出现饱和与截止失真。
然后,逐步减小输入信号Vi,当无明显失 真时,测得最大不失真输出电压Vomax、输入电压Vimax、计算放大倍数Av并与 前项所测得的结果进行比较,两者数值应一致;断开输入信号Vi,依据静态工 作点的测量方法,测得 ICQmax 值4. 输入电阻和输出电阻的测量(1)放大电路的输入电阻Ri的测量放大电路的输入电阻Ri可用电阻分压法来测量,图中R为已知阻值的外接电 阻,用交流毫伏表分别测出Vs和Vi,则可计算出输入内阻若R为可变电阻,调节R的阻值,使Vi=1/2Vs,则Ri=R0这种方法称为半压法 测输入电阻2)放大电路的输出电阻Ro的测量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V ‘和接入负载RL后的输出电压Vo5•放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量通常当电压增益下降到中频增益倍时(即下降3dB)所对应的上下限频率用 fH和fL表示则fH与fL之间的范围就称为放大电路的通频带宽度BWo(1)在RL=s条件下,放大器输入端接入中频段正弦波,增大输入信号幅度, 监视输出电压Vo保持不失真用交流毫伏表测出此时输出电压值Vo;(2) 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 毫伏表测数的输出电压值达到VoX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fLo6.观察静态工作点对输出波形的影响在RL=-情况下,将频率为中频段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V。
保持最大不失真的正弦波(输出正弦波幅度尽量 大) 0(1)将电位器RW1的滑动端向下端调,可使静态电流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 (测量 集电极静态电流时,需要断开放大器的输入正弦信号 )0若失真不够明显,可适当增大输入信号2)将电位器RW1的滑动端向上端调,可使静态电流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 记录两种情况下的输出波形和相对应的集电极静态电流说明截止失真与饱 和失真的形状有何区别和集电极偏置电流的大小对放大电路输出动态范围的影 响四、实验内容(1)测量值计算值Ub(v)UE(V)UC(V)R (KB1Q)UBE(V)UCE(V)Ic(mA)计算值:U 二U-U 二 U 二U-U 二E ReBE B E CE C E(2)电压放大倍数测量在放大电路输入端加入频率为1KHZ,有效值为5mV的正弦信号口门同 时用示波器观察放大电路输出电压U在Uo波形不失真的条 件下,测量当Rl=q和开路时的©和U°值,计算电压放大倍数Au计算式:Av=V / Vi0(3)观测静态工作点对电压放大倍数的影响置Rc = 2Kq, rl = g, Vi适量,用示波器监视输出电压波形,在vo不失真的条件下,测量数组lc和Vo值,计入表中。
Rc = 2KqRL = 8 Vi =4)观察静态工作点对输出波形失真的影响置 Rc = 2KQ, R = 2KQ, vi = 0,调节 Rw 使得 Ic = 2mA,测出LIc值,再逐步增大输入信号,使输出电压V足够大但不失真然后 E保持输入信号不变,分别增大和减小Rw,使波形出现失真,绘出VO的波形,并测出失真情况下的Ic和Vce值,计入表中每次测Ic和和Vce值时都要将信号源的输出旋钮旋至零Rc = 2KQ R = 2KQ vi = 0L(5)测量最大不失真电压置Rc = 2KQ, R = 2KQ,按照实验原理(4)中所述方法,同时调L节输入信号的幅度和电位器Rw,用示波器和交流毫伏表测量Vopp和R = 2KQLV值,计入表中Ic mA)(Vim mV)(Vom V) (Vo(p p V p-pzRc = 2KQ6)测量输入电阻和输出电阻置 Rc = 2KQ, R = 2KQ,Ic = 2mA输入 f 二 1KHz 的正弦信号,L在输出电压vo不失真的情况下,用交流毫伏表测出Vs, Vi和V记L,入表中保持Vs不变,断开RL,测量输出电压vo,记入表中Vs(ViQRiV,Vov mv)((Ro (KQ))-K—LV(7)测量幅频特性曲线取Rc = 2KQ, Rl = 2KQ,lc = 2mA。
保持输入信号vi的幅度不变, 改变信号源频率f逐点测出相应的输出电压Vo,记入表中Vi =频特 率殊f1) (fKHzVo(V)/Vi Av=Vof2f3282047五、实验结论1•列表整理测量结果,并把实测的静态工作点、电压增益、输入电阻、 输出电阻之值与理论计算值比较,取一组数据进行比较,分析产生误 差的原因比较输入电阻:Ro (KQ)测量值计算值误差:()/ * 100% = %误差原因:(1)三极管参数的离散性引起的;(2) 在实验中并没有rbe,即估测时数值偏小;(3) 仪器测量数据浮动,可能造成偶然误差;2•总结Rc,Rl及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出 电阻的影响Rc越大,电压放大倍数越大、输入电阻不受影响、输出电阻越大Ri越大,电压放大倍数越小、输入电阻越小、输出电阻不受影响静态工作点中电流越大,电压放大倍数越大、输入电阻越小、输出电阻不受影响 但静态工作点太大或太小容易导致三极管进入饱和或截止。