电子技术实验

实验九 单管交流电压放大电路

一、实验目的

1．学习放大器静态工作点的调试方法以及电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量方法。

2．观察改变放大器某些元件参数对静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。 3．学习示波器、信号发生器、交流毫伏表等常用仪器的使用方法。

二、实验原理

图9.1为常用的单管共射极放大电路。其偏置电路采用了RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极上接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加上输入信号ui后，在其输出端便可得到一个与ui相位相反、幅值增大了的输出信号uo，从而实现了电压放大。

图9.1 单管共射电压放大器 RB1 ui A R B C1 10μ RB2 24k RP 680K51k + Ucc（12V）

RC 5k1 T C2 Uo 10μ RL 5k1 uO 0 uO t

US 5k1 Ui 0 t ui RE1 100 RE2 1k8 CE 10μ 晶体管为非线性元件，要使放大器不产生非线性失真，就必须建立一个合适的静态工作点，使晶体管工作在放大区，如图9.2所示。Q点合适时，输入大小合适的信号，输出波形不失真。若IB过小，Q2点过低，晶体管进入截止区，输出波形产生截止失真；当 IB 过大， Q1点过高，则晶体管将进入饱和区，输出波形产生饱和失真，如图9.3所示。但要注意，即使Q点合适，若输入信号过大，则饱和截止失真会同时出现。

改变电路参数UCC、RC、RB1、RB2都会引起静态工作点的变化，通常多采用调节RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，可使静态工作点提高。

调整放大器到合适的静态工作点，加入输入信号ui。在输出电压不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值，则电压放大倍数Au = U o / U i 。

为了测量放大器的输入电阻，在图9.1所示电路的输入端与信号源之间串入一已知电阻

1

R，在放大器正常工作情况下，用交流毫伏表测出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得：

ri?UiUUi?i?R URUS?UiIiR在放大器正常工作情况下，用交流毫伏表测出放大器空载时的输出电压UO和接入负载后的输出电压UOL，则根据UOL?

t t 0 0 uCE Q2 IB2 IB 0 ib Q1 IB1 0 uCE 0 uCE t uo t 饱和失真

uo t 截止失真

iC ib t t (a)

iB ? ?A Q1 Q Q2 t 0 iB ? ?A (ib(IB) t

(ic) (Ic) 0 0 t 0 UCE t (b)

图9.2 单管共射放大电路Q点合适的工作状态

?UO?RL??1RL。 UO，可得：ro????ro?RL?UOL?ic ? mA UCE/R Q1 Q 80 60 40 Q2 IB=20 UCC uCE ? V uCE ? V (u o)

80 60 40 20 0 0 UB uBE ? V (ui) 图9.3 单级共射放大电路中Q点偏高或偏低时失真的状态

三、实验仪器和设备

1. 双踪示波器 1台

2. 低频信号发生器 1台 3. 数字万用表 1块

2

4. 交流毫伏表 1台 5. 模拟电路实验箱 1台 6. 导线 若干

四、预习要求

1．共射放大电路的工作原理。

2．共射放大电路静态工作点的估算及测试，动态性能指标的计算及测试。 3．截止失真、饱和失真的原因、失真波形、消除失真常采用的办法。 4．示波器、信号发生器、交流毫伏表等常用仪器的使用方法（见附录）。

五、实验内容及步骤

1. 在模拟电路实验箱上找出相关的实验模块。按图9.1接线，直流电源 UCC = 12V，输入端短路（ui = 0）。

2．调整并测量静态工作点

调整电位器RP，同时用万用表的直流电压档测量VE ，使VE = 2.3V左右，然后测量VB、VC，将结果填入表9.1中。

3．测量放大电路的空载电压放大倍数

放大器空载，将低频信号发生器产生的10mV、1kHz正弦交流信号，送至放大器的输入端（B点）。用毫伏表测量输入电压Ui、输出电压Uo，计算空载电压放大倍数Ao = Uo / Ui ，用示波器观察输入信号和输出信号的波形，并将测量、观察的结果记入表9.1中。

4．测量放大电路的有载电压放大倍数

保持步骤3.的测试条件，给放大器接入负载RL = 5.1k。用毫伏表测量输入电压Ui、输出电压UoL，计算有载电压放大倍数AU = UoL / Ui ，用示波器观察输入信号和输出信号的波形，并将测量、观察的结果记入表9.1中。

5．测量放大电路的输入电阻（选做）

在放大器的输入端串接电阻R = 5.1k，将低频信号发生器的输出由B点移至A点。增大低频信号发生器的输出幅度，用毫伏表测量，使其保持Ui = 10mV，然后测量US，将结果记入表9.2中，根据ri?UiUUi?i?R，计算输入电阻。（注意：不能用毫伏表URUS?UiIiR直接测量UR，因为毫伏表的接“地端”必须和被测电路有共同的接“地”点。）

6．测量放大电路的输出电阻（选做）

3

O将步骤3.和步骤4.中测得的Uo、UoL，再记入表9.2中，根据ro???U?1??RL，计

?OL??U?算输出电阻。

7．观察改变静态工作点对输出波形的影响

放大器空载，输入信号保持10mV不变，增大和减小RP，用示波器观察输出波形的变化，用万用表分别测量对应的VB、VC、VE ，并将测量、观察的结果记入表9.1中。

表9.1 测量数据 电路状态 静态 RP合适 （空载） RP合适 动态 （有载） RP较大 （空载） RP较小 （空载） 表9.2

测输入电阻 Ui（mV） US（mV） ri（Ω） Uo（V） 测输出电阻 UoL（V） ro（Ω） 10 10 10 输入 U（ imV） 10 VB（V） VC（V） VE（V） 输出 Uo（V） AU 输出波形 六、实验报告要求

1．整理测试、计算数据，填入相应表格，并画出波形。 2．由实验结果分析放大器负载电阻RL对放大倍数的影响。 3．由实验结果分析静态工作点对输出波形失真的影响。

4

实验十 差分放大电路

一、实验目的

1．加深理解差分放大电路的工作原理。

2．掌握差分放大电路零点调整方法和静态工作点的测试方法。

3．掌握差分放大电路差模电压放大倍数和共模电压放大倍数的测量方法。

二、实验原理

如图10.1所示的差分放大电路是由两个元器件参数相同的基本共射极放大电路组成的，具有放大差模信号、抑制共模信号的作用。调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui = 0时，双端输出电压Uo = 0。R1、R2、RE、T3构成恒流源，可以抑制零点漂移，稳定静态工作点。其静态值可用下面公式估算：

IC3?IE3 Ui1 Ui2

R2(UCC?UEE)?UBER?R21?1 ， IC1?IC2?IC3

RE2RC B1 RB UC1 RC +UCC 12V 10k + Uo - T1 Rp 330 T2 10k UC2 B2 RB R1 510 510 62k T3 RE R2 3k 13k -UEE -12V 图10.1 差分放大电路 当输入差模信号时，差分放大电路对其具有放大作用。差模电压放大倍数Ad由输出方式决定，而与输入方式无关。

双端输出：Ad??Uo?RC?? ?UiRB?rbe?UC11?UC21?Ad ， Ad2???Ad ?Ui2?Ui25

单端输出：Ad1?

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