实验二 单级放大电路09.10.27
更新时间:2023-11-11 04:02:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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实验二 单级放大电路
一、实验目的
1. 学会测量和调试放大器的静态工作点。
2. 掌握测量放大器的电压放大倍数、输入和输出电阻的方法。 3. 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 1. 双踪示波器
2. 函数信号发生器 3. 交流毫伏表
4. 电子线路实验学习机一台 5. 数字万用电表
三、预习要求
1. 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。 1. 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ui?0)时,
UCEQ、UBEQ)这时三极管各电极的直流电压和电流的数值(IBQ、ICQ、。
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RP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ICQ和UCEQ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UCEQ?0.5V,则说明三极管进入饱和状态;如果UCEQ?VCC,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。 2. 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: 实验值Au?uUo或Au?op?p; Uiuip?p??RLrbe理论值Au??其中rbe,
26(mV)??Rc//RL。 (?),RLIEQ(mA)?300?(1??)(2)输入电阻ri的测量
ri?uiR, us?ui
函数信号发生器理论值ri?RB1//RB2//rbe
Rusiiui放大器roriUoRL
图3-3-1 输入电阻、输出电阻测量原理
稳压电源+-放大电路板毫伏表函数信号发生器示波器
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)RL UL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。
+VCCIB151k12VRC5.1kRB1RpC2+10uIC680kuoC1uiUBIB+24k+10uUBEUE-100?RL5.1k+RB2IERE1.8kCE
10u图3-3-4 单级放大器
五、内容与步骤
1. 按图3-3-4连接电路,
2. 静态调整:ui?0,调整RP,使UCE?VCC/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。
3. 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、用UT56数字万用表测量R值(注Ui,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 /V /V /V 静态工作点 动态量 UC UE UB IB IC RP UCE Ui Uo Au /V /mV /V 10 /μA /mA /K RP为合适 UCE?VCC/2 RL 5.1K 表3-3-2 输入电阻和输出电阻的测量 Us/mV Ui/mV R/ KΩ 5.1 ri/KΩ 测量值 计算值 UL/V Uo/V RL/ KΩ 5.1 ro/KΩ 测量值 计算值 六、注意事项
1.
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
锁紧,松开时向上反向旋转即可拔出,不可直拉导线。
2. 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。) 3. 所有仪器和实验电路都必须“共地”。
4. 测量RP电阻值时,要切断电源并断开RP的一根导线。 5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。 9. 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
1. 2.
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
1. 为什么所有仪器“共地”?(简答)
2. 测量放大器性能指标Au、ri、ro时,为什么不用万用表测量? 3. 分别增大或减少电阻RB1、RC、RL、RE、及电源电压VCC,对放大器的静态工作点及性能指标有何影响?为什么?
4. 不用示波器观察输出波形,仅用毫伏表测量放大电路的输出电压uo,是否有意义
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