实验1 单级大电路.docVIP

实验1 单级放大电路 实验目的 学习使用电子仪器测量电路参数的方法。 学习共射放大电路静态工作点的调整方法。 研究共射放大电路动态特性与信号源内阻、负载阻抗、输入信号幅值大小的关系。 实验仪器 示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。 预习内容 三极管及共射放大器的工作原理。 阅读实验内容。 实验内容 实验电路为共射极放大器，常用于放大电压。由于采用了自动稳定静态工作点的分压式偏置电路（引入了射极直流电流串联负反馈），所以温度稳定性较好。 联接电路 用万用表判断实验箱上的三极管的极性和好坏。由于三极管已焊在实验电路板上，无法用万用表的hEF档测量。改用万用表测量二极管档测量。对NPN三极管，用正表笔接基极，用负表笔分别接射极和集电极，万用表应显示PN结导通；再用负表笔接基极，用正表笔分别接射极和集电极，万用表应显示PN结截止。这说明该三极管是好的。用万用表判断实验箱上电解电容的极性和好坏。对于10μF电解电容，可选择200kΩ电阻测量档，用万用表的负极接电解电容的负极，用万用表的正极接电解电容的正极，万用表的电阻示数将不断增加，直到超过示数的范围。这说明该电解电容是好的。 ⑵ 按图1.1联接电路。 ⑶ 接通实验箱交流电源，用万用表测量直流12V电源电压是否正常。若正常，则将12V电源接至图1.1的Vcc。 图1.1 共射极放大电路 图1.1 共射极放大电路 ⑷ 测量电阻RC的阻值。将Vi端接地。改变RP（有案可查2 2kΩ、100kΩ、680kΩ三个可变电阻可选择），测量集电极电压VC，求 IC=(VCC－VC)/RC分别为0.5mA、1mA、1.5mA时三极管的β值。建议使用以下方法。 （1-1） 请注意，电路断电、电阻从电路中开路后才能用万用表测量电阻值。本实验用测电阻值、电压值来计算电流值，而不是直接测量电流，是因为本实验电路的电流较小，测量电流的测量误差较测量电压、电阻的误差大。同时还因为测量电流时万用表的内阻趋于零，使用不当很可能损坏万用表。 Vcc=11.992 V 表1.1测量β值 测量值 计算值 0.5 9.442 1.5821 147.436 4.685 106.72 1 6.892 2.5657 82.236 7.72 138.89 1.5 4.342 3.5445 52.950 11.85 126.58 图1.2 三极管输出特性示意图1.2是示意图。它示意iC并不严格等于βiB， 图1.2 三极管输出特性示意 只是近似等于βiB；或者说β并不是一个常数。通常， β随iB增大而增大。 对于一个三极管，β随iB的变化越小越好。用图 解法表示共发射极放大器放大小信号的原理可知，β 随iB变化而变化是正弦波小信号经共发射极放大器放 大后产生非线性谐波失真的原因。若表1.1中β的数 值较接近，则表1.6中的非线性谐波失真应较小。使 用不同实验箱的同学之间可验证上述分析。由此可见， 在制作小信号放大器时，若要求其非线性谐波失真尽可能小，则应挑选β值随iB变化而变化尽可能小的三极管。 2) 调整静态 电压放大器的主要任务是使失真尽可能小地放大电压信号。为了使输出电压失真尽可能小，一般地说，静态工作点Q应选择在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选得太高，放大器在加入交流信号后容易引起饱和失真；若选得太低，容易引起截止失真。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点不一定要选在交流负载线的中点，而可根据其他要求来选择。例如，希望放大器耗电省、噪声低，或输入阻抗高，Q点可选得低一些。 将Vi端接地。调整RP，使VC=6V，测量计算并填写表1.2，绘制直流负载线，估算静态工作点和放大电路的动态范围；分析发射极直流偏置对放大器动态范围的影响。 表1.2 调整静态 测量值 测量计算值 69.612 2.9150 2.2551 8.936 1.175 131.49 3) 动态特性分析 保持上述静态不变，做以下动态测量。 在本实验电路中，在交流信号输入端有一个由R1、R2组成的1/101的分压器。这是因为，信号源是有源仪器，当其输出电压较小时，其输出的信噪比随输出信号的减小而降低，所以输出信号电压幅值有下限。例如，目前使用的Agilent33210A数字式信号源输出正弦电压的最小幅值为50mV。若直接将其作为输入，本实验用的放大器将严重限幅。电阻是无源元件，而且阻值较小，由分压器增加的噪声甚少。所以用电阻分压器得到信噪比较高的小信号。 若要对放大倍数做精确测量，也常用电阻做输入分压器。具体的做法和原因可试述如下。若要求放大器的放大倍数为A V，用电阻做1/AV的分压器，信号源输出电压可为几百mV，调整放大器的参数，使