线性电子线路试验.DOC

线性部分 实验一、单级低频放大器 一．实验目的 1.通过对单级晶体管低频放大器的工程估算，安装和调试。熟悉放大器的主要性能指标及其测量方法。 2.进一步掌握示波器，信号发生器，，电压表和晶体管直流稳压电源的使用方法。 二．实验原理 1.静态工作点和偏置电路形式的选择 放大器的基本任务是不失真地放大信号。要使放大器能够正常工作，必须设置合适的静态工作点Q。 为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应该选在输出特性曲线上交流负载线的中点。如图1-1所示。若工作点选地太高（如图1-2中Q2点），就会引起饱和失真；若选得太低（如图1-2中Q1点），就会产生截止失真。 对于小信号放大器而言，由于输出交流信号幅度很小，非线性失真不是主要问题，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，希望放大器耗电小，噪声低或输入阻抗高，Q点可选低一些；希望放大器增益高就要求Q点适当高一些，等等。 放大器的静态工作点电压和电流可由简单偏置电路（图1-3）和分压式偏置电路（图1-4）供给。简单偏置电路结构简单，但当环境温度或其它条件变化（例如更换管子）时，Q点将会明显地偏移，因此，本来不失真的输出波形就可能产生失真。而分压式偏置电路具有自动调节静态工作点的能力，所以当环境温度变化或者更换管子时，Q点能够基本保持不变，因而这种电路获得了广泛的应用。 2.分压式偏置电路的工程估算 对于如图1-4所示的小信号低频放大电路，若已知负载电阻，电源电压，集电极电流和晶体管的电流放大系数β，则偏置电路元件可按照下列经验公式进行估算，凡是按计算结果确定的各元件数值，一般应取标称值（查附录二）。然后在实验中必要时可适当修改电路元件的参数，进行调整。 （1）基极直流工作点电流 （2）分压器电流 （3）发射极电压取或取V （4）发射极电阻 （5）基极电压 式中，硅管的=0.7V,锗管的=0.2V （6）分压器电阻和 （7）集电极电阻 一定时，若增大，则将减小，输出信号的动态范围就随着减小；但若过小，对负载电阻的分流作用就过大，放大器的增益将明显减小。因此，一般取 3.低频放大器输入电阻的测量 放大器的输入电阻是向放大器输入端看进去的等效电阻，定义为输入电压和输入电流之比，即 测量的方法很多，这里简单介绍几种常用的方法。一种是电桥法，测量电路如图1-5所示，作为桥路的一个臂。当=时，若,则电桥平衡，电流计G知识为零，所以的阻值就是输入电阻值。 测量的另一种方法称为替代法，测量电路如图1-6所示。当开关K置“1”位时，测量①，②两端电压；K置于“2”位时，调节，使①，② 两端电压仍为原来的值，则的阻值即为输入电阻的值。 本实验采用另一种测量方法成为换算法，测量电路如图1-7所示。在信号源与放大器之间串入一个已知电阻R，只要分别测出和，则输入电阻为 测量时应注意以下三点： 由于两端没有接地点，而电压表一般测量的是对地的交流电压，所以，当测量两端的电压时，必须分别测量两端对地的电压和，并按下式求出值： 实际测量时，电阻的数值不宜取得过大，否则容易引入干扰；但也不宜过小，否则测量误差较大。通常取与为同一个数量级比较合适，本实验取为1kΩ. （2）测量之前，毫伏表应该校零，和最好用同一量程档进行测量。 （3）输出端应接上负载电阻，并用示波器监视输出波形。要求在波形不失真的条件下进行上述测量。 4.低频放大器输出电阻的测量 放大器的输出电阻是将输入电压源短路时从输出端向放大器看进去的等效内阻。和测量一样，本实验仍用换算法测量，测量电路如图1-8所示。 在放大器输入端加入一个固定信号电压分别测量负载断开和接上时输出电压、， 5.低频放大器幅频特性的测量 维持输入信号电压的幅度不变，改变输入信号频率，测量放大器的输出电压，计算对应于不同频率放大器的电压增益,便可得到放大器增益的幅频特性。通常将增益下降到中频增益的0.70倍时对应的上，下限频率用和之差就称为放大器的三分贝通频带，即 三．实验仪器 二踪示波器 1台 信号发生器 1台 晶体管毫伏表 1台 晶体管直流稳压电源 1台 三用表