电工实验指导下册

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1、实验六 单级放大电路静态参数的测试 一、实验目的 1. 熟悉模拟电子技术实验箱的结构，学习电子线路的搭接方法。 2. 学习测量和调整放大电路的静态工作 点，观察静态工作点设置对输出波形的影响。 二、实验设备 1. 低频信号发生器 SG1026 1台 2. 双踪示波器 SS7802或COS5020BF 1台 3. 万用表 VC9802A 1块 三、实验原理 图6-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻 RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号 ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反，幅值被

2、放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。 图6-1 共射极单管放大器实验电路 在图6-1电路中，旁路电容CE 是使RE对交流短路，而不致于影响放大倍数，耦合电容C1和 C2 起隔直和传递交流的作用。当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB时（一般510倍），则它的静态工作点可用下式估算 CCB2B1B1BURRRU+ CEBEBEIRUUI UCEUCCIC（RCRE） 电压放大倍数 beLCVrRRA/ = 输入电阻 RiRB1 / RB2 / rbe输出电阻 RORC由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测

3、量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号 ui0 的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位

4、UB、UC和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压 UE或UC，然后算出 IC的方法，例如，只要测出UE，即可用 EEECRUII = 算出IC（也可根据CCCCCRUUI= ，由UC确定IC） ， 同时也能算出UBEUBUE，UCEUCUE。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2) 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或UCE）的调整与测试。 静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO的负半周将被削底，如图 6-2(a)所示；如工作点偏低则易产生

5、截止失真，即 uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显） ，如图6-2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压ui，检查输出电压uO的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 (a) (b) 图6-2 静态工作点对uO波形失真的影响 改变电路参数 UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图 6-3所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。 图6-3 电路参数对静态工作点的影响 最后还要说明的是，上面所说的工

6、作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。 四、实验内容 实验电路如图6-1所示。各电子仪器可按实验一中图6-1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。 1. 调试静态工作点 接通直流电源前，先将RW调至最大， 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通12V电源、

7、调节RW，使IC2.0mA（即UE 2.2V） ， 用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表6-1。 表6-1 IC 2mA 测 量 值 计 算 值 UB（V） UE（V） UC（V） RB2（K） UBE（V） UCE（V） IC（mA）2. 观察静态工作点对输出波形失真的影响 置RC2.4K，ui0，调节 RW使IC2.0mA，测出 UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。 然后保持输入信号不变，分别增大和减小 RW，使波形出现失真，绘出 u0的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表6-2中。 注意：每次测 IC和UCE值时都要将信号源的

8、输出旋钮旋至零。 表6-2 RC2.4K RL IC(mA) UCE(V) u0波形 失真情况 管子工作状态UC = UE = UCE= UC = UE = 2.0 UCE= UC = UE = UCE= 五、预习要求 1. 阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。 假设：3DG6 的100，RB1 20K，RB2 60K，RC 2.4K，RL 2.4K。 估算放大器的静态工作点，电压放大倍数AV，输入电阻Ri和输出电阻RO2. 能否用直流电压表直接测量晶体管的 UBE？ 为什么实验中要采用测 UB、UE，再间接算出UBE的方法？ 3. 怎样测量RB2阻值？ 4. 当调节偏置

9、电阻RB2，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降UCE怎样变化？ 六、实验报告要求 1. 认真做实验，记录实验数据。 2. 讨论并总结静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 实验七 整流滤波与稳压电路 一、实验目的 1熟悉单相半波、桥式整流电路结构及工作原理。 2了解电容滤波与形滤波的作用。 3学习三端集成稳压电路的使用方法。 4学习直流稳压电源的组成原理及测试方法。 二、实验仪器和设备 1. 数字万用表 1块 2. 双踪示波器 1台 3模拟电路实验箱 1台 4直流电流表 1块 5导线 若干 三、实验原理 直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成，如图

10、7.1 所示，它能将输入的 220V（50Hz ）交流电压变换为稳定的直流电压输出到负载上去。在这里，输入变压器不仅将输入的市电变换成整流电路适用的电压，而且还起到了将强、弱电隔离的作用，所以又称隔离变压器。 1. 整流：整流电路是利用二极管的单向导电性，将交流电变成单 向脉动的直流电。常用的单相整流电路分为半波整流和桥式整流。 单相半波整流的输出电压平均值 U0 = 0.45U2 ； 单相桥式整流的输出电压平均值 U0 = 0.9U2 。2滤波：整流电路将交流电压变换成脉动的直流电压，为将脉动电压的交流分量减小，通常加入滤波电路。常用的滤波电路有：电容滤波、电感滤波和型滤波。电容滤波电路简3

11、RLC1C2u2 220V 1 2 D1 D4 图 7.1 直流稳压电源电路 W7805D2 D3 Uo 单，滤波效果好，是一种应用最多的滤波电路。选择合适的电容滤波，其输出电压与变压器二次侧电压之间的关系如下。 单相半波整流电容滤波：U0 = U2 ； 单相桥式整流电容滤波：U0 = 1.2U2 ； 空载：U0 = 1.414 U2 。电容滤波的外特性较差，当电容 C 一定时，负载电阻 RL减小，会使时间常数减小，输出电压平均值 U0随之下降。 3稳压：稳压电路的种类很多，常用的稳压电路有稳压管稳压电路，串联稳压电路和集成稳压电路。三端集成稳压器使用简单，稳压效果好。常用的有 W7800 系

12、列（输出正电压）和 W7900 系列（输出负电压）。 四、实验内容及步骤 1单相半波整流滤波电路 （1）在实验箱上找到相应的实验模块，按图 7.2 接线。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量 U2、UO，并用示波器观察 u2、 uO的波形。将结果记入表 7.1。 （2）断开电源，按图 7.3 接入电容器。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量 U2、UO，并用示波器观察 u2、uO的波形。将结果记入表 7.1。 C 470 + uO RL u215V 220V 图 7.3 单相半波整流电容滤波电路uO RL u215V 220V 图 7.2 单相半波整流电路2单相桥式整流滤波电路 （1）按图

13、 7.4 接线。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量 U2、 UO，并用示波器观察 u2、 uO的波形。将结果记入表 7.1。 （2）断开电源，按图 7.5 接入电容器。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量 U2、UO，并用示波器观察 u2、uO的波形。将结果记入表 7.1。 （3）断开电源，按图 7.6 接成桥式整流 RC形滤波电路。检查无误后，接通电源。用万用表分别测量 U2、UO，并用示波器观察 u2、 uO的波形。将结果记入表 7.1。 D3 D4 D2 D1 u215V uO RL 220V 图 7.4 单相桥式整流电路C 470 + D1 D3 D4 D2 u215V uO R

14、L 220V 图 7.5 单相桥式整流电容滤波电路 R200 C2 470 +D3 D4 D2 D1 u215V uO RL 220V 图 7.5 单相桥式整流 RC形滤波电路C1 10 + 表 7.1 电路形式 U2（V ） UO（V ） （实测值） UO（V ）（计算值）RL（） IL（ mA） u2波形 uO波形 单相半波 无滤波 2k 单相半波 C 滤波 2k 单相桥式 无滤波 2k 单相桥式 C 滤波 2k 单相桥式 形滤波 2k 3. 集成稳压器测试（选做） 在实验箱上找到相应模块，按图 7.6 接线，在负载侧串入电流表。改变负载电阻 RL，测量输出电压、电流，填入表 7.2 中，

15、绘出外特性曲线。 表 7.2 输出电流（ mA） 0 40 60 80 100 输出电压（V ） 五、预习要求 1. 复习整流、滤波、稳压电路的工作原理。 2. 在单相桥式整流电路中，如果（1 ） D3断开，（ 2） D3被击穿短路，（ ） D3极性接反，试分别说明其后果如何？ 3. 滤波电容的大小对输出电压及波形有何影响？ 4三端集成稳压器选择 W7805 时，输出电压应为多少？ 六、实验报告要求 1整理数据，将实测值与理论计算值相比较，如有误差，分析其原因。 2桥式整流电路中，若其中任一二极管接反，会出现什么后果？若四个二极管全接反了，行不行？ 七、 注意事项 1. 变压器二次侧电压 U2为交流电压有效值，用万用表