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1、中国计量学院电工电子实验中心电子版实验报告实验课程： 电路电子实验 实验日期： 2009-10-14 实验项目： 单管放大电路的研究 班级： 07 电气 2 学号： 0700103208 姓名：汪丹英 一、实验目的1.了解基本放大电路的静态工作点、放大倍数、输入电阻、输出电阻、输出电阻及频率特性的测试方法。2.理解电路参数对放大器静态工作点及输出波形的影响。3.掌握用 PSpice 对基本放大电路进行交直流分析、瞬态分析、参数扫描分析的方法。二、实验任务1.测量电路的最佳静态工作点。2.调节上偏置电阻 Rb1，观察放大电路的截止、饱和失真。3、测量电路的电压放大倍数（在负载开路和负载连接的两种
2、情况下）。4、测量放大电路的输入、输出电阻。5、测量放大电路的上限频率、下线频率与通频带。三、 实验仪器（设备名称与型号）计算机，示波器、函数信号发生器、交流毫伏表、万用表三极管、电阻、电位器、电容 。四、实验方案（包括简要原理及设计电路图等）1、电路原理图图一0Q1Q2N2222Rs10kRb220kRc2.4kRe21kC110uFC210uFC3100uF12VR120kRb1470kRe11002、简要原理静态工作点测定(IB、IC、UCE)： 静态工作点的高低与电源电压 VCC 及电路参数 RC、Rb 等有关。由于VCC 以及 RC（决定着电压放大倍数与输出电阻）在电路设计中已根据技
3、术要求确定，在电路调试中是不已改变的。因此，在调试中总是通过改变基极偏置电阻 Rb 来调整静态工作点，当增大 Rb 时，IB、IC 将减小，UCE 升高，Q 点下降，这时容易出现截止失真。反之，Q 点上升，容易出现饱和失真。合适的工作点，就是在一定限度的输入信号下，以既不出现截止失真也不出现饱和失真为标准。（一） 仿真实验1. 按照原理图用仿真软件制好电路图2. 首先测量静态工作点，调节上偏置电阻 Rb1 使 UCEQ=6V，读取 ICQ 和 IBQ 表格 1 填写3. 然后在 UI 两端加入正弦波为 Us 信号 （设置函数信号发生器频率为 f=1KHz、 输出衰减为 40dB，使放大器工作在
4、中频状态，即保持最大动态范围下的 Rb 值不变 UCE 约等于 6V ） ，测量动态电路中的动态参数，完成表格 2 填写改变输出负载，并记录参数4. 最后接入示波器，观察输入输出波形图，调节上偏置电阻Rb1，观察失真波形并记录虚拟仿真波形图。5. 将输入输出信号接入波特表，调节波特表至合适图形读出fL(下限频率) fh (上限频率)并记录幅频特性曲线。（二）电路实测实验实验测量步骤：A：在实验中测试静态工作点(IB、IC)是用间接方法来获取的。B：按图一正确连接电路，检查无误后接通电源。C：调节 Rb 的大小，用万用表的直流档测量 UCE 约等于 6V，记录下相关数据，根据下式计算即可得到静态
5、工作点(IB、IC)。 CC bRbRBUII2、动态参数的测定（ Au 、 ri 和 ro ）基本原理：电压放大倍数（ Ao 、 Auf ）对于本实验分压式可调偏置单极放大电路而言，当 K1 打开电压放大倍数 Ao和闭上电压放大倍数 Auf 分别为： 1)(ebeCuRrA1)(/ebeLuf改变 RC 或 RL 之值，均可改变 Au（当三极管参数一定时） 。 ：输入电阻（ri） ：输出电阻（ro） 具体测量步骤：A：电压放大倍数（ Ao 、 Auf ）接线后仔细检查，确认无误后再接通电源。在输入端加入正弦波为 uS 信号 （uS 来自函数信号发生器，调节函数信号发生器频率为 f=1KHz、
6、 输出衰减为 40dB，使放大器工作在中频状态。用示波器同时观察 ui 和 uo 的波形（两波形的零电位线应重合） ，并比较相位。保持最大动态范围下的 Rb 值不变（ UCE约等于 6V ）在 uo 波形不失真的条件下，用晶体管毫伏表或示波器分别测量 Ui、Uo 和 Uof （RL=时的 Uo 即为 Uo即可得到电压放大倍数（ Ao 、 Auf ） 。iouUA iofuf UAB：输入电阻（ Ri ）： 输入电阻 Ri 是从上图中 A、B 两端看进去的等效电阻，即Ri=Ui/Ii，由于 ii 较小，直接测量有困难，故实验中可在输入端接入一个 10K 电阻 RS 如左图所示，用交流毫伏表(或示
7、波器)分别测量 Us 与 Ui，即可计算输入电阻 ri。 C：输出电阻（ro）选择合适的 RL 值使放大器输出不失真（接示波器监视） ，首先测量放大器的开路输出电压(用晶体管 mv 表和示波器测量)Uo ，再测量放大器接入已知负载 RL 时的输出电压(用晶体管 mv 表和示波器测量) Uof ，则输出电阻sisiRUrLLoo RUr)1()(003、理论计算（1）I B、I C、（已知 =80，U CEQ=6V, RL=）CC bRbRI2IC=I B=2.5mA/80=0.03125mAbCEbRU1= =2.5mACECI 24016=80BI（2）A V=1132mAIrEQbe26)
8、1(30=- =20.8108324（3）R i、R OLU)1(0sisiR五、仿真/实测数据及波形图1、参数测量表 1 静态工作点的测量仿真测试/实际测试 仿真电阻/实测电阻（K) 仿真计算/实际测算URb Ub2 UCE URc RC Rb Rb2 IB(A)IC(mA)2.846 2.443 6.247 3.909 2.4 20 20 20 1.636 81.8)()(1LebeCV9.33 2.67 6.056 3.875 2.4 562 20 16.6表 2 空载电压放大倍数测量/带负载电压放大倍数测量给定参数 仿真测试/实际测试 仿真计算 实测计算RC RL Ui(mV) Uo(
9、mV) Au Au20 3892.4K 11.9 23119.45 19.4121 2052.4K 2.4K10.9 1109.76表 3 输入电阻、输出电阻的测量测量输入电阻 RS=10K 测量输出电阻仿真测试/实际测算 仿真计算实测计算仿真测试/实际测算 仿真计算实测计算Us(mV) Ui(mV) ri(K)ri(K)UoRL=UoRL=10kro(K)ro(K)80 20 389 32033 113.33 5218 1781.67 2.42、虚拟仿真波形图（1）波形失真观察 失 真Rb 较大时 R b=821K 较小时 Rb=20 KUCE UCE 11.764mVuo波形失真类型 截止
10、失真 饱和失真(2)幅频特性曲线fL=12.8Hz fH=15.4MHz六、实验分析（实验误差、数据分析等）1、计算电压放大倍数的误差（与仿真实验结果相比）实验值：A V=19.45 理论值：A V=20.8=（20.8-19.45）/20.8=6.52、输入、输出电阻的误差（与仿真实验结果相比）输入电阻误差 %6.325|.|i输入电阻误差 4.014.|7|o3、实验误差产生原因仿真过程中系统存在误差，还有系统运行时电表跳动不利于取稳定值会造成主观上的误差。实验结果有偏差，最主要原因为仪器自身存在误差，还有在利用示波器观察失真波形最高与最低电压时，判断稍有不慎就有可能产生较大误差，甚至出现
11、错误。七、实验结论1.单管放大电路，在保证输出电压不失真情况下可满足 ICK*IB,且 UOK*UI K 为定值。2 对于单管放大电路，当给的 不同时，电路输出会产生不同的失bR真曲线，当 增大时， 减小，则产生截止失真，反之，则产生饱bRbI和失真。3单管放大电路存在一个通频带，只有频率在通频带范围之内，电路的线性条件才成立。八、实验思考题（1）若与发射极电阻并接的电容开路，电压放大倍数如何变化？答:原来为： ,电容开路后：beLCUrRA/ ebeLCURrA)1(/（2）在保证输出电压不失真的情况下，静态工作点的变化对放大电路的动态参数有无影响？为什么？答：在保证输出电压不失真的情况下，当静态工作点发生变化，即电路的 三者发生变化，由 可知， 要变化，BCEbUI, beLCUrRA/ber即输入电阻 要变化、放大倍数 会变化、输出电阻 不变iRu 0（3）图一所示电路中， Rb1支路为何要串接一个固定电阻？如果直接用电位器，会出现什么情况？答：若直接接电位器，则当电位器调至最小阻值时，会使得 变成BEU12V,超过了三极管的基极耐压值，会烧坏三极管
