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1、单级共射放大电路实验报告一、实验目的 1. 熟悉常用电子仪器的使用方法。 2. 掌握放大器静态工作点的调试方法及对放大器电路性能的影响。 3. 掌握放大器动态性能参数的测试方法。 4. 进一步掌握单级放大电路的工作原理。 二、实验仪器 1. 示波器 2. 信号发生器 3. 数字万用表 4. 交流毫伏表 5. 直流稳压源 三、预习要求 1. 复习基本共发射极放大电路的工作原理，并进一步熟悉示波器的正确使用方法。 2. 根据实验电路图和元器件参数，估算电路的静态工作点及电路的电压放大倍数。 3. 估算电路的最大不失真输出电压幅值。 4. 计算实验电路的输入电阻 Ri 和输出电阻 Ro。 5. 根据
2、实验内容设计实验数据记录表格。 四、实验原理及测量方法 实验测试电路如下图 1-1 所示：1.电路参数变化对静态工作点的影响： 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，除要保证放大电路正常工作的电压外，还要有合适的静态工作点。 放大器的静态工作点是指放大器输入端短路时，流过电路直流电流 IBQ、ICQ 及管子 C、E 极之间的直流电压 UCEQ 和 B、E 极的直流电压 UBEQ。图 5-2-1 中的射极电阻 BE1、RE2 是 用来稳定放大器的静态工作点。其工作原理如下。 用 RB 和 RB2 的分压作用固定基极电压 UB。 1由图 5
3、-2-1 可各，当 RB、RB2 选择适当，满足 I2 远大于 IB 时，则有UB=RB2VCC/（RB+RB2）式中，RB、RB2 和 VCC 都是固定不随温度变化的，所以基极电位基本上是一定值。 通过 IE 的负反馈作用，限制 IC 的改变，使工作点保持稳定。具体稳定过程如下： 2TICIEUEUBEIBIC 2.静态工作点的理论计算： 图 5-2-1 电路的静态工作点可由以下几个关系式确定UB=RB2VCC/（RB+RB2） ICIE=（UB-UBE）/REUCE=VCC-IC（RC+RE） 由以上式子可知， ，当管子确定后，改变 VCC、RB、RB2、RC、 （或 RE）中任一参数值，
4、都会 导致静态工作点的变化。当电路参数确定后，静态工作点主要通过 RP 调整。工作点偏高， 输出信号易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生截止失真。但当输入信号过大时， 管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。当输出波形不很大时，静态工作点的 设置应偏低，以减小电路的表态损耗。 3.静态工作点的测量与调整：调整放大电路的静态工作点有两种方法(1)将放大电路的输入端电路（即 Ui=0） ， 让其工作在直流状态，用直流电压表测量三极管 C、E 间的电压，调整电位器 RP 使 UCE 稍 小于电源电压的 1/2（本实验为 UCE 为 4V 即可） ，这表明放大电路的静态工作点基本上已 设置
5、在放大区，然后再测量 B 极对地的电位并记录，根据测量值计算态工作点值，以确保 三极管工作在导通状态。(2)放大电路接通直流电源,并在输入端加上正弦信号(幅度约为 10mV,频率约为 1kHz),使其工作在交直流状态,用示波器监视输出电压波形,调整基极电阻 RP,使输出信号波形不失真,并在输入信号增大信号增大时,输出波形同时出现截止失真和饱 和失真。这表明电路的静态工作点处于放大区的最佳位置。撤去输入正弦信号（即令 UI=0） ，使电路工作在直流状态，用直流状态，用直流电压表测量三极管三个极对地的电压 UB、UE、UC，即可计算出放大器的直流工作点 ICQ、UCEQ、UBEQ 的大小。 4.电
6、压放大倍数的测量与计算 电压放大倍数是指放大电路输出端的信号电压与输入端的信号电压之比，即： AU=Uo/Ui 图上电路中Au=-(Rc/RL)/rbeRbe= rbError!Error!+(1+)26mV/IEQ 其中， rb Error!Error!一般取 300。 当放大电路的静态工作点设置合理后，在电路的输入端加入正弦信号，用示波器观察放大 电路的输出波形，并调节输入信号幅度，使输出波形基本不失真。用交流毫伏表或示波器 分别测量放大电路的输入、输出电压，按定义式计算即可得电路的电压放大倍数。 5.输入电阻 Ri 的计算输入电阻的测量原理如下图所示。ViVsVs被被 测测 放放 大大
7、电电 路路RiRRsIi+-+-+图图1-3 测测试试输输入入电电阻阻原原理理图图电阻 R 的阻值已知，只需用交流毫伏表分别测出 R 两端的电压 和 ，即有： SViV()/iii i iSiSiVVVRRIVVRVVR 的阻值最好选取和同一个数量级，过大易引入干扰；太小则易引起较大的测量误差。iR 6输出电阻 Ro 的测量输出电阻的测量原理如图 1-4 所示。用交流电压表分别测量出开路电压 和负载电阻上的电压 ，则输出电阻oVoLV可通过计算求得。 （取和的阻值为同一数量级以使测量值尽可能精确）oRLRoRo oLL oLVVRRRooL oL oLVVRRVVsRsRLRoVo+-S被被
8、测测 放放 大大 电电 路路LVo+-图图1-4 测测试试输输出出电电阻阻原原理理图图5)放大电路幅频特性的测量放大电路的幅频特性是指放大电路的电压放大倍数 AU与输入信号频率 f 之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如下图所示，Aum为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的倍，即 0.707Aum所对应的频率2/1分别称为下限频率 fL和上限频率 fH，则通频带 fBWfHfL放大电路频率特性曲线 五实验内容及步骤 1用数字多用表检测实验箱中间的区域元器件三极管、电阻、电解电容的极性和性能好坏。 调试电源为+12V。 2.按图 1-1 搭线，将 R
9、p 调到电阻最大位置。接线后仔细检查，确认电路无误后给实验箱接 通电源。再从实验箱电源入口正极端接线到电路上方 VCC 等位点，负极端接线到电路下 方 GND 等位点。此时在观察电源指示灯是否正常 C.V 灯亮，如果不正常：电源电压下降， 电流增大，C.C 灯亮，说明电路有短路故障，立即断电操作。然后检查线路。排除错误， 再用数字多用表的电阻档为测量电路上方 VCC 和下方 GND 的各等位点之间的总电阻，如 果总电阻值大于 K 级，说明短路故障以排除可以通电了。 3.静态工作点的调整测量 （1）放大电路接通直流电源,并在输入端加上正弦信号(幅度约为 10mV,频率约为 1kHz),使 其工作
10、在交直流状态,用示波器监视输出电压波形,调整基极电阻 Rp,使输出信号波形不失 真,并在输入信号增大信号增大时,输出波形同时出现截止失真和饱和失真。这表明电路的 静态工作点处于放大区的最佳位置。 (2)保持静态工作点不变，撤去输入正弦信号（即令 UI=0） ，使电路工作在直流状态，用直 流状态，用直流电压表测量三极管三个极对地的电压 UB、UE、UC，即可计算出放大器的直 流工作点 ICQ、UCEQ、UBEQ 的大小，并和理论计算值比较。 电路仿真图如下图示：保持 Rp=34k 不变，测量值如下：UB（V）UE（V ）UC（V）UCEQ（V ）UBEQ（V ）ICQ（mA）2.161.547.
11、916.440.620.81理论计算值比较： UB=RB2VCC/（RB+RB2）=2.64V ICIE=（UB-UBE）/RE= 0.73mA UCE=VCC-IC（RC+RE）=6.23V 误差：（6.44-6.23）/6.23=3.3% 4.放大倍数的测量 （1）放大电路的静态测量完毕后，输入端加上正弦信号，在输出波形不失真的情况下，测 量空载时输入信号电压 Ui 和输出信号电压 Uo 的值。改变 Ui 值，再测量 Uo 的值，以计算 电压放大倍数 Au 的平均值，减小测量误差。给输出端接上负载，观察并记录输出波形的 变化。 （2）保持放大电路输入信号频率不变，逐渐增加电压值，用示波器观
12、察放大器的输出波形，测量电路的最大不失真电压值和此时的输入电压值，并自拟表格记录测量数据。测量值：Au=101UiUo mVV 1001. 1理论计算值：Au=98UiUo5.在放大电路的输入端串接一个 Rs-5.1k 的电阻，测量电路输入电阻 Ri 的值。 测量得到：Ui=6.8mv Us=12mv 计算得到：Ri= =6.7kRsUisUUi6 在电路的输出端接入负载电阻 10k.，测量输出电阻 Ro 的值。测量的值：Uo=0.4V Uol=0.26V计算得到：Ro=5.38kRlUollUo-Uo7 保持放大电路的输入信号幅值不变，在输出信号不失真的前题下改变输入信号的频率， 测量各输出
13、电压的大小，并自拟表格记录数据，绘出幅频特性趋势图，找出 fL、fH，并计 算 BW= fH-fL 值。 仿真结果：实际测量结果如下表：输入信 号频率 （HZ）输出电 压） （V）输入信 号频率 （HZ）输出电 压） （V）输入信 号频率 （HZ）输出电 压） （V）2000.3413000.7524000.833000.4214000.7625000.834000.4915000.7726000.835000.5516000.7827000.8356000.6017000.7928000.847000.6418000.79729000.848000.6719000.803k0.8479000.702k0.8131000.851k0.7221000.81532000.8511000.7322000.8233000.8512000.7423000.82734000.85
