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1、电子电路与技能训练,机械工业出版社,2019/5/22,单元二 扩音器,任务1 共发射极放大电路的装配与调试 任务2 负反馈放大电路的装配与调试 任务3 功率放大电路的装配与调试 任务4 扩音器的装配与调试,学习流程与活动,任务1 共发射极放大电路的装配与调试,本任务主要介绍三极管共射极放大电路的组成、工作原理、主要参数计算，并通过装配与调试一个工作点稳定的共射极放大电路，掌握电路静态工作点的调整方法，波形失真的改善，并能独立排除调试过程中出现的故障。,任务描述,任务分析,本任务要求根据电路原理图，按工艺要求装配与调试电路，通过电路的调试，掌握电路波形失真与静态工作点的关系，电路参数对放大能力
2、的影响，排查故障的方法。,单电源供电时常用的画法,扩音器,基本放大电路的组成,共发射极基本电路,扩音器,各元件的作用,基极偏置电阻 其作用为电路提供静态偏流IBQ。使三极管能够不失真地放大输入信号。,输入耦合电容 其作用一是隔直流；二是通交流,三极管 其作用可以将微小的基极电流转换成较大的集电极电流，它是放大器的核心。,集电极电阻 其作用将三极管的电流放大作用变换成电压放大作用。即使得管压降uce产生变化，并作为输出电压，从而实现电压放大。,直流电源 其作用一是为电路提供能源；二是为电路提供工作电压。,输出耦合电容 其作用一是隔直流；二是通交流，,负载电阻RL 作为某一执行器件，如耳机、扬声器
3、等。,扩音器,静态工作情况分析,静态时三极管各电极都是恒定的电压和电流:IB、UBE和 IC、UCE 。 (IB、UBE) 和(IC、UCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，称为静态工作点。简称Q点。,静态：ui=0,扩音器,放大电路的直流通路,直流通路,直流通路用来计算静态工作点Q ( IB 、 IC 、 UCE ),对直流信号电容 C 可看作开路（即将电容断开）,断开,断开,扩音器,估算法确定静态值,根据电流放大作用,当UBE UCC时，,由: UCC = IB RB+ UBE,由: UCC = IC RC+ UCE,所以 UCE = UCC IC RC,硅:VBE=0.7V 锗:
4、VBE=0.3V,扩音器,工作点合理晶体管工作状态,RL=,扩音器,如果Q设置不合适，晶体管进入截止区或饱和区工作，将造成非线性失真。,若Q设置过高，,晶体管进入饱和区工作，造成饱和失真。,适当减小基极电流可消除失真。,非线性失真,扩音器,若Q设置过低，,晶体管进入截止区工作，造成截止失真。,适当增加基极电流可消除失真。,如果Q设置合适，信号幅值过大也可产生失真，减小信号幅值可消除失真。,uo = 0 uBE = UBE uCE = UCE,(1) 无输入信号(ui = 0)时，三极管各电极都是恒定的电压和电流: IB、UBE和 IC、UCE (静态工作点)。,？,(2)有输入信号(ui 0)
5、时，各电流和电压均直流量的基础上叠加了一个交流量。,uo 0 uBE = UBE+ ui uCE = UCE+ uo,动态工作情况分析,放大电路主要指标,电压放大倍数,输出电压的有效值UO与输入电压的有效值Ui之比，称为放大电路的电压放大倍数，用AV表示，即,输入电阻,放大电路的输入电阻是从放大电路的输入端看进去的交流等效电阻,ri = RB/rberbe,输出电阻,放大电路的输出电阻是从放大电路的输出端看进去的交流等效电阻,rO RC,ri = RB/rberbe,rO RC,ri = RB/rberbe,放大电路工作点的稳定,iC,uCE,Q,温度升高时，输出特性曲线上移,固定偏置电路的工
6、作点 Q点是不稳定的，为此需要改进偏置电路。当温度升高使 IC 增加时，能够自动减少IB，从而抑制Q点的变化，保持Q点基本稳定。,结论： 当温度升高时， IC将增加，使Q点沿负载线上移，容易使晶体管 T进入饱和区造成饱和失真，甚至引起过热烧坏三极管。,O,放大电路工作点的稳定,稳定Q点的原理,基极电位基本恒定，不随温度变化。,UB,放大电路工作点的稳定,稳定Q点的原理,UB,集电极电流基本恒定，不随温度变化。,放大电路工作点的稳定,稳定Q点的原理,UE,UB,UB 固定,RE：温度补偿电阻 对直流：RE越大,稳定Q点效果越好； 对交流：RE越大,交流损失越大,为避免交流损失加旁路电容CE。,放
7、大电路工作点的稳定,UB,估算法:,静态工作点计算,放大电路工作点的稳定,对交流：旁路电容 CE 将RE 短路， RE不起作用， Au，ri，ro与固定偏置电路相同。,旁路电容,动态参数计算,rO RC,ri = RB/rberbe,准备所需仪表、工具：常用电子组装工具一套、双通道示波器一台、直流稳压电源一台、低频信号发生器一台、毫伏表一只、万用表一只。所需电子元器件及材料见表21。,任务准备,1对电路中使用的元器件进行检测与筛选。 2按照装配电路原理图装配电路。 装配工艺要求： （1）电阻器均采用水平安装，要求贴紧电路板，电阻器的色环方向应一致。 （2）电解电容器采用垂直安装，电容器底部应贴
8、近电路板，并注意正、负极的极性应正确。 （3）晶体管采用垂直安装，底部离开电 路板5mm，注意管脚应正确。 （4）布线正确，焊点合格，无漏焊、虚 焊、短路现象。,任务实施,3装配完成后应首先进行自检，正确无误后才能进行调试。 （1）焊接检查 焊接结束后，首先检查电路有无漏焊、错焊、虚焊等问题。检查时可用尖嘴钳或镊子将每个元件拉一拉，看有无松动，如果发现有松动现象，应重新焊接。 （2）元器件检查 检查各元件引脚之间有无短路、管脚有无接错、电容极性有无接反等问题。 （3）接线检查 对照装配电路原理图检查接线是否正确，有无接错现象。发现问题及时纠正。 短路检查时，可借助指针式万用表“R1”档 或数字
9、式万用表“档”的蜂鸣器来测量。测量 时应直接测量元器件引脚，这样可以同时发现 接触不良的地方。,任务实施,4电路调试 （1）选择+5V稳压电源，用红导线连接直流电源正极到放大电路的UCC，用黑导线连接直流电源负极到公共端。 （2）选择函数发生器正弦波输出，用红导线连接正极到放大电路的输入端，用黑导线连接负极到放大电路的公共端。 （3）示波器Y通道的正极用红导线连接到放大电路的输出端，负极连接到放大电路的公共端。 （4）最佳静态工作点的调整 调整方法：调节函数信号发生器的频率为1KHz，输出电压为10mV。缓慢增大放大电路的输入电压ui，观察放大电路的输出电压uO，当波形出现失真时调整电位器RP
10、使波形恢复正常，然后再增大ui，重复上述步骤，直到输出电压uO正负峰值都出现轻微失真为止，这时放大器的工作点即为最佳工作点。缓慢减小ui，使正负峰值都刚好出现轻微失真，这时输出电压uO，即为该放大器的最大不失真输出电压。,任务实施,（5）静态工作点的测量 去掉输入信号在i点的连接线，并将i点用短路元件连接到地（d1点）。然后用万用表测量UE 、UBE 及UCE，并计算出IC的值，并填入表22中。 （6）测量放大器的电压放大倍数 在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui10mV，同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真的条件下用
11、交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表23。 （7）观察静态工作点对电压放大倍数的影响 设RC3.3K，RL，Ui适当，调节RP， 用示波器监视输出电压波形，在uO不失真的 条件下，测量IC和UO值，记入表24。,（8）观察静态工作点对输出波形失真的影响 设RC3.3K，RL3.9K， ui0，调节RP使IC2.0mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压uO 足够大但不失真。 然后保持输入信号不变，分别增大和减小RP，使波形出现失真，绘出uO的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表25中。每次测IC和UCE 值时都要将信号源的输出
12、旋钮旋至零（即令ui=0）。,问题及防治 1在测量负载电流时要注意万用表的量程选择，否则将损坏万用表。 2观察静态工作点对电压放大倍数的影响时， 要注意，测量IC时要将输入信号调到零，否则 会影响测量结果。,扩展知识,射极没有旁路电容的分压式偏置电路，电路的电压放大倍数和输入输出电阻的计算公式分别为：,1电压放大倍数 2输入电阻 ri = RB/rbe+（1+Re）rbe+（1+Re） 3输出电阻 rO RC,任务2 负反馈放大电路的装配与调试,本任务主要介绍负反馈放大电路的组成、负反馈的类型及作用，反馈的判断方法等，并通过装配与调试一个电压串联负反馈放大电路，掌握负反馈对电路性能的影响，负反
13、馈的引入方法，电路故障的排除方法。,任务描述,任务分析,本任务要求根据电路原理图，按工艺要求装配与调试电路，通过电路的调试，掌握负反馈对电路波形失真的改善，负反馈对放大能力的影响，反馈电路的分析方法。并能独立排除调试过程中出现的故障。,51,3.3K,+5V,反馈,正向传输,反向传输,Xi,放大器中的反馈指把放大器输出信号（电压或电流）的一部分或全部通过一定的电路，按照某种方式送回到输入端并与输入信号（电压或电流）叠加，从而改变放大器性能的一种方法，这种把电压或电流从放大器的输出端返送到输入端的过程叫做反馈。,Xi,Xo,反馈放大器通常称为闭环放大器，而未引入反馈的放大器则称为开环放大器。,通
14、常用电阻、电容、电感等元件组成引导反馈信号的电路称为反馈电路。,构成反馈电路的元件叫反馈元件,反馈元件联系着放大器的输出与输入，并影响放大器的输入。,反馈放大电路是由基本放大电路和反馈电路两部分组成。,反馈的基本概念,Xf,Xd,基本放大电路的放大倍数,反馈,A = XO/Xd,反馈电路的反馈系数,F = Xf/XO,基本放大电路的净输入信号,Xd = XiXf,反馈放大器的放大倍数（又称闭环放大倍数）,正反馈与负反馈,反馈信号Xf与输入信号Xi极性相同，使净输入信号 增加。,反馈信号Xf与输入信号Xi极性相反，使净输入信号 减小。,正反馈使放大器的放大倍数增加。,负反馈使放大器的放大倍数减小
15、。,正反馈,提示：负反馈虽使放大倍数减小，但能改善放大器的性能，所以，大部分放大器都要引入负反馈。正反馈一般应用在振荡电路中。,负反馈,直流反馈和交流反馈,1）直流反馈：反馈信号只含有直流量。,2）交流反馈：反馈信号只含有交流量。,反馈极性的判断,送回到基极的反馈信号瞬时极性若为“-”，是负反馈；,送回到发射极的反馈信号瞬时极性若为“+”，是负反馈；,正反馈,负反馈,负反馈,正反馈,反之，则是正反馈。,反之，则是正反馈。,反馈极性的判断,负反馈,判断反馈类型,反馈的类型,这四种接法 说明什么问题？,说明负反馈 有四种类型,负反馈的作用,电压串联负反馈 稳定输出电压增大输入电阻,电流串联负反馈
16、稳定输出电流增大输入电阻,电压并联负反馈 稳定输出电压减小输入电阻,电流并联负反馈 稳定输出电流减小输入电阻,负反馈对放大电路性能的影响,提高放大倍数的稳定性,一个开环放大电路受到干扰影响致使其放大倍数A不够稳定。引入负反馈的基本目的是稳定放大倍数。 由 可知，当AF1时，则Af1/F。若F是个确定的常数，放大倍数就接近于恒定。 引入负反馈之后，放大器的稳定性提高，但放大倍数却降低了。如某个放大器开环放大倍数A=103，反馈系数F=0.1，该电路的闭环放大倍数为 可见，负反馈放大电路放大倍数稳定性的提高是靠牺牲放大倍数换取的。,负反馈对放大电路性能的影响,减小放大电路的非线性失真,大,小,大,小,小,大,uf,提示：引入负反馈并不能彻底消除非线性失真。如果输入信号本身就有失真，引入负反馈也无法改善，因为负反馈所能改
