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1、模块二 分立元件放大电路的安装与调试,三极管的主要用途是利用其放大作用组成放大电路。 它在放大电路中可用3种连接方式，即共基极、共发射极和共集电极连接。,简单的放大电路性能不够完善，为了改善放大电路的性能，可以在放大电路中引进负反馈或者采用差动放大电路的形式。 本模块就这类电路的构成、工作原理、安装测试等方面的知识作比较详细地研究。,1晶体管共射极单管放大器,图2.2.1为电阻分压式工作点稳定共射极单管放大器实验电路图。 它的偏置电路采用RBI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。,图2.2.1 共射极单管放大器实验电路,当在放大器的输入端加入输入信号ui后
2、，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反、幅值被放大的输出电压信号uo，从而实现了电压放大。,在图2.2.1电路中，当流过偏置电阻RBI和RB2的电流远大于晶体管VT的基极电流IB时（一般510倍），它的静态工作点可用下式估算：,电压放大倍数为,其中 RL=RCRL 输入电阻 Ri = RB1RB2rbe 输出电阻 RO RC,2静态工作点的作用和影响,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。 如果工作点偏高，则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2.2.2（a）所示；如果工作点偏低，则易产生截止失真，即uo的正半周被缩顶（一般截止失真不
3、如饱和失真明显），如图2.2.2（b）所示。,图2.2.2 静态工作点对输出波形uo的影响,这些情况都不符合不失真放大的要求。 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2.2.3所示。,但通常多采用调节偏电阻RB2的方法来改变静态工作点，例如减小RB2，则可使静态工作点提高等。,操作一 安装放大器电路 （1）按照图2.2.1的要求选择元器件，并对各元器件的参数进行检测，判别元件的好坏与极性，三极管的静态放大倍数在100左右为好。,（2）在电路安装之前要设计印刷电路的布局，做到布线基本合理，而且要便于测试和调节。,（3）按照图2.2.1的要求在印刷电路板上焊
4、接元器件，焊接时要按电路图正确接线，动作要快，以免损伤元件。元器件的焊接要可靠，不能有虚焊和漏焊现象。,（4）按照图2.1.1电子电路中常用电子仪器的布局图，将焊接好的电路板与测量仪器可靠连接。 为了防止干扰，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。,操作二 测量与调试放大器静态的工作点（1）测试放大器的静态工作点。 函数信号发生器输出旋钮旋至零，使信号发生器输出为零，即在放大器输入信号 ui = 0的情况下进行静态工作点测试。, 先将放大器输入端与接地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表。, 接通放大电路的电源之前，将RP调至最大
5、，接通 +12V电源，调节RP，使IE = 2.0mA（即UE = 2.0V），用直流电压表分别测量晶管的各电极对地的电位UB、Uc和UE，用万用表测量RB2值。 一般实验中，为了避免断开集电极，采用先测量电压，然后算出IC的方法。,（2）测量电压放大倍数，用示波器观察ui、uo的波形。 调节函数信号发生器输出旋钮，将信号加到放大器的输入端。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ui = 100mv。, 同时将输入信号接到示波器的CH1输入端。 调节灵敏度选择开关（VOLTS/div），使输入信号的波形大概占示波器屏幕垂直的一格左右。, 将电路的输出信号
6、接到示波器的CH2端，调节灵敏度选择开关（VOLTS/div），使输出信号的波形大概占示波器屏幕中的23格左右。, 示波器的垂直显示方式选择“交替”位置，触发源选择开关选择“CH2”，调节扫描速率开关（SEC/div）使屏幕上出现约两个周期波形，调节电平开关使波形稳定。 这时波器上将显示两个波形，调节“位移”垂直移动波形，便于观察。, 在波形不失真的条件下，观察两种波形在屏幕上所占格数H，用公式Up-p = HU (V)，计算Ui、Uo的值。 用公式 计算电压放大倍数Au。,图2.2.3 电路参数对静态工作点的影响,（3）静态工作点的调试。 观察静态工作点对电压放大倍数的影响。 取Rc = 2
7、.4k、RL = 、ui适量，调节 RP，用示波器监视输出电压波形，在uo不 失真的条件下，测量数组Ic和Uo值。, 观察静态工作输出点对输出波形失真的影响。 取Rc = 2.4k，RL = 2.4k，Ui = 0，调节RP，使Ic = 2.0mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压Uo足够大而不失真。,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、UCE值。,图2.2.4 双踪示波器显示uo和ui的相位关系,操作三 测量最大不失真输出电压UOP-P （1）为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。,置Rc = 2.4k
8、，RL = 2.4k，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节RP（改变静态工作点），用示波器观察uo，当输出波形同时出现削底和缩顶现象时，如图2.2.5所示，说明静态工作点己调在交流负载线的中点。,图2.2.5 静态工作点正常输入信号太大引起的失真,（2）反复调整输入信号，使波形输出幅度最大且无明显失真时，用交流毫伏表测出Uo（有效值），则动态范围等于 2Uo，或用示波器直接读出Uop-p来。,操作四 测量输入电阻Ri和输出电阻Ro 为了测量放大器的输入电阻，按图2.2.6电路在被测放大器的输入端与信号源之间的串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出Us和Ui，则根据输入电阻的
9、定义可得：,（2）测量输出电阻Ro，如图2.2.6电路所示，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载RL的输出电压Uo和接入负载后的输出电压UL，根据 即可求出Ro,图2.2.6 输入、输出电阻测量电路,（3）置Rc = 2.4k，RL = 2.4k，Ic = 2.0(mA)。输入f = 1 kHz的正弦信号，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出US、Ui和UL，计算输入电阻Ri和输出电阻Ro。,课题二 负反馈放大器的安装与调试,负反馈放大器在电子电路中有着非常广泛的应用。 虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线
10、性失真和展宽通频带等，因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。,图2.2.8 带有负反馈的两级阻容耦合放大器,图2.2.8为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过Rf把输出电压uo引回到输入端，加在晶体管VTl的发射极上，在发射极电阻RFl上形成反馈电压uf。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。主要性能指标如下。,1电压放大倍数Au,其中， 为基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大倍数；1+AuF 。 为反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。,2反馈系数,3输入电阻Rif = (1 + Au)Ri,Ri为基本放大器的输入电阻（不包括偏置电阻）。,4输
11、出电阻,Ro为基本放大器的输出电阻； Auo为基本放大器RL = 时的电压放大倍数。,操作一 安装两级阻容耦合放大电路 （1）按图2.2.8电路的要求选择元器件，测量元器件，判断元器件的好坏和极性。,（2）按照图2.2.8的要求在印刷电路板上焊接元器件，焊接时要按电路图正确接线，动作要快，以免损伤元件，元器件的焊接要可靠，不能有虚焊和漏焊现象。,（3）按照图2.1.1电子电路中常用电子仪器的布局图，将焊接好的电路板与测量仪器可靠连接。,操作二 测量放大器电路的静态工作点 按图2.2.8连接实验电路，取Ucc = +12V，Ui = 0，直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点。,操作三 测
12、试基本放大器的各项性能指标 （1）将实验电路按图2.2.9改接，即把Rf断开后分别并在RFl和RL上，其它连线不动，取Ucc = 12V，各仪器连接方法同图2.1.1。 （2）测量中频电压放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro。,以f = lkHz，uS约5mV正弦信号输入放大器，示波器监视输出波形uo，在uo不失真的情况下，用交流毫伏表测量Us、Ui、UL。,图2.2.9 基本放大器,操作四 测试负反馈放大器的各项性能指标 将实验电路恢复为图2.2.8的负反馈放大电路。 适当加大uS，在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的Auf、Rif和Rof。,操作五 观察负反馈对非线性失真的改善
13、 （1）电路改接成图2.2.9基本放大器形式，在输入端加入f = lkHZ的正弦号，输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。,（2）再将实验电路改接成图2.2.8负反馈放大器形式，增大输入信号幅度，使输出电压幅度的大小与上面（1）相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。,课题三 差动放大器的安装与调试,在直流放大器中，为了抑制零漂，可采用热敏元件进行温度补偿，或采用电流负反馈等措施，而最有效的方法是利用具有对称结构的差动放大器。,1差动放大器,图2.2.11为差动放大器的基本结构，它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K拨向左边时，
14、构成典型的差动放大器。 调零电位器Rp用来调节VTI、VT2管的静态工作点，使得输入信号Ui = 0时，双端输出电压Uo = 0。,图2.2.11 差动放大器实验电路,RE为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。,当开关K拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。 它用晶体管代替发射极电阻RE，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。,2静态工作点的估算 3差模电压放大倍数和共模电压放大倍数 4共模抑制比KCMR,为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力
15、，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比,差动放大器的输入信号可采用直流信号也可用交流信号。 本实验由函数信号发生器提供频率f = l kHz的正弦信号作为输入信号。,操作一 安装差动放大器电路 （1）按照图2.2.11的要求选择元器件，并对各元器件的参数进行检测，判别元件的好坏与极性，三极管的静态放大倍数为100左右；其中VT1、VT2差分管要进行配对测试，用晶体管图示仪进行测试，尽量选择特性接近三极管。,（2）按照图2.2.11的要求在印刷电路板上焊接元器件，焊接时要按电路图正确接线，动作要快，以免损伤元件，元器件的焊接要可靠，不能有虚焊和漏焊现象。,操作二 测试典型差动放大器的性能 按图
16、2.1.1连接实验电路，将图2.2.11中开关K拨向左边构成典型差动放大器。,（1）测量静态工作点, 调节放大器零点 信号源暂不接入。将放大器输入端A、B与地短接，接通12V直流电源，用直流电压表测输出电压UO，调节调零电位器Rp，使Uo = 0。调节要仔细，力求准确。, 测量静态工作点,零点调好以后，用直流电压表测量VT1、VT2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE。,（2）测量差模电压放大倍数, 断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大器输入A端，接地端接放大器输入B端，构成双端输入方式（注意：此时信号源浮地），调节输入信号频率f = 1kHz的正弦信号，输出旋钮旋置零。用示波器监视输出端的波形（集电极C1或C2与地之间）。, 接通12 V直流电源，逐渐增大输入电压Ui（约l00mV），在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表测Ui、UC1、UC2，记入表2
