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1、电子电路实验二实验报告实验二单管放大电路实验报告一、实验数据处理1.工作点的调整调节RW，分别使I1.0mA，2.0mA，测量VCEQ的值。CQICQ VCEQ1.0mA 7.38V2.0mA 2.69V2.工作点对放大电路的动态特性的影响分别在ICQ1.0mA，2.0mA情况下，测量放大电路的动态特性（输入信号vi是幅度为5mV,频率为1kHz的正弦电压）,包括测量电压增益，输入电阻，输出电阻和幅频特性。ICQ 电压增益Av 输入电阻Ri 输出电阻Ro1.0mA -68.382086.53395.32.0mA -138.191285.33286.5幅频特性：ICQ=1.0mA频率f/Hz 1
2、0 27 80 230 400 680电压增益6.43 15.69 37.29 59.57 65.54 68.07|Av|频率0.5 1.0 2.0 2.8 3.2 4.0f/MHz电压增益68.40 64.07 52.77 44.15 40.66 34.09|Av|fL 127Hz fH 2.4MHz得到幅频特性曲线如下图：ICQ=2.0mA频率f/Hz 28 80 90 200 400 680电压增益18.60 47.10 51.69 88.63 116.44 128.31|Av|频率0.4 0.6 0.8 1.2 2.0 2.5f/MHz电压增益138.33 132.58 126.12
3、111.39 86.87 74.43 |Av|fL 245Hz fH 1.6MHz得到的幅频特性曲线如下图：（注：电压增益均取绝对值，方便画图）3.负反馈电阻对动态特性的影响改接CE与RE2并联,测量此时放大电路在ICQ1.0mA下的动态特性（输入信号及测试内容同上）,与上面测试结果相比较,总结负反馈电阻对电路动态特性的影响。电压增益Av 输入电阻Ri 输出电阻Ro-6.46107923349幅频特性：频率f/Hz 10 27 80 230 400 680电压增益|Av|3.83 5.61 6.25 6.41 6.42 6.43频率f/MHz0.1 0.5 0.7 1.0 2.0 2.8电压增
4、益|Av|5.61 5.56 5.50 5.39 4.83 4.36fL 14Hz fH 3MHz得到幅频特性曲线如下图：可以发现，负反馈电阻电路的幅频曲线曲线与任务2中得到的曲线形状有差异，但是与仿真得到的曲线图相近，应该不是测量误差导致的。二、测量方法总结1.工作点调节的原理与方法实际上，静态工作点Q可以通过调节静态电流ICQ来设置，因为根据电路结构与KVL，可知故当ICQ 确定后，IBQ与VCEQ也成了确定的值，即工作点Q被确定。搭好线路后，调节变阻器的阻值，同时用万用表红表笔接触晶体管的C极，黑表笔接地，则IC =V/RC。若RC两端的电压值相等，原因可能是面包板上电阻或晶体管的引脚没
5、有接进电路中，此时应检查电路的连接情况。若RC两端的电位有可观的差值，则可用万用表测一测各电阻（除负载电阻）两端的电压，检查电阻是否有短路的情况，若发现某电阻短路，则应更换此电阻再设置静态工作点。排除开路和短路的问题后，即可得到合适的静态工作点。另外，若后续的测量中仍出现工作点不合适的问题，可参考思考题1中的做法，即当输入信号幅度增大时，让输出电压波形同时出现饱和失真与截止失真。2.工作点对放大电路动态特性的影响电压增益、输入电阻与输出电阻的计算公式如下：当ICQ 减小时，由VCEQ公式可知VCEQ增大，则工作点降低；当ICQ增大时，VCEQ减小，则工作点升高。工作点越高，ICQ 越大，则rb
6、e越小，故放大电路的电压增益越大，输入电阻越小，而输出电阻应基本不变。另外，若静态工作点设置不合适，则后续测量中得到的波形可能会严重失真。如果VCEQ过大，波形会发生截止失真（顶部失真）；如果VCEQ过小，波形会发生饱和失真（底部失真）。误差原因分析：（1）外界条件的微小变化（温度、湿度等）影响了电路的特性，产生了一定的误差；（2）输入输出电阻的测量方法进行了近似（频率较低时忽略电抗元件的作用），也产生了一定的误差；（3）交流小信号的输入使测量的误差较大，同时噪声的影响难以完全消除；（4）用示波器的自动测量时，信号波动会产生测量误差；手动测量时，误差主要源于各人的测量位置与读数方法的差异。3.
7、射极负反馈电阻对放大电路动态特性的影响若在电路中采用发射极负反馈电阻的接法（即将CE 并联到RE2上），会使电压增益大大减小，同时输入电阻会大幅度增加，而输出电阻近似不变。4. 放大电路主要性能指标的测试方法（1）输入、输出电阻的测量在频率比较低的时候，可不考虑电抗元件的作用，故可用输入电阻代替输入阻抗。在被测的输入回路中串联一个已知电阻R1，分别测量电阻R1两端对地的电压Vi 与Vi，则输入电阻为：若求得的Ri 阻值与R1相近，则取求得的值；否则，将R1换为阻值更接近求得的R i 的电阻，再次测量直到求得的Ri阻值与R1相近。类似地，可用输出电阻代替输出阻抗。要测输出电阻Ro ，先测量电路的
8、开路输出电压Vo，然后接入合适的负载电阻RL，测量输出电压VoL，则输出电阻同样地，若求得的Ro 阻值与RL相近，则取求得的值；否则，将RL换为阻值更接近求得的Ro 的电阻，再次测量直到求得的Ro阻值与RL相近。（2）增益、幅频特性的测量电压增益Av 定义为输出电压Vo与输入电压Vi的比值，分别测量输入电压和输出电压的大小即可计算出电压增益。由于所测电路频带较宽，可选10kHz以下，1kHz以上的某频率测量输出电压有效值的最大值AVm。计算得到，逐渐减小输入信号的频率，使得输出电压有效值约为，记录此时的频率fL；逐渐增大输入信号的频率，使得输出电压有效值约为，记录此时的频率fH。至此已得到频带
9、的宽度，要得到幅频特性曲线，须在频率fL 、fH附近多测几个点，以及在转折处多测几个点，而在输出电压有效值基本不变的范围测一两个点，就能得到较好的幅频特性曲线。另外，由于输入电压的幅值较小，使用示波器同时测量输入电压与输出电压时，要用好示波器探头。比如，输入电压较小，就应该使用通道1的探头，选用“”档，输出电压较大，就选用通道2的探头（此探头只有“”档，即十倍衰减）。幅频特性曲线之所以呈现两端衰减的形状，是因为频率较低时，耦合电容不能再视为短路，它们的作用使得电压增益的绝对值减小；频率较高时，二极管的集电结电容、发射结电容和导线之间的杂散电容等开始起作用，使得电压增益的绝对值减小。三、思考题1
10、.若将图2.1所示放大电路的直流工作点调至最佳状态（即当输入信号幅度增大时，输出波形同时出现饱和与截止失真），列表说明此时若RC 、RL各参量单独变化（增大或减少）对输出信号动态范围有何影响？如果输入信号幅度增大时，上述各种情况下输出信号波形首先将产生什么性质的失真？答：为了使最大不失真电压尽可能大，应将Q点设置在放大区内负载线的中点，即其横坐标值为的位置。变量R C R L变化增大减小增大减小V CEQ减小增大不变工作点升高降低V om1（交流）减小增大V om2（交流）增大减小增大减小动态范围减小减小不变减小首先出现的失真饱和失真截止失真饱和失真截止失真其中，Vom1、Vom2表示不失真的
11、电压范围（取较小者），Vom1=VCEQ-VCES，Vom2=ICQ*RC（交流时要并上RL ）。当直流工作点已调至最佳状态时，两者相等。所以，当Vom1不变而Vom2增大时，由于较小者的值不变，电路的动态范围也不变。2.能否用数字万用表测量图2.1所示放大电路的增益及幅频特性，为什么？答：不可以，因为数字万用表不能准确测量交流小信号电压，且其交流电压档的频率上限较低，当输入信号频率较高时，用万用表测量会有较大的误差。3.测量放大电路输入电阻时，若串联电阻的阻值比其输入电阻的大得多或小得多，对测量结果会有什么影响？请对测试误差进行分析。答：输入电阻的计算公式如下：当串联电阻阻值与输入电阻相近时，Vi 约为Vi的二分之一，这样误差就会比较小；若串联电阻阻值相比输入电阻大很多，则Vi 与Vi的差值就会比较小，这使得Ri/R1较大，则测量的误差就会很大；若串联电阻阻值相比输入电阻小很多，则Vi的值就会很小，这会使测量产生较大的误差。
