实验四负反馈放大器

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1、实验二晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影 响。2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压 的测试方法。3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、实验原理图2-1为电阻分压式工作点稳定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。当在放大器的输入端加入输入信号后，在放大器的输出端便可得到一 个与相位相反，幅值被放大了的输出信号u,从而实现了电压放大。+ Ucc+ 12VRbiUiUs图2-1共射极单管放大器实验电路Ci i

2、oy20K在图2-1电路中，当流过偏置电阻Rbi和RB2的电流远大于晶体管T的 基极电流IB时（一般510倍），则它的静态工作点可用下式估算U 俐B1UB RB1 + RB2CCIE AU - U T BB A IR cEUce = UccTc（Rc+Re） 电压放大倍数A -gVlvrbe输入电阻Rb/ R/、输出电阻RqRc由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时， 离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必 要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各 项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合

3、的产物。因此， 除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰 与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。1、放大器静态工作点的测量与调试1）静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号4 = 0的情况下进行，即将放大 器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量 晶体管的集电极电流I以及各电极对地的电位U、U和U。一般实验中，为了避 CB C E免断开集电极，所以采用测量电压U或U，然后算出I的方法，例如，只要测E CC出UE，即可用I A I = He算出I （也

4、可根据I = 一He，由U确定I ），c e RCC RCC同时也能算出 Ube=Ub_Ue，Uce=UcUe。为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。2）静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流i（或uce）的调整与测试。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。如工作点 偏高，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（a）所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即uo的正半周被缩顶（一 般截止失真不如饱和失真明显），如图2 2（b）所示。这些情况都不符合不失真 放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态

5、调试，即在放大器的输入端 加入一定的输入电压*，检查输出电压u的大小和波形是否满足要求。如不满 足，则应调节静态工作点的位置。图22静态工作点对波形失真的影响改变电路参数U、R、R （R、R ）都会引起静态工作点的变化，如图2 3CC C B B1 B2所示。但通常多采用调节偏置电阻rb2的方法来改变静态工作点，如减小rb2，则 可使静态工作点提高等。图2 3电路参数对静态工作点的影响最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应 该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一 定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合

6、不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线 的中点。2、放大器动态指标测试放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出 电压（动态范围）和通频带等。1）电压放大倍数Av的测量调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压*，在输出电压uo不 失真的情况下，用交流毫伏表测出u和u的有效值U和U，则ioiOAvUoi三、实验设备与器件1、+12V直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器4、交流毫伏表5、直流电压表6、直流毫安表7、频率计8、万用电表9、晶体三极管3DG6X1（。=50100）或9011X1 （管脚排列如图2-7所 示）电阻器、电容器

7、若干四、实验内容实验电路如图2-1所示。各电子仪器可按实验一中图1-1所示方式连接， 为防止干扰，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，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接 在公共接地端上。1、调试静态工作点接通直流电源前，先将Rw调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接 通+12V电源、调节R，使I = 2.0mA，用直流电压表测量U、U、U及用万用 WCB E C电表测量Rb2值。记入表2 1。表 2-1Ic=2mA测量值计算值U (V) BU (V) EU (V) CR (K。) B2U (V)BEU (V)CEI (mA) C2

8、、测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号气，调节函数信号发生器的输 出旋钮使放大器输入电压q 10mV，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交流毫伏表测量下述三种情况下的U。值，并用双踪示 波器观察uo和u.的相位关系，记入表2 2。3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置Rc=2.4K。，Rl=8, q适量，调节Rw，用示波器监视输出电压波形，在 u不失真的条件下，测量数组I和U值，记入表2 3。o表2 3CoRc=2.4KQRl=8U.= mV2.0IC(mA) uo(v)测量IC时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使Ui = 0）o4、观察静

9、态工作点对输出波形失真的影响置 R =2.4K。, R =2.4K。, u =0,调节 R 使 I =2.0mA，测出 U 值，再CLiW CCE逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。然后保持输入信号不变， 分别增大和减小Rw，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的IC 和Uce值，记入表2-4中。每次测IC和Uce值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。表 2-4Rc=2.4KQRl=8q=mVI (mA) CU (V) CEu波形失真情况管子工作状态F 02.0五、实验总结1、列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数与理论计算 值比较，分析产生误差原因。2、讨论

10、静态工作点变化对放大器输出波形的影响。实验四负反馈放大器一、实验目的加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的 影响。二、实验原理负反馈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。负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。 本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。1、图4-1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

11、体管二的发射极上，在发射极电阻Rfi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）闭环电压放大倍数A =vf 1 + Ay%其中Av=Uo/Uj 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+Av 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。图4-1带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器2）反馈系数F = Rf1v Rf + Rf13）输入电阻Rif=(1+AvFv 丑% 基本放大器的输入电阻4)输出电阻Rof 1 + AvqFvRo 基本放大器的输出电阻Avo 基本放大器Rl=8时的电压放大倍数三、实验设备与器件1、+12V

12、直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器5、交流毫伏表4、频率计6、直流电压表7、晶体三极管 3DG6X2(。=50100)或 9011X2电阻器、电容器若干。四、实验内容1、测量静态工作点按图4-1连接实验电路，取Ucc= + 12V, Ui = 0,调整RW1使Ic1为1.5mA,调 整RW2使Uc2为6.5V,用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记 入表4-1。表4-1Ub (V)Ue (V)Uc (V)IC (mA)第一级第二级2、测试基本放大器的各项性能指标1）测量中频电压放大倍数七输入电阻和输出电阻R。 以f=1KHZ, Us约5mV正弦信号输入放大器，用示波器监视输出

13、波形u,在uo不失真的情况下，用交流毫伏表测量Us、U七，记入表4 2。表4-2U (mV)U (mV)U(V)U (AVR (KQ)R (KQ)5mvU (mV)U (mV)U(V)U (AVfR (KR (Kf5mv基本放大器负反馈放大器保持U不变，断开负载电阻R （注意，R不要断开），测量空载时的输出SLf电压Uo，记入表4一2。2）测量通频带接上rl,保持1）中的us不变，然后增加和减小输入信号的频率，找出上、下限频率 和f记入表4 3。3、测试负反馈放大器的各项性能指标将实验电路恢复为图41的负反馈放大电路。适当加大Us （约10mV）,在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的A

14、、R和R ,记入表4 2；Vf if Of测量ff和fLf，记入表43。表4 3基本、攵大器fL(KHz)f.(KHz)Af(KHz)负反馈、攵大器fLf(KHz)fHf(KHz)ff(KHz)*4、观察负反馈对非线性失真的改善1）实验电路改接成基本放大器形式，在输入端加入f=1KHz的正弦信号， 输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形开始出现失真，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1）相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。五、实验总结1、将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值列表进行 比较。2、根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。六、预习要求1、复习教材中有关负反馈放大器的内容。实验五集成运算放大器的基本应用一、实验目的1、研究由集成运算放