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1、图3.2.1共射极单管放大器U BQR2(3-2-1 )EQ 一Ub-UbeR4(3-2-2)U CEQ = UCC- IC(R3+R4)(3-2-3)电压放大倍数AuR3 | Rlr be(3-2-4)实验3.2共射极单管放大器一、实验目的（1）掌握放大器静态工作点的调试方法，熟悉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）熟悉低频电子线路实验设备，进一步掌握常用电子仪器的使用方法。二、实验设备及材料函数信号发生器、双踪示波器、交流毫伏表、万用表、直流稳压电源、实验电路板。三、实验原理电阻分压式共射极单管放大器电路如图
2、3.2.1所示。它的偏置电路采用（Rw+Ri）和R2组成的分压电路，发射极接有电阻R4（ Re）,稳定放大器的静态工作点。在放大器的输入端加入输入微小的正弦信号Ui ,经过放大在输出端即有与Ui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。在图3.2.1电路中，当流过偏置电阻Ri和R2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进行估算（其中 Ucc为电源电压）：(3-2-5)输入电阻R =(Rw+R1)|R2 |rbe(3-2-6)图3.2.2静态工作点对Uo波形失真的影响输出电阻RoR31、放大器静态工作点的测量与调试（1）静态工作点的测量
3、测量放大器的静态工作点，应在输入信号U i = 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万用表，分别测量晶体管的集电极电流Ic以及各电极对地的电位 Ub、Uc和Ue。一般实验中，为了避免测量集电极电流时断开集电极， 所以采用测量电压，然后计算出Ic的方法。例如，只要测出Ue,即可用|C|e=UeRe 计算出Ic （也可根据| =_UC，由Uc确定Ic）,同时也能计算出 Ube = Ub- Ue ,cRcUce = Uc- Ue。（2）静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对三极管集电极电流Ic （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
4、很大的影响。如工作点偏高（如图3.2.2中的Qi点），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。如工作点偏低（如图 3.2.2 中的Q2点），则易产生截止失真，即Uo的正半周被削顶（一般截止失真不如饱和 失真明显）。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 行动态调试，即在放大器的输入端加入一 定的5 ,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。改变电路的参数 Ucc、Rc、Rb （ Rw, R2）会引起静态工作点的变化。通常采用 调节偏电阻Rw的方法来改变静态工作点， 如减小RW，可提高静态工作点等。注
5、意：静态工作点的“偏高”或“偏低”是相对信号的幅度而言。如果信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不会出现失 真。所以说，波形失真是信号幅度与静态工作点设置不匹配而导致的。如须满足较大的输入信号，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测试包括电压放大倍数、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 Au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Ui，在输出电压Uo不失真的# / 8情况下，用交流毫伏表测出Ui和Uo的有效值Ui和U。，贝yUoUi(3-2-7)(2 )输入电阻R的测量为了测量放大器的输入电阻，在
6、被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻Rs,如图3.2.3所示。在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出Us和Ui，则根据输入电阻的定义可得：(3-2-8)Ui UiUiRi=T=U； = K艮测量时应注意： 测量Rs两端电压Ur时必须分别测出 Us和Ui，然后按UR=Us-Ui求出Ur值。 电阻Rs的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常Rs与R为同一数量级为宜，本实验可取Rs=1 k Qo图3.2.3输入电阻测量电路1h11 1111!jjKR：.1 -图3.2.4输出电阻测量电路(3) 输出电阻Ro的测量输出电阻Ro的测量电路如图3.2.4所示，同样应取Rl的值接近R
7、o为宜。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 U屎口接入负载后输出电压 Ul,根据：即可求出RlRoRlU:：(3-2-9)Ro =(- 1)Rl(3-2-10)Ul在测试中应注意的是，必须保持Rl接入前后的输入信号大小不变。(4 )最大不失真输出电压U omp-p的测量(最大动态范围)为了得到最大动态范围，首先应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下， 逐步增大输入信号的幅度，并同时调节 Rw (改变静态工作点)，用 示波器观察U。，当输出波形在正、负峰附近同时开始出现削底和削顶现象(如图3.2.5)时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后再反
8、复调整输入信号， 使波形输出幅度最大，且无明显失真时，从示波器上可直接读出最大动态范围Uomp-p，或用交流毫伏表测出Uo （有效值）图325波形同时出现削底和削顶现象的失真（5）放大器频率特性的测量放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数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图3.2.6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1/ 2倍，即0.707Aum所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带图3.2.6放大器的幅频特性曲线BW = fH -fL（ 3-2-11）测量放大器的幅频特性就是测量不同频率
9、信号时的电压放大倍数Au。可以采用前面测Au的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数即可。测量时要注 意取点要恰当，在低频段与高频段要多测几个点，在中频可以少测几个点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不能失真。实验中通常只要求测量出通频带。利用示波器可以进行 BW的简易测量，方法是在示波器上测量出输入中频段信号时的输出信号幅度后，在保持输入信号幅度不变的情况下，减小或增大输入信号的频率，再通过在示波器上观测输出信号幅度，找到输出信号幅度降低至中频段输出的1/ 2倍时的输入信号频率即为 fL或fH。四、实验内容如图3.2.1所示连接共射极单管放大器实验电路。注
10、意当检查电路无误后，调节直 流电源电压至UCC选定值12V，方可接通电源。1、静态工作点的测量与调整（验证性实验）（1）静态工作点的测量静态工作点测量条件：没有输入信号，即Ui = 0。实验时将电路信号输入端接地。# / 8调节电位器Rw,使Icq =1.5 mA。实验时为了避免直接测量电流，可采取测量晶体 管发射极电压 Ue或测量晶体管集电极电压Uc的方法：调节电位器Rw,使Ue=2.25V或Uc =9.3V或者Icq =1.5mA。调整好Icq后，用万用表直流电压档测量Ubq、Ueq、Ucq值，记入表3-2-1。根据测量值计算U BEQ= U BQ- U EQ和U CEQ = UcQ- U
11、eq ,值比较。表3-2-1静态工作点测量数据记录电压单位：/ V测量值理论计算值UbqU eqU cqU beqU ceq1 cqUbeqU ceqmA0. 7(2)观察静态工作点对输出波形失真的影响在前面实验设定的静态工作点(Rc =1.8 kQ Ic=1.5 mA)基础上，取 Rl=8 按图3.2.7连接测量仪器，用示波器观测放大器的输入、输出信号波形，交流毫伏表测量放 大器的输入信号电压。图3.2.7放大器性能测试系统 调节信号发生器，输出频率为1kHz、有效值为5mV的正弦波从A1端输入信号Ui，用示波器观察并记录输出电压的输出波形，将数据记入表3-2-2。 保持输入信号 Ui不变，
12、增大电位器Rw的值，使波形出现失真，定性绘出Uo的波形，并测出失真情况下的Ic和Uce值，记入表3-2-2。 仍保持输入信号Ui不变，减小电位器 Rw的值，使波形出现失真，定性绘出Uo的波形，并测出失真情况下的Ic和Uce值，记入表3-2-2。注：表3-2-2中工作状态判断：判断输出波形是否存在失真？存在的失真是截止失真还是饱和失真？晶体管工作点状态判断是否基本合适？是偏咼还是偏低？表3-2-2测量静态工作点对输出波形失真的影响数据记录RC =1.8 kQ凤=a工作条件U。波形工作状态判断Ui = 5 mVRw适中Ueq = 2.25 VUcq =VJUo失真情况：基本不失真晶体管工作点状态：
13、基本合适1 cq = 1.5 mAUceq=V tUeq =VLUo失真情况：-Ui =mVRw偏小Ucq =Vt晶体管工作点状态：Icq =mAUceq =VUi =mVRw偏大Ueq =V17o失真情况：晶体管工作点状态：Ucq =V1 cq =mA* tUceq =V2、放大器性能指标测试（验证性实验）放大器性能指标测量仪器的连接如图327所示。（1）测量电压放大倍数 Au调节信号发生器，输出频率f =1kHz、有效值为5mV的正弦波（用毫伏表测量）作为输入信号 5,同时用双线示波器观察放大器输入电压5和输出电压 Uo的波形，在Uo波形不失真的条件下，用示波器测量不同负载时放大器输出电压
14、Uo波形，计算放大器的电压放大倍数 Au。测量数据记入表 3-2-3，并记录其中一组输入、输出电压波形， 注意用双线示波器观察 U。和Ui的相位关系。表3-2-3电压放大倍数Au测量数据记录Rl / k QUop-p / VU orms /VAu测试条件5.1Rc=1.8 k Q51Ic=1.5 mAOOUirms =mVUi和uo波形注意：由于晶体管元件参数的分散性，定量分析时所给Ui，根据具体实际情况输入适当的Ui值，在表3-2-3中测试条件栏记入实际输入的Ui值。由于用示波器所测 Uo的值为峰峰值，故需要转化为有效值或用毫伏表测得的U。来计算Au值。切记万用表、毫伏表测量的是有效值，而示波器观察的是峰峰值。（2）测量输入电阻Ri和输出电阻Ro输入电阻Ri:电路连接如图3.2.3所示，从A端输入f =1kHz、有效值分别为5mV、# / 88mV的正弦信号Us,在输出电压 Uo不失真的情况下，用毫伏表分
