图2-1共射极放大电路
1.静态工作点测试原理
为了获得最大不失真输出电压,静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。若工作点选得太高,易引起饱和失真,而选得太低,又易引起截止失真,如图2-2所示。
实验中,如果测得UCEQ<0.5V,说明三极管已饱和;如果测得UCEQ≈VCC,则说明三极管已截止。对于线性放大电路,这两种工作点都是不可取的,必须进行参数调整。一般情况下,调整静态工作点,就是调整电路的电阻Rb。Rb调小,工作点升高;Rb调大,工作点降低,从而使UCEQ达到合适的值。 由于放大电路中晶体管特性的非线性或不均匀性会造成非线性失真,为了降低这种非线性失真,对输入信号幅值要有一定的限制,不能太大。
图2-2 静态工作点设置不当引起的失真波形
2. 动态指标测试原理
放大电路的动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及通频带等。 (1)电压放大倍数Au测量原理
电压放大倍数的测量实质上是对输入电压ui与输出电压uo的有效值Ui和Uo的测量。在实际测量时,应注意在被测波形不失真和测试仪表的频率范围符合要求的条件下进行。将
所测出的Ui和Uo值代入下式,则得到的电压放大倍数为
Au?UoUi
放大倍数Au是信号频率的函数,通常测得的是放大电路在中频段(f=1kHZ)的电压放大倍数,即中频电压增益。
(2)输入电阻、输出电阻测量原理
放大器的输入电阻Ri是向放大器输入端看进去的等效电阻,定义为输入电压Ui和输入电流Ii之比,即 Ri?Ui。 Ii测量Ri的方法很多,本实验采用种测量方法成为换算法,测量电路如图2-3所示。在信号源与放大器之间串入一个已知电阻R,只要分别测出Us和Ui,则输入电阻为 Ri?UiUi?IiUR?RUiR
Us?Ui
图2-3 换算法测量Ri的原理图
放大器的输出电阻是将输入电压源短路时从输出端向放大器看进去的等效内阻。和测量
Ri一样,仍用换算法测量Ro,测量电路如图2-4所示。
图2-4 换算法测量Ro的原理图
在放大器输入端加入一个固定信号电压分别测量负载RL断开和接上时输出电压Uo、
UL,就可按下式求得输出电阻:R0?(U0?1)RL。 UL(3)通频带的测量原理
频率响应的测量实质上是对不同频率时放大倍数的测量,一般用逐点法进行测量。在保持输入信号幅值不变的情况下,改变输入信号的频率,逐点测量对应于不同频率时的电压增益,在对数坐标纸画出各频率点的输出电压值并连成曲线,即为放大电路的频率响应。
通常将放大倍数下降到中频电压放大倍数的0.707倍时,所对应的频率定义为放大电路上、下截止频率,分别用fH和fL表示,则放大电路的通频带为
BW?fH?fL
四.实验内容及步骤
1.静态测量与调整
(1)用万用表判断实验箱上三极管的极性和好坏。
(2)按图2-1所示连接电路(注意:关断电源后再连线),将RP的阻值调到最大位置。 (3)接线完毕仔细检查,确定无误后接通电源。改变RP,使Ic ≈ 1.2mA,此时静态工作点选在交流负载线的中点。一般不用测量电流的方法得到Q点,而是用测量电压的方法,即使VC =VCC - IC*RC ≈6V ,用万用表的直流电压档测量出此时放大电路的静态工作点,将结果填入表2-1。
表2-1 静态工作点测量数据
实测 UC (V) 2.动态指标测量
(1)按图2-1所示电路接线,负载电阻取5.1KΩ。
(2)将信号发生器的输出信号频率调到f=1kHZ,接到放大电路的输入端,调节Us的大小,使Ui=5mV。用示波器观察Ui和Uo端波形,并比较相位。
(3)用毫伏表测量不接RL时的输出电压Uo和接入RL时输出电压UL值并填表2-2。计算Au=U0/Ui和Aul=UL/Ui
(4)计算输出电阻R0?(UB (V) UE(V) 实测计算 UCE (V) UBE (mV) U0?1)RL ULUiR填表2-3。
Us?Ui用毫伏表测量输入端信号US,计算输入电阻,Ri?表2-2 电压放大倍数测量数据
实测 US(mV) Ui(mV) UO(V) UL(V) 实测计算 A u o A u l 表2-3 输入电阻、输出电阻测量数据
输入电阻Ri (5)通频带的测量
保持输入信号Vi=5mV不变,改变输入信号的频率,使输出电压下降到
输出电阻Ro ?UL?0.707UL,可读出信号源对应的两个频率,分别为下限截止频率fL和上限截止频率
fH,并求出通频带宽BW。
3.观察由于静态工作点选择不合理而引起输出波形的失真 调节Us,使Ui=8mV 左右。这时,输出信号应为不失真的正弦波。
(1)将RW的阻值增至最大,观察输出波形是否出现截止失真,在表2-4中描下此时的波形(若波形失真不够明显,可适当加大Us)。
(2)将RW的阻值减小,观察输出波形是否出现饱和失真,在表2-4中描下此时的波形。 表2-4 输出失真波形图
工作状态 输出波形 饱和 截至 五、实验仪器与设备 1.模拟电路实验箱 2.示波器 3.信号发生器 4.万用表 5.交流毫伏表
六、实验报告要求
1.原始记录(数据、波形、现象)。
2.画出实验电路,简述所做实验内容及结果。
3. 整理实验数据,按内容要求填入各表格中,并与理论估算值比较。 4.根据实验结果,讨论静态工作点变化对放大器性能的影响。
5. 实验体会。重点报告实验中体会较深、收获较大的一、两个问题(如果实验中出现故

