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1、實驗二單級放大電路一、實驗?zāi)康?、熟悉電子元器件和模擬電路實驗箱。2、掌握放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法及其對放大器性能的影響。3、學(xué)習(xí)測量放大器Q點,Av,ri、r0的方法,了解共射極電路特性。4、學(xué)習(xí)放大器的動態(tài)性能。二、實驗儀器1、TFG2000函數(shù)信號發(fā)生器2、GOS—620雙蹤示波器3、SM1020S數(shù)字交流毫伏表4、ACL—1型模擬電子技術(shù)實驗箱三、預(yù)習(xí)要求1、三級管及單管放大器工作原理。2、放大器靜態(tài)及動態(tài)測量方法四、實驗原理、內(nèi)容及步驟圖2-1為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大電路圖。它的偏置電路采用RB1和RB2組成的分壓電路,并在發(fā)
2、射級中接有電阻RE,以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點。當(dāng)在放大器的輸入端加入輸入信號ui,在放大器的輸出端便可得到一個與ui相位相反,幅值被放大了的輸出信號u0,從而實現(xiàn)了電壓放大。在圖2-1電路中,當(dāng)流過偏置電阻RB1和RB2的電流遠(yuǎn)大于晶體管T的基級電流IB時(一般5-10倍),則它的靜態(tài)工作點可用下式估算UB=[RB2/(RB1+RB2)]UCCIE=(UB-UBE)/RE≈ICUCE=UCC-IC(RC+RE)電壓放大倍數(shù)AV=-β(RC∥RL/rbe)輸入電阻Ri=RB1∥RB2∥rbe輸出電阻R0≈RC由于電子器件性能的分散性比較大,因此在設(shè)計和制作
3、晶體管放大電路時,離不開測量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計前應(yīng)測量所用元器件的參數(shù),為電路設(shè)計提供必要的依據(jù),在完成設(shè)計和裝配以后,還必須測量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點和各項性能指標(biāo)。一個優(yōu)質(zhì)放大器,必定是理論設(shè)計與實驗調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此,除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識和設(shè)計方法外,還必須掌握必要的測量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測量和調(diào)試一般包括:放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試,消除干擾與自激振蕩及放大器各項動態(tài)參數(shù)的測量與調(diào)試等。 1、放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試 1) 靜態(tài)工作點的測量 測量放大器的靜態(tài)工作點,應(yīng)在輸入信號ui=0的情況下進(jìn)行,即將放大器輸入端與地端
4、短接,然后選用量程合適的直流毫安培表和直流電壓表,分別測量晶體管的集電極電流IC以及各電極對地的電位UB、UC和UE。一般實驗中,為了避免斷開集電極,所以采用測量電壓UE或UC,然后算出IC的方法。 2) 靜態(tài)工作點的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試是指對管子集電極電流IC(或UCE)的調(diào)整與測試。靜態(tài)工作點是否合適,對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高,放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真,此時u0的負(fù)半周將被削底,如圖2-2(a)所示;如工作點偏低則易產(chǎn)生截止失真,即u0的正半周被縮頂(一般截止失真不如飽和失真明顯),如圖2-2(b)所示
5、。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進(jìn)行動態(tài)調(diào)試,即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓u1,檢查輸出電壓u0的大小和波形是否滿足要求。如不滿足,則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。圖2-2靜態(tài)工作點對u0波形失真的影響改變電路參數(shù)UCC、RC、RB(RB1、RB2)都會引起靜態(tài)工作點的變化,如圖2-3所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻RB2的方法來改變靜態(tài)工作點,如減小RB2,則可使靜態(tài)工作點提高等。圖2-3電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響最后還要說明的是,上面所說的工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的,應(yīng)該是相對信號的幅度而言,如輸入信號幅度很小,即使
6、工作點較高或較低也不一定會出現(xiàn)失真。所以確切地說,產(chǎn)生波形失真是信號幅度與靜態(tài)工作點設(shè)置配合不當(dāng)所致。如需滿足較大信號幅度的要求,靜態(tài)工作點最好盡量靠近交流負(fù)載線的中點。2、放大器動態(tài)指標(biāo)測試 放大器動態(tài)指標(biāo)包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓(動態(tài)范圍)和通頻帶等。 1) 電壓放大倍數(shù)AV的測量 調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點,然后加入輸入電壓u1,在輸出電壓u0不失真的情況下,用交流毫伏表測出u1和u0的有效值Ui和UO,則AV=U0/Ui。2) 輸入電阻Ri的測量 為了測量放大器的輸入電阻,按圖2-4電路在被測放大器的
7、輸入端與信號源之間串入一已知電阻R,在放大器正常工作的情況下,用交流毫伏表測出US和U1,則根據(jù)輸入電阻的定義可得Ri=Ui/Ii=Ui/(UR/R)=[Ui/(US–Ui)]·R圖2-4輸入、輸出電阻測量電路測量時應(yīng)注意下列幾點: ?、儆捎陔娮鑂兩端沒有電路公共接地點,所以測量R兩端電壓UR時必須分別測出US和Ui,然后按UR=US-Ui求出UR值。 ②電阻R的值不宜取得過大或過小,以免產(chǎn)生較大的測量誤差,通常取R與Ri為同一數(shù)量級為好,本實驗可取R=1~2KΩ。3) 輸出電阻R0的測量 按圖2-4電路,在放大器正常工作條件下,測出輸出端不接負(fù)載
8、RL的輸出電壓UO和接入負(fù)載后的輸出電壓UL,即可求