实验1 单级放大电路

一、实验目的

1.熟悉电子元件器件和模拟电路实验箱。

2.掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。

3.学习测量放大器Q点、AV、ri 、ro的方法，了解共射极电路特性。

4.进一步熟悉台式万用表、信号发生器、示波器等电子仪器的使用。

二、实验仪器

1.双踪示波器 OS-5040A 

2.信号发生器 FG-7002C

3.台式数字万用表 DM-441B

三、预习内容

1.掌握单管共射级放大电路对交流小信号的放大原理。

2.估算各表中的Av、ri 、ro。

3.预习放大器静态及动态的调试、测量方法和步骤。

四、实验内容及步骤

1.三极管β值的测定

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图1.1 三极管 测试电路

（1）用台式数字万用表判断实验箱上三极管和好坏。

（2）按图1.1所示，连接电路（注意：接线前先测量+12V电源，记录下电压值，然后关断电源后再连线），将R P的阻值调到最大（用万用表2MΩ档来判断Rp在什么位置阻值最大）。

（3）接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。改变RP ，按表1.1中IC值测出对应的Rb值，然后计算I_B（μA）和三极管Q1的β值（注意：IB的测量和计算方法）。

表1.1

Ic（mA）		0.5	1.0	1.5
Rb（KΩ）
计算	IB（μA）
	β

 

2.静态调整 

按图1.2接线，调整RP使VE = 2.2V，计算并填写表1.2。

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表1.2 

实测值			计算
VBE（V）	VCE（V）	Rb（KΩ）	IB（μA）	IC（mA）

 

3.动态研究

（1）按图1.3接线。

（2）将信号线带BNC头的一端接到信号发生器的“OUTPUT”端，信号线另一端的红色鳄鱼夹接A点，黑色鳄鱼夹接B点；分别按下正弦函数选择键“～”、频率范围键“1K”及幅度衰减键（ATT/-20dB），调节 “Frequency”旋钮，使输出频率f = 1KHZ；调节幅度旋钮“AMPL”，使Vi=5mV（用示波器CH1通道监测），调节RP使Vo端波形（用示波器CH1通道监测）达到最大不失真，然后记录Vi 和Vo波形，并比较相位。 

（3）信号源频率不变，顺时针调节幅度旋钮“AMPL”，逐渐加大幅度，观察Vo不失真时的最大值并填表1.3。

  测试条件：RL=∞

 

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表1.3

实 测		实 测 计 算	估 算
Vi（mV）	Vo（V）	Av	Av

（4）保持Vi =5mV不变，放大器接入负载RL ，按表1.3给定值进行测量，并填表。

表1.4

 

 

 

 

 

 

 

 

（4）保持Vi =5mV不变，增大和减小RP，观察VO波形变化，测量并填入表1.4。

注意：若失真观察不明显可增大或减小Vi 幅值重测。

4.测放大器输入、输出电阻

（1）输入电阻ri 测量

如图1.4在衰减器与输入端之间接入一个1K电阻，红色鳄鱼夹先与A点断开，调节Rp使Vc=6V，恢复红色鳄鱼夹与A点的连接，Vs接示波器CH1通道，Vi接示波器CH2通道，然后调节信号发生器幅度旋钮“AMPL”，使Vs幅值20mV，同时通过CH2测出Vi幅值，即可计算ri。

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表1.4

 

 

 

 

 

 

 

 

（2）输出电阻ro测量

如图1.3所示，红色鳄鱼夹先与A点断开，调节Rp使Vc=6V，恢复红色鳄鱼夹与A点的连接，Vi接示波器CH1通道，Vo接示波器CH2通道，然后调节信号发生器幅度旋钮“AMPL”，使Vi幅值为5mV，同时通过CH2测出空载时的Vo幅值，然后在输出端接入10K可调电阻作为负载R L，调节合适的R L值使放大器输出不失真，测量此时的VL，将上述测量填入表1.5中 

表1.5

 

 

 

 

 

 

五、撰写实验报告

根据各表格中的测量数据进行计算填表，计算过程中必须给出相关计算公式，写出计算过程。

 

附录

1、静态工作点的设置：

为使放大电路工作不因进入非线性区而产生波形失真，就必须给放大电路设置一个合适的静态工作点。

图1.5中Ｑ点选在线性区的中部，运用范围未超过线性区，因此输出波形不失真。

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图1.5 具有最大动态范围的静态工作点

 

在图1.6中，Ｑ₁点因选在靠近饱和区使输出波形出现失真，由图知此时输出电压波形负半周被削掉一部分，对图中Ｑ₂点选在靠近截止区，这样输出电压波形的正半周期被削掉一部分，为使输入信号得到不失真的放大，放大器的静态工作点要根据指标要求而定。如希望耗电小、噪音低、输入阻抗高，Ｑ点就可选得低一些；如希望增益高时，Ｑ点可适当选择高一些。静态工作点的调整，一般是调图1.1的RP 值。

2、放大倍数：

图1-1电路的电压放大倍数为 ，其中 ,在选定了管子，确定了静态工作点后，电压放大倍数主要与下列因素有关：

1）与R_C大小有关，R_C 越大， 越大，但是在电源E一定时R_C 不可能提高很大；

2）与放大电路是否有外接负载有关，当放大电路有外接负载时，放大倍数下降。

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图1.6静态工作点设置不合适输出波形产生失真