实验一放大器静态工作点和放大倍数的测量.docVIP

第一章 低频电子线路基础实验实验一 放大器静态工作点和放大倍数的测量一、实验目的1.了解晶体管放大器静态工作点变动对其性能的影响。2.掌握放大器电压放大倍数Av的测量方法。3.了解、变化对Av的影响。二、实验原理放大器的一个基本任务是将输入信号进行不失真的放大，要使放大器能正常工作，并获得最大不失真输出电压（即最大动态范围），应将工作点选在交流负载线的中点。如图1-1所示，若工作点选得太高（在Q2点）会引起饱和失真，选得太低（在Q3点）会引起截止失真，而在Q1点工作时最佳，此时动态范围最大。 图1-1有输入信号时，放大电路工作情况的图解常用的放大器偏置电路有固定基流偏置和分压式偏置两种。对定基流偏置电路，当温度升高引起ICBO和的增加时，将使ICQ急剧上升，可能导致放大信号的严重失真。这种情况对锗管尤为显著。对分压式偏置电路，温度升高，虽然同样引起ICBO和的增加，但由于UBQ基本不变，通过Re的负反馈作用，可以稳定工作点。本次实验所采用的即为分压式偏置电路，如图1-3。静态工作点可用下式估算（见图1-2）。 图1-2分压式稳定工作点偏置电路 图1-3分压式稳定偏置放大器已知： IC=IB+(1+)ICBO=IB+ICEO UBQ=EC (I1IBQ) UEVBQ(UBEUBQ) UCEQ=EC-ICQ(RC+Re)图1-3中若忽略偏置电阻的分流影响，源电压放大倍数是： AV= 式中： =RC/RL= rbe=+(1+)=300+(1+)当(1+)时,则 AV-由以上分析可知,RL、RC、IC变化时,AV 、AVS也随之变化。三、实验内容分析：已知： ICQ=1mA , EC=12V, =50, VBEQ=O.7VVCQ=12V (3K1mA)=9VVCEQ= EC-ICQ(RC+Re) =12V-1mA(3K+1K)=8VIEQICQ=1mA, VEQ=1mA1K=1VVBQ= VBEQ+ VEQ= O.7V+1V=1.7V=1 K时，=RC/RL=0.75 K=5.1K时，=RC/RL=1.91 K rbe=+(1+)=300+(1+)当(1+)时,则 AV-=1 K时，AV-=-28=5.1K时，AV-=-70=1 K时， -=-0.28=5.1K时， -=-0.70四、实验内容、方法及结果：1按图1-3连接电路，检查无误后接上电源。2测量静态工作点。先令RC=3K，在无输入信号情况下，调节上偏置电阻RP，使ICQ1mA，然后用万用表分别测量UCEQ、UCQ、UBQ和UEQ值。并将测量结果记入表1-1中。表1-1UCEQ(V)UCQ(V)UBQ(V)UEQ(V)计算值8V9V1.7V1V测量值7.98V9.00V1.69V1.00V误差0.1%0-0.01%0*3观察静态工作点变动对放大器输出波形的影响。(1)保持ICQ=1mA，RC=3K，RL=1K,在放大器的输入端A加入一个频率为1KHZ的正弦信号电压,同时用示波器观察输出波形。逐步增大信号幅度直到输出波形出现失真为止，若出现上下波形失真不对称，可调节RP使输出波形不失真，继续加大输入信号幅度，直到再次出现不对称失真为止；于是再次调节RP，使失真消除，如此反复，达到最大不失真输出，此时静态工作点已选择在动态特性曲线的中心点，用毫伏表测量此时的Ui，Uo值。(2)调节RP，使ICQ2mA，或0，改变输入信号幅度，用示波器观察并绘下放大器输出波形的变化，分析失真的原因。4放大倍数的测量(1)令RC=3K，RL=1 K，调节RP，使IC=1mA，(即URc=3V)，输入信号为f=1KHZ，VI有效值=10mV，用毫伏表测出放大器输入电压Ui和输出电压Uo，求出AV。测量结果记入表1-2中。表1-2误差%3K1K0.01-0.23-0.28-28-23-53K5.1K0.01-0.65-0.70-70-65-5（2）保持输入信号幅度不变，改变电路参数使RC=3K，RL=5.1 K，测量RL改变时的Vo值，计算AV。测量结果记入表1-2。 *（3）测量信号内阻RS对放大倍数的影响。令RC=3K，RL=1 K，IC=1mA保持原输入信号幅度，在信号源与放大器输入端A之间串联一个电阻RS（510）测出此时的Vo，求出AVS，与（1）中的测量结果比较。表1-30.01-0.19-19*5.观察环境温度变化对放大器工作性能的影响将Rc=3K，RL=1.2 K，IC=1mA，使输出不失真，然后将点温度计置于放大管下面，用热吹风对晶体管加温，用示波器观察从室温上升到50，输出波形变化情况。五、实验结果分析：1、调节RP，使ICQ2mA，或0，改变输入信号幅度，其放大器输出波形的如下：图1-4 ICQ2mA时, 放大器输出波形 图1-5 0时，放大器输出波形图 由图可见：0时，工作点选得太低会引起截止失真；ICQ2mA时，工作点选得太高会引起饱和失真。2、随着输入信号频率的变化，放大倍数也随之变化，信号频率高或低与中频段时，逐渐减小。3、集电极电阻、负载的变化，都将引起的变化，减小，也减小；增大，也增大。4、信号源内阻RS的增加会减小电路放大倍数，因为分圧作用，加在放大器输入端的电压降低，从而输出电压降低，减小。5、误差分析：仪器设备本身引起的系统误差；读数时产生的视觉误差；电阻等元件实际值与标称值之间存在误差。六、实验预习要求完成相应的理论计算。七、实验报告要求1.记录测量和观察的结果2.将测量结果与计算值比较，并分析在不同情况下，各放大倍数发生变化的原因。八、实验设备1示波器 一台2信号发生器 一台3交流毫伏表 一台4直流稳压电源 一台5万用表 一只6实验箱 一台九、注意事项：1、静态工作点的调试：静态工作点的设置是要使放大电路产生的非线性失真最小，动态范围最大。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的影响。当静态工作点偏高， 放大器在加入交流电路以后易产生饱和失真，此时输出电压波形U0的负半周期将被削底；当静态工作点偏低， 则易产生截止失真，此时输出电压U0的正半周期将被缩顶（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，在选定静态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输入电压，