实验二单级放大电路09.10.27

1、实验二单级放大电路一、实验目的1. 学会测量和调试放大器的静态工作点。2. 掌握测量放大器的电压放大倍数、输入和输出电阻的方法。3. 熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫（微）伏表、电子线路实验学习机等的使用方法。二、实验器材1. 双踪示波器2. 函数信号发生器3. 交流毫伏表4. 电子线路实验学习机一台5. 数字万用电表三、预习要求1. 搞清下列问题：（ 1）什么叫静态工作点？用哪些量来描述，用哪些仪器来测量。（ 2） 如何调整、测量静态工作点？（ 3） 放大器的动态指标是指：信号的幅度和周期（频率） 、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）、幅频特性曲线和通频

2、带。如何测量？（在什么条作下，用什么仪器测量）（ 4）测量 i c 有几种方法，并说明其优、缺点。（ 5）根据所给电路参数， 估算出电路的放大倍数 au，输入电阻 ri , 输出电阻 ro 。四、实验原理放大器的基本任务是不失真地放大信号，实现输入变化量对输出变化量的控制作用。 要使放大器正常工作， 除有保证放大器正常工作的电压外，还要有合适的静态工作点。1. 静态工作点的测量与调试放大器的 静态工作点是指放大器输入信号为零 （即 ui 0 ）时，这时三极管各电极的直流电压和电流的数值 （ i bq 、i cq 、u ceq 、u beq ）。当电路参数确定后， 静态工作点 主要通过偏置电阻r

3、p 调整 。若 rp1i cq 和 u ceq调小，工作点升高， 输出波形易产生饱和失真； 若 rp 调大，工作点降低，输出波形容易产生截止失真，当输入信号过大时，输出波形会产生双向失真。一般地说，静态工作点应选择在输出特性曲线上交流负载线的中点。 对于小信号放大器而言，若输出交流信号幅度较小，电压放大器的非线性失真将不是主要问题， 因此 q点不一定选在交流负载线的中点，而是根据其他要求来选择。例如，希望放大器耗电省、噪声低， q点可选低一些。静态工作的调整就是当测量得到的静态工作点不合适，或通过示波器测得的输出波形出现饱和或截止失真时， 调整基极偏置电阻值 rp 大小，使静态工作点处于合适位

4、置。 若测出 u ceq 0.5v ，则说明三极管进入饱和状态； 如果 u ceq vcc ，则说明三极管工作在截止状态。这两种情况下的静态偏置都不能使电路正常工作， 需要对静态工作点进行调整。2. 动态指标测试放大器的动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、动态范围和频率特性等。（1）电压放大倍数 au 的测量调整放大器得到合适的静态工作点，然后在输入端加输入信号ui ，在输出电压 uo 不失真的情况下，用交流毫（微）伏表测出ui 和u o 的有效值（也可用示波器测出输入电压和输出电压的峰峰值）。则：uo 或 auuopp；实验值 auuipu ip理论值 aurl ，rbe其中 rb

5、e 300(1 )26(mv )( )， rlrc / rl 。i eq ( ma)（2）输入电阻 ri 的测量uirir,usui理论值 rirb1 / rb 2 / rber放大器r ou si iu i函数信号发生r i器rlu o2图 3-3-1输入电阻、输出电阻测量原理稳压电源毫伏表+-放大函数信号电路板示波器发生器图 3-3-2 实验电路与各测试仪器的连接（ 3）输出电阻 ro 的测量ro( u o1) rlu l理论值 rorc 。注意！在 rl 接入和断开的测试中，必须保持输入信号大小不变，输出波形不失真 。+vcci b 112vrc51k5.1krb 1c 2u oi cr

6、p+680kc 110ui bubu i+u er l+10uube-5.1k100rb 2+24ki erec e10u1.8k图 3-3-4单级放大器五、内容与步骤31. 按图 3-3-4 连接电路，2.静态调整： ui 0 ，调整 rp ，使 u ce vcc / 2 ，用 ut56 数字万用表直流电压“ 20v”档测量 u b 、 u c 、 u e ，（注意！指对地电压 ）用 ut56 数字万用表测量 rp （注意！要切断电源并断开 rp 的一根导线 ）、 i b 、 ic 值，记入表 3-3-1 中。3. 动态性能测试（1） rp 不变，使 u cevcc / 2 。 输入电压 u

7、i =10mv(精确测量 )当 rl =时，测量 uo、 ui ，记入表 3-3-1 中。当 rl =5.1k 时，测量 uo、 ui ，记入表 3-3-1 中。当 rl =1.5k 时，测量 uo、 ui ，记入表 3-3-1 中。（ 2）用示波器观察输入和输出信号的相位关系（ 3）测量放大器的输入电阻在输入端与信号源之间串联电阻r ， rc =5.1k ， rl =5.1k ，f=10khz，在输出不失真的情况下， 用交流毫伏表测量 u s 、u i ，用 ut56数字万用表测量 r值（注意！要切断电源并断开 r 的一根导线）。（ 4）测量放大器的输出电阻保持 ui 不变， f=10khz

8、，在输出电压不失真的情况下，用交流毫伏表测量断开 rl 时的输出电压 uo 及接上 rl 时的输出电压 u l 。（注意！两次测量时ui 应保持相等，且大小合适，保证在接入和断开rl ， 输出信号不失真， rl 与 ro 为同数量级电阻。）表 3-3-1静态工作点及动态量的测量给定条件静态工作点动态量u cu eu bi bi crpuceuiu o au/v/v/v/ a/ma/k/v/mv/vrp 为合适rl5.1k10u ce vcc / 2表 3-3-2输入电阻和输出电阻的测量u s /mvu i /mvr/ kri /k u l /v u o /vrl /ro /k 测量值计算值k测

9、量值计算值5.15.1六、注意事项1. 连接线：连线插头可叠插使用， 插入时向下并顺时针旋转即可4锁紧，松开时向上反向旋转即可拔出，不可直拉导线。2. 在切断电源的状态下，连线、拆线。连线必须注意电源极性。（红色线接电源的正极，黑色线接地。 ）3. 所有仪器和实验电路都必须“共地” 。4. 测量 rp 电阻值时，要切断电源并断开 rp 的一根导线。5. 使用示波器进行测量时， y 通道“垂直微调 ” (variable) 旋钮顺时针旋到底， “扫描微调” (variable) 旋钮顺时针旋到底。6. 实验结束后，所有仪器的电源开关置“关” ，探头、电源线都不要拔下。7. 测量输入电阻、输出电阻

10、时， u i 应保持相等，且大小适当，保证在测量时输出波形不失真。8. 函数信号发生器“衰减”换挡时，先使输出幅度调节旋钮（amp ）归零后，然后慢慢调节到所需要的值。9. 数字万用表的使用注意事项（ 1）选择功能（ v、a、）、量程。（ 2）表笔插孔位置：黑笔插入“ com”插孔，红表笔插入所对应功能（ v、a、）。（ 3）测量电流（表笔插孔位置为“ com”、“a”）时，表笔必须串联在被测电路中（即拔掉一根线） 。（ 4）用毕，关掉电源并把旋钮开关置于最高电压挡。（ 5）测量时严禁换挡。七、实验报告1. 完成所有实验内容的记录和计算，简述相应的结论。2. 回答思考题。八、思考题1. 为什么所有