单级共射放大电路

1、明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新1电子线路设计、测试与实验电子线路设计、测试与实验华中科技大学电子与信息工程系杨彩虹 2015.11HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新单管放大器设计与实现单管放大器设计与实现p单级共射放大电路（实验五）单级共射放大电路（实验五）明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新 教学内容教学内容p实验要求实验要求p实验测试内容实验测试内容p实验原理实验原理p电路组装与调试方法电路组装与调试方法p验收要求验收要求明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新实验

2、要求实验要求晶体管放大电路的设计、仿真方法；晶体管放大电路静态工作点静态工作点设置与调整方法；晶体管放大电路性能指标的测试方法及调试技术；了解负反馈对放大电路性能的影响。明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新实验测试内容实验测试内容n按图4.5.1组装电路n测量放大状态下的静态工作点，确保电路工作状态正常n调节电路到最大不失真状态*，记录输入、输出波形，计算放大倍数（ AV30 ）n测量放大状态下的静态工作点，记录到表格4.5.1n测量fH和fL，计算通频带，n测量输入电阻n测量输出电阻n观察失真现象，测量失真状态下的静态工作点，记录到表格4.5.2明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是

3、、创新电路工作原理（电路工作原理（P82P82图图.1） o 采用的是分压式电流负反馈偏置电路。o 放大器的静态工作点Q主要由RB1、RB2、RE、RC及电源电压+VCC所决定。 RB2 10k CB 20k RC 5.1k RE2 1k CE 10F 47F RL 5.1k 10F CC 12V VCC T1 3DG6 RB1 * Vo Vi RP 100k RE1 51 注意：书上参数错误！注意：书上参数错误！明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新7电路安装与测试电路安装与测试n首先在面包板上组装好电路，参考上图搭接好实验测试平台。看录像参考:http:/ 1. 电路

4、组装与测试电路组装与测试特别注意：特别注意： 1. 1. 所有交流量均用示波器测试。所有交流量均用示波器测试。 2. 2. 发现电路不能正常工作，要用发现电路不能正常工作，要用测试方法排查故障。测试方法排查故障。 3. 3. 实验前，先用万用表测出实验前，先用万用表测出 值。值。 RB2 10k CB 20k RC 5.1k RE2 1k CE 10F 47F RL 5.1k 10F CC 12V VCC T1 9813 RB1 * Vo Vi RP 100k RE1 51 明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新电路安装明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新10静态调试静态调试 （

5、1）接通电源，将电路输入端接地，测量电路的静态工作点。 （2）用万用表直流电压档，分别测量晶体管的B、E、C极对地电压VBQ、VEQ及VCQ。 （3）一般VBQ（25）V，VCEQ正几伏。如果出现VCEQ VCC，说明晶体管工作在截止状态；如果出现VCEQ 0.5V，说明晶体管已经饱和。（4）调节电位器RP1，使VCEQ正几伏，此时说明晶体管基本工作在线性放大状态。但Q点不一定是最佳的，还要进行动态波形观测。明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新2.2.测试静态工作点测试静态工作点 Vi Vi为为f f1KHz1KHz，VippVipp100mv100mv正弦波，调节正弦波，调节RpRp

6、和和信号幅值，使信号幅值，使VoVo最大不失真最大不失真。动态调试到最大不失真动态调试到最大不失真关闭信号源，用万用表测量静态工作点关闭信号源，用万用表测量静态工作点明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新动态调试动态调试若放大器的输出vo的波形的顶部被压缩（，这种现象称为截止失真），说明静态工作点Q偏低，应增大基极偏流IBQ（减小Rp），即增大ICQ。 vi (t)vo (t)oott截止失真明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新动态调试动态调试 如果输出波形的底部被削波，这种现象称为饱和失真），说明静态工作点Q偏高，应减小IBQ （增大Rp） ，即减小ICQ 。 vi (t)vo

7、 (t)oott饱和失真明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新动态调试动态调试（1）调节RB1，使放大器的输出vo不失真。（2）增大输入信号（如ViPP =120mV）， vo无明显失真，或者逐渐增大输入信号时， vo顶部和底部差不多同时开始畸变，说明Q点设置得比较合适。-最大无失真概念！（3）此时移去信号源，分别测量放大器的静态工作点VBQ、VEQ、VCQ，并计算VCEQ 、ICQ、 IBQ、 。14明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新3. 3. 测量放大倍数测量放大倍数 在波形不失真的条件下，测出Vi (有效值)或Vim(峰值)或Vpp(峰-峰值)和Vo(有效值)或Vom(峰

8、值)或Vpp(峰-峰值) ，则： p-ipp-opimomioVVVVVVVA明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新4. 4. 测量通频带测量通频带BWBW 放大器的频率特性如图所放大器的频率特性如图所示，示，采用采用“逐点法逐点法”测量放测量放大器的幅频特性曲线。大器的幅频特性曲线。1.1.记录记录f f1KHz1KHz时的时的AvoAvo2.2.减小减小f f，直到，直到AvlAvl0.7070.707* *AvoAvo，记录，记录f(l)f(l)3.3.增大增大f f，直到，直到AvhAvh0.7070.707* *AvoAvo，记录，记录f(h)f(h)（调整（调整f f时，一定

9、要用示波器监时，一定要用示波器监视视ViVi的幅值，保证幅值不变）的幅值，保证幅值不变）4.4.通频带通频带BwBwf(h)-f(l)f(h)-f(l)03中频区低频区高频区BWfLfHf /Hzf /Hz90180270/度20lg AV /dB0(a)(b)fHfL注意：保持输入信号的幅值不变，而且输出波形不失真注意：保持输入信号的幅值不变，而且输出波形不失真明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新5. 5. 测量输入电阻测量输入电阻 用“串联电阻法”测量放大器的输入电阻Ri，即在信号源输出与放大器输入端之间，串联一个已知电阻R(一般以选择R的值接近Ri的值为宜）。 放 大 器信 号

10、源RRiVsVi明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新计算输入电阻计算输入电阻 在输出波形不失真情况下，用晶体管毫伏表或示波器，分别测量出Vi与Vs的值，则 RVVVRisii式中，Vs为信号源的输出电压值。 明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新6. 6. 测量输出电阻原理图测量输出电阻原理图 在输出波形不失真的情况下进行测量。Vo为放大器负载开路时的输出电压的值；VoL为接入RL后放大器负载上的电压的值，则 LoLoo)1(RVVR信 号 源放 大 器RoSRLVoVoL如果输出开路时，发现如果输出开路时，发现Vo出现失真，则要减小输入信号的幅值，出现失真，则要减小输入信号的幅

11、值，直到失真消失，然后再重新分别测量开路和带负载时的直到失真消失，然后再重新分别测量开路和带负载时的Vo值值明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新发现电路不能正常工作，要学会用测试方法排查故障。发现电路不能正常工作，要学会用测试方法排查故障。 如果输入正弦信号后，在示波器上无法观察到正常的输如果输入正弦信号后，在示波器上无法观察到正常的输出波形，问可能的故障有哪些？出波形，问可能的故障有哪些？1 1）示波器信号线、信号源的信号线有问题）示波器信号线、信号源的信号线有问题（用示波器（用示波器ProbeProbe输出检查）输出检查）2 2）信号源使用不正确、示波器使用不正确（）信号源使用不正

12、确、示波器使用不正确（不要使用不要使用TTL TTL OUTOUT，SYMSYM和和OFFSETOFFSET旋至最左；示波器触发源设置正确）旋至最左；示波器触发源设置正确）稳压电源使用不正确稳压电源使用不正确（使用一路，负极接到电路参考地）（使用一路，负极接到电路参考地）3 3）电路静态工作点不正常）电路静态工作点不正常电路连接错误电路连接错误（检查原理、连接关系）（检查原理、连接关系）电路参数错误电路参数错误（核实各电阻阻值，测量三极管（核实各电阻阻值，测量三极管值）值）三极管管脚接错三极管管脚接错三、电路调试三、电路调试明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新电路调试电路调试怎样排查？

13、怎样排查？1 1）示波器信号线、信号源的信号线有问题）示波器信号线、信号源的信号线有问题2 2）信号源使用不正确、示波器使用不正确）信号源使用不正确、示波器使用不正确将示波器的信号线直接接到示波器提供的方波将示波器的信号线直接接到示波器提供的方波信号源上，观察示波器是否显示方波信号信号源上，观察示波器是否显示方波信号用上述方法可以判断任何信号线是否有问题用上述方法可以判断任何信号线是否有问题将信号源输出的信号线直接与示波器的信号线将信号源输出的信号线直接与示波器的信号线连接，观察示波器是否有正常波形显示，调整连接，观察示波器是否有正常波形显示，调整信号源相关按钮和旋钮信号源相关按钮和旋钮明德、

14、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新电路调试电路调试怎样排查？怎样排查？稳压电源使用不正确稳压电源使用不正确（用万用表测试）（用万用表测试）3 3）电路静态工作点不正常）电路静态工作点不正常电路连接错误电路连接错误（目视检查）（目视检查）电路参数错误电路参数错误（用万用表测试）（用万用表测试）三极管管脚接错三极管管脚接错（目视检查）（目视检查）用万用表测试静态工作点（用万用表测试静态工作点（VE、VCE、VB等），等），与理论估算值比较与理论估算值比较电位器未调整到正确阻值电位器未调整到正确阻值（调整电位器后再测静（调整电位器后再测静态工作点）态工作点）明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是

15、、创新电路的调试步骤电路的调试步骤n检查电路连接检查电路连接磨刀不误砍柴工！磨刀不误砍柴工！按照电路图来检查实际安装的线路特别注意：电源供电(包括极性)、信号源连线是否正确;地线的共地问题；n静态测试；静态测试；静态工作点情况n动态测试；动态测试；基本信号输入输出情况n整机联调；整机联调；性能指标测试与电路参数调整23明德、厚学、求是、创新明德、厚学、求是、创新电路调试电路调试本实验电路调试的较有效的方法和次序是：本实验电路调试的较有效的方法和次序是：1)1) 电路组装完毕且通电后，首先测试静态工作点电路组装完毕且通电后，首先测试静态工作点2)2) 调整电位器，使工作点处于合适的位置（调整电位器，使工作点处于合适的位置（V VE E=1.2=1.2 1.8V1.8V） （如果无法调到合适的位置，则可能是例（如果无法调到合适的位置，则可能是例3 3所列的故障所列的故障) )3)3) 将信号源的信号直接输入示波器，调整出符合要求的信号将信号源的信号直接输入示波器，调整出符合要求的信号4)4) 再将信号接入放大电路的输入端再将信号接入放大电路的输入端5)5) 分别用示波器的两个输入通道，同时观察输入、输出波形分别用示波器的两个输入通道，同时观察输入、输出波形6)6) 有正常输出波形后，再按实验要求进行测试有正常输出波形后，再按实验要求进行测试明德、厚学、求是、