电子线路测试实验

1、电子线路测试实验报告2010年4月15日目录一.单级阻容耦合晶体管放大器设计- 2 -u已知条件：- 2 -u性能指标要求：- 2 -u实验仪器设备：- 2 -u实验目的：- 2 -u实验原理- 2 -u电路的设计与调试4u实验数据：4u误差分析：5u实验分析与研究：5u实验总结：6二.三极管输入输出特性曲线仿真6u输入特性曲线6u输出特性曲线7三.晶体管放大器仿真9u电路参数及电路图9u输出特性曲线9u幅频相频曲线及输入阻抗10四.差分放大器的仿真10u已知条件10u性能指标11u实验电路11u输出信号11u输入阻抗和通频带12u共模增益与共模抑制比12u思考题13一. 单级阻容耦合晶体管放

2、大器设计u 已知条件+VCC=+12V,RL=2k,Vi=10mV,Rs=50。u 性能指标要求AV>30,Ri>2k,Ro<3k,fL<30Hz,fH>500kHz,电路稳定性好。u 实验仪器设备低频信号发生器EE1641B(1台)数字万用表UT2003(1只) 双踪示波器TDS210(1台)实验面包板 直流稳压电源（双路输出） 元器件及工具（1盒）u 实验目的：1. 掌握晶体管的主要参数的测试方法；自行安装试验仪器，理解其工作原理。2. 掌握晶体管（BJT）放大器静态工作点的设置与调整方法；放大器基本性能指标的测试方法；负反馈对放大器性能的影响及放大器的安装与

3、调试技术。u 实验原理1. 如下图1所示的有负反馈电阻的电路（下图2所示的有负反馈电阻的电路），称之为阻容耦合共射极放大器。它采用的是分压式电流负反馈偏置电路。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。2. 该电路利用电阻RB1、RB2的分压固定基极电位VBQ。如果满足条件I1>>IBQ，当温度升高时，ICQ>VEQ(VBQ不变）>VBE>IBQ>ICQ，结果抑制了ICQ的变化，从而获得稳定的静态工作点。 3. 工作点稳定的必要条件： I1>>IBQ， 直流负反馈愈强，电路的稳定性愈好。所以要求VBQ>&

4、gt;VBE，即VBQ = (510)VB。图1. 有负反馈晶体管放大器图2. 无负反馈晶体管放大器u 电路的设计与调试1. 根据已知条件性能指标要求，确定电路（有负反馈放大器电路）及器件，设置静态工作点，计算电路元件参数。2. 设计使得=160。要求Rirbe >2k,所以ICQ<26/(2000-200)=2.31mA取ICQ=1.5mA,则IBQ=ICQ/=10µA I1 =(5-10) IBQV=0.2 VCC=2.4V,则RE= V/ IC=1kRB1=60k, RB2=15k要求AV>30，取Av=45, RC =2k。取CB= CC=16µf

5、, CE=330µf。3. 按照设计参数安装电路，接通电源，用万用表测得静态工作表u 实验数据：表1. 放大器的测量数据表静态工作点V/VV/VV/VI/mAI/µAV/V3.3056.6282.7611601.59310.066.580电压增益（f=1kHz）ViVo AV = Vo / Vi =49.29.6mV456mV输入电阻Ri（测试电阻R=1.6k）ViVsRi = Vi /( Vs - Vi)R=2.22k20mV11mV输出电阻Ro（负载电阻RL=2k）VoVoLRo =( Vo / VoL -1) RL =1.48k1.42V816mV表2. 通频带fL、

6、fH的测量数输入Vipp =10mVfi/Hz2850601001k10k100k500k862kVopp348400416471492452440404348AV34.84041.647.149.245.244.040.434.820lgAV30.832.032.433.533.833.132.932.130.8通频带fL=28Hz fH=862kHz1. 由上表可知主要技术指标：测量电压增益AV在放大器输入端加上f=1kHz，Vipp =10mV的正弦波，在输出波形不失真时，测得Vi和Vo的波形如以上仿真图。由图可知AV = Vopp / Vipp =49.22. 测量通频带BW由图可知，

7、当放大器增益下降到中频增益的0.707倍时所对应的fL和fH，故由此测得得通频带BW为20Hz862kHz。3. 测量输入电阻Ri取R=1.6k，则Ri = Vi /( Vs - Vi)R=2.22k4. 测量输出电阻Ro取RL=2k，则Ro =( Vo / VoL -1) RL =1.48ku 误差分析1. 电压增益AV理论计算值AV=45，实际测量值AV=49.2，相对误差AV=（49.2-45）÷45×100=9.32. 输入电阻Ri理论值Ri rbe=2k，实际测量值Ri =2.22k，相对误差Ri=（2.22-2.0）÷2.0×100=113.

8、 输入电阻Ro理论值Ro Rc=1.5k，实际测量值Ro =1.48k，相对误差Ro=（1.48-1.5）÷1.5×100=-0.134. 误差产生的原因：l 各计算公式为近似公式；l 元件的实际值与标称值不尽相同，存在一定误差；l 在频率不太高时，CE、CB的容抗不能忽视；l 测量仪器仪表的读数误差；l 观察记录数据存在一定误差。u 实验分析与研究1. 响放大器电压增益的因素从求AV的公式可知：l 晶体管的>AV，RC>AV，而RoRc，故Rc不可太大。l rbe =200+（1+）26/ IE，则IE>AV> rbe，rbe会使Ri。2. 影响放

9、大器通频带的因素从求fL的公式可知：l CE> fL，但CE增大后，电容的体积和价格也增大，设计时应综合考虑。l 在晶体管发射极增加负反馈电阻R，可使fL，但AV。3. 波形失真的研究当静态工作点过低时，会产生截止失真，过高时会产生饱和失真。改进办法：调整偏置电阻。截止失真时减小RB1，提高VBQ，以增大IEQ，饱和失真时减小RB1，以减小IEQ。u 实验总结1. 通过本试验掌握了单级阻容耦合放大器的工程设计估算方法和如何调整放大器的静态工作点，掌握了放大器的主要性能指标及其测量方法。尤其是如何提高放大器的电压增益和扩展通频带。2. 熟悉了示波器、信号发生器和万用表的使用方法，以及如何检

10、查晶体管的好坏。3. 在实验时应该保持良好心态，遇到问题时要积极思考并且最好能够联系课本，一步一步调试。4. 做好实验预习，实验中认真记录好数据。二. 三极管输入输出特性曲线仿真u 输入特性曲线1. 输入特性曲线电路图如图3。图3. 输入特性曲线的电路图2. 输入特性曲线如图4。图4. 输入特性曲u 输出特性曲线1. 输入特性曲线电路图如图5。图5. 输入特性曲线的电路图2. 输出特性曲线如图6。图6. 输出特性曲三. 晶体管放大器仿真u 电路参数及电路图有反馈无反馈电路图及分别参数如图1和图2。u 输出特性曲线图7. 有，无反馈输出特性曲线u 幅频相频曲线及输入阻抗图8. 有，无反馈特性曲线四. 差分放大器的仿真u 已知条件Vcc=+12V，Vee=-12V，Rl=20k，Vid=20mV，BG3191 4只。u 性能指标Rid>10k，Avd>15,Kcmr>50dB.u 实验电路根据各已知条件和性能指标计算得电路图如下。图9. 单端输入-单端输出差分放大电路u 输出信号图10. 差分放大器输出特性曲线u 输入阻抗和通频带图11. 输入阻抗与通频带由上图得l 输入阻抗Ri=10.372kl 增益Av=20.499u