单管放大电路试验报告

1、1亦w二、实验原理”IBIlffl机1.静态工作点由估算拓？T.1时0-1.图21电都皿也u抬36kQJ_Tl_+JTTCirn10uFil蜘n_l%F%200叫毕.13坳nRIkQY斑-共发射机放火电路单管放大电路,、实验目的1 .掌握放大电路直流工作点的调整与测量方法；2 .掌握放大电路主要性能指标的测量方法；3 .了解直流工作点对放大电路动态特性的影响；4 .掌握射极负反馈电阻对放大电路特性的影响；5 .了解射极跟随器的基本特性。:、实验电路实验电路如图2.1所示。图中可变电阻Rw是为调节晶体管静态工作点而设置的匕际尼检Q2V)VBk.jbbl将基极偏置电路Vcc,Rbi和Rb2用戴维南

2、定理等效成电压源。开路电压VbbrB2VCC,RbiRb2RbRb1/Rb2IBQVbbVbEQLiFlRb1)(ReiRe2)IcqIBQVceqVcc(RcRei)IE2CQ可见，静态工作点与电路元件参数及晶体管在实际工作中，一般是通过改变上偏置电阻RB1（调节电位器RW）来调节静态工作点的。RW调大，工作点降低（ICQ减小），RW调小，工作点升高（ICQ增加）。I般为方便起见，通过间接方法测量Icq，先测Ve,1cqIeqVe/(ReiRe2）。2 .放大电岭的电压增益与输入、输出电阻(Rc/Rl)RiRbi/Rb2rbeRoRcrbe式中晶体管的输入电阻r=r+(B+1)V/Ibebb

3、'TEQ+(B+1)x26/Ibb'（室温）。CQ3 .放大电路电压增益的幅频特性放大电路一般含有电抗元件,使得电路对不同频率的信号具有不同的放大能力,即电压增益是频率的函数。电压增益的大小与频率的函数关系即是幅频特性。般用逐点法进行测量。测量时要保持输入信号幅度不变，改变信号的频率，逐点测量不同频率点的电压增益,以各点数据描绘出特性曲线。由曲线确定出放大电路的上、下限截止频率fH、fL和频带宽度BW=fH-fLO需要注意，测量放大电路的动态指标必须在输出波形不失真的条件下进行,因此输入信号不能太大，一般应使用示波器监视输出电压波形。三、预习计算1 .当由实验原理知计算结果如下

4、:可以解由由此可以计算出该放大电路的输入电阻输由电阻为电压增益2 .当由实验原理知计算结果如下：利用回路的分压特性可以解得由此可以计算由该放大电路的输入电阻输由电阻为,一、，B电压增益3 .当与并联时时，可知仍然成立，而此时:+四、仿真结果搭建电路如下：XSB3.3kRRe21.静态工作点的调整rci710F用参数扫描找到静态时使的电阻AV25mVrms1kHz0。VCC+ExtTrig36.0kQRb2I15.0kQ12VC2810FMRF9011L*3Rl5.1kQ+Rc2Q11kQRw38.9kQRe1200QCe47旷1vmmr蜜耳期1fl一B2<nI_LTWFMK4tawMQQ

5、11flin&WJi第D7mIM)TWFrmttfO月*Ift(ft4v(Up11)2.»1irwmsbrttwJMWIJM*常*,一pc)twms*LVKf1,00-B5常pQFTWF'Pto!，*川DO10051llffiIT*300|.ftjltiW,1IdMJ*G1L-4I*。Ffwir-zUncr.1SWLW*66fli1胸1xrratWX*科口NwqIM11ApK)TwrHKttfoal9M1790k2(SJDU上I记tewUncp,两20089ftMQt$u1rfWZWImtt/300994i,0>viwoiJj，TW.JSMQQ4a1377u的电

6、阻L207650X3)器件参数扫描3M02004190Z0O372E20023"ZOOU7Grrwmstra«M10ZOOMJmWWEL9M5Sm设计1直流工作点AB+Re1200Q5mVrms1kHz3.3kQMRF9011L*3总结数据如下:38.98.69457.48692.工作点对放大电路动态特性的影响1.20772.9877时，电路如下:R11.0kQ3.835.4002.412VCCXSC1287C1Q110F10mFV2R36.0kQRc12V0°Rb215.0kQ同时册:ExtTrig'.Rw1kQjBRl5.1kQ+38.9kQ£

7、;Ce丁47FRe2设计1直流工作点5.«0"JU_E故放大倍数测量输入电阻时电路如下:XSC1VCCExtTrig+Rc12V3.3kQRC236.0kQ2r，Q110lF«U,IiRb2IV15.0kQMRF9011L*3Re14Lonnn，200Ce47pFiRe2r.1kQRw38.9kQV25mVrms1kHz0T8Rl5.1kQ测量输出电阻。当负载电阻接入时电路如下:XSC1VCCExtTrigC1Rw38.9kQRcR3.3kQC236.0kQ2Q110i12V71kHz°0Rb2MRF9011L*3$15.0kQRe1200QCeRe24

8、7户ILfl1kQRl5.1kQ示波器他示如下:XSC1VCCExtTrigMMRF9011L*CRb23TJ15.0kQIRe1200Q38.9kQRc12VR3.3kQC2136.0k2.-1"Q110FJViRw示波器显示如下XS(Rb2V2115.0kQ5mVrms1kHz011dVCC&I!_12V3.3kQ"C212QQ110/MRF9011L*：3*Re1Sl2200QcCe47户:Re2【-i1kQ8jlRlJb5.1kQ示波器显示如下:XSC1WbVCC-RwExtTrig+33830QAB+-b36.0kQrtC17H*，R110FI1.0kQR

9、b2V215.0kQ5mVrms1kHzRc12V3.3kQC22Q110FMRF9011L*3Re1-200QlCe47FRe21k。8Rl5.1kQ示波器显示如下:V25mVrms1kHzVCCRw3830Q1*12VRc12V3.3kQRC236.0kQ28Q110肝MRF9011L*Rb2酒(fgRl15.0kQRe15.1kQ200QCe47FRe21kQ示波器结果如下:«IIFv(Tlf工XSC1VCCExtTrigRcS3.3KQ2Q1V2Re1200QL|Rw3830QMRF9011L*3Re21kQc»Rb2>5.0kQ5mVrms1kHz_>

10、00R<36.0kQC2Ce47pF示波器显示如下:12V示波器-X4C1国道a刻度:/物位移（格”o故输出电阻反向保存触发粽上结果如卜（表中电压均为最大1的电压增益-7.06-480.509-68.05.591输入电阻7.070774.155输出电阻六3.11一490.64247.07884.276-125.14.79317.0682.114.7937.0682.113.幅频特性仿真输由曲线与数由于隔直电容比较小，此处近似认为输入电压的幅值变化不大,据见附图，整理如下:设计1交流分析1046280620280010k46k280k10MI100M100OM10G100G孵（Hz）1数据

11、统计如下表：L-73.3.-51.83.1130.1I.81.1.81.1-138.05-97.60248.0172.8872.88五、实验内容与数据记录1 .利用学习机上的晶体管输出特性测出三极管的放大倍数B2052 .调节，使、，测量的值。3 .、情况下，测量放大电路的动态特性（电压增益、输入电阻、输出电阻）和幅频特性。动态特性（电压均为有效值）5+341,1-68.24.10,5、14.56555r340,3.23T515*15821-116.4，3.74，54，2.85940:5579，3.18幅频特性：J电压增益输入电阻输出电阻68-48.08146.13.333.33MRw/kCE

12、QU/VAuRi/k124.4-87.96296.3理论计ICQ.仿真结果实验数据算1mA2mA1mA1mA2mA1mA2mA40.85.127.568.39123.44.062.5538.93.837.48692.987768.0125.13.752.11QRo/k1mA3.33.11443.45.367.472.9168.2116.44.562.853.232.247仿真与理论误差4.657%25.195%0.175%0.410%0.570%-1.378%7.635%17.255%5.636%2.247M实验与理实验与仿论误差真误差-11.568%-39.948%0.226%2.601%-

13、0.294%6.954%-21.600%-35.071%-3.725%11.568%39.948%-0.226%2.601%0.294%-6.954%21.600%35.071%3.725%2mA3.32.9353.1811.061%-8.348%8.348%1mA130.1146.112.298%fl/Hzfh/Hz2mA1mA2mA4.数据汇总与误差分听表格可以看出:248.0181.1M72.88M1.理论计算、仿真数据与实验数据较为接;值对于最体管设定为理想，与实二较仿真与大，这应中元件电容对于变。296.33.33M2.247Mh部分数据与理论值相差较大，主要是理论乐元件有所差另1实

14、际实验的曲率响应可以看:该与两个因素有关：第差别较大第二,上限截止频率造成影响但是静态电湘增加时,3.整体上看来既下限截止频率可比,实验中所使用的晶体管不够理想,实验中使用实E示示波器,上限截止频率19.471%-95.894%-96.917%而上限截止频率差别较级间电容与仿真软件向仿真中采用的是理想示波器,变小，下限截止频率增加,理论计算和仿真实验可以在一定范围符合【分析实验误差产生的原因】1.实验仪器的误差实代血验的小波器并不理事有容等内部也会给电i示波器的频带变窄的特性仍然不实际情况，指导实际实验也启电谷,测上限截止频率H寸,此外频率信号发生器元件的影向，弁且由于示波器分辨率的问题导致数

15、据不准确;路带来影向；用数字万用表测电阻以及静态工作点时，也会带入仪器误差2.实验元器件的混差由二:实际晶体管与理想品仰管有一定差别其工作区的线性程度也不能完全得到保证,因此导致定误差3.Rw日勺理论俅偏差较大分若考虑射极电阻的影响,Rw的实测值和仿真值都很准确。测量fH时，即使探头使用*10档，所测结果与实际仍有很大差距示波器输入电容降低了原电路的上限截止频率六、思考题1.若将图2.1所示放大电路的直流工作点调至最佳状态出波形同时出现饱和与截止失真），列表说明出信号动态范围有何影响。如果输入信号幅度增大，将产生什么性质的失真？答：列表如下所示：变化增大减小增大减小（即当输入信号幅度增大时，输

16、各参量的单独变化（增大或减少）对输在上述各种情况下输出信号波形首先输出动态范围的影响首先失真增大饱和失真减小截止失真增大饱和失真减小截止失真2.能否用数字万用表测量图2.1所示放大电路的增益及幅频特性，为什么？答：不能用数字万用表测量幅频特性。万用表的工作频率范围较小，不能完全满足测量要求。使用万用表可以在一定范围内测量增益。但是因为无法估计万用表内部电容对于所测增益点的频率响应，并不能保证万用表测量值的准确性。（即通频带较窄，不易找到合适的测量点）。并且使用数字万用表时测生的是电压的有效值，但因无法观察到波形，故无法判断波形g否失真，失真时算由巾电压增益没有意义。"示波器可以克服以

17、问题，还可以保证较高卜青度，同时能显示相位差等相关特性，；其实用方仲。，,I3、测量放大电路输，电阻时，若串联电阻心阻值比其输入电阻大得多或小得多，对测量结果会有什么影响？答：若电压表测（误差为一+/-0.1,AIJ当串联电阻的阻值比其输入电阻幺得多或小得多时，必有一处电压值会过小，电压测量的相对“差0.1/U就会很大，造成所得输入电阻的相对误差增大。小5、一般是改变上偏“电阻Rb1来调卜工作点，为什么？改变Rb2或Rc可以吗？为什么？答：Vbb=Vcc*Rb2/(Rb2+Rb1)=Vcc/(Rb1/Rb2+1)所以可以通过调节Rb1来调节工作点；从上述公式看来，改变Rb2也是可以的；但改变R

18、c不可以，调节Rc只能改变管压降，改变不了Ic七、实验结论IIUVRR放大电路直流工作点主要参数包括BQ、CQ、CEQ,与电路元件参数CC、C、B、R及晶体管的均有关，在实际工作中一般通过上偏置电阻E电路主要性能参数由，静态参数主要借助万用表直接或间接测量,R来调节静态工作点。放大B1动态参数则主要借助示波器测量。单管放大电路中直流工作点的设置会影响动态参数如电压增益、输入电阻、频带宽度等。发射极负反馈电阻会对放大电路的动态特性造成影响,如减小电压增益，展宽频带等,但会稳定静态工作点。八、实验小结与收获本次实验是我做的第一个完整的电子电路实验，从开始的预习理论计算到仿真模拟分析，再到时基搭建电路测量，在这整个过程中，我更深入的了解了单管放大电路的工作原理以及每个变量对放大电路的影响情况。在本次实验