实验九实验报告电工学

中山大学电工原理及其应用实验报告SUNYAT-SENUNIVERSITY院（系）：移动信息工程学号：审批专业：软件工程实验人：实验题目：实验九：BJT单管共射电压放大电路一、实验目的1.掌握放大电路静态工作点的测试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。2.掌握放大电路动态性能（电压增益、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压以及幅频特性等）的测试方法。3.进一步熟练常用电子仪器的使用二、预习思考题1.阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：3DG6的β＝100，Rb2＝20KΩ，Rb1＝60KΩ，RC＝2KΩ，RL＝2KΩ。估算放大电路的静态工作点，电压增益AV，输入电阻Ri和输出电阻RO2、阅读实验附录中有关示波器的使用、晶体管特性图示仪简介以及放大电路干扰和自激振荡消除的内容。3、能否用直流电压表直接测量晶体管的VBE？为什么实验中要采用测VB、VE，再间接算出VBE的方法？答：一般的电压表直接测不准，会引起电路参数变化，因为电表直接接在输入端，形成额外的输入信号。而测UB、UE时，电压表的一端是接地的，不容易形成额外输入。4、怎样测量Rb1阻值？答：用万用表电阻档测量。5、当调节偏置电阻Rb1，使放大电路输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降VCE怎样变化？答：饱和失真时Uce减小Ic增大，截止失真时Uce增大Ic减小。6、改变静态工作点对放大电路的输入电阻Ri有否影响？改变外接电阻RL对输出电阻RO有否影响？答：因为Ri≈Rbe‖Rb1‖Rb2；Ro≈Rc，所以对输入电阻有影响对输出电阻吴影响。7、在测试AV，Ri和RO时怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般选1KHz，而不选100KHz或更高？答：应该选Ui=10mv作用f=1KHZ左右，因为，试验电路为阻容耦合单管共射放大电路，阻容耦合单管放大电路的下限频率fL越小电路的低频响应越好，所以采用1KHZ而不用更高的8.单管共射级放大电路测试中,如果将函数信号发生器,交流毫伏表,示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位，将会出现什么问题？答：对于函数信号发生器:如果有波形输出，例如正弦波，则在示波器端的显示是反相。交流毫伏表：正电流显示为负电流，负电流显示为正电流，容易造成仪器损坏。示波器：只是显示的通道不同了而已，没影响。三、原理说明图9－1为射极偏置单管放大电路。它由Rb1和Rb2组成分压电路，并在发射极中接有电阻Re，以稳定放大器的静态工作点。当在放大电路的输入端加入输入信号vi后，在放大电路的输出端便可得到一个与vi相位相反，幅值被放大了的输出信号vo，从而实现电压放大。图9-1放大电路的测量与调试1．通电观察2．静态测试（1）静态工作点的测量（2）静态工作点的调试3、动态指标测试1）电压增益AV的测量2）输入电阻Ri的测量3)输出电阻R0的测量4)最大不失真输出电压VO（P-P）的测量（最大动态范围）5)放大电路幅频特性的测量四、实验设备1、＋12V直流稳压电源2、函数信号发生器3、双踪示波器4、交流毫伏表5、万用电表6、频率计7、晶体三极管3DG6×1(β＝50～100)或9011×1，电阻器、电容器若干8、实验电路板五．实验内容实验电路如图9－1所示。为防止干扰，各电子仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。1、调试静态工作点接通直流电源前，先将RW调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通＋12V电源、调节RW，使IC＝2.0mA（即VE＝2.0V），测量VB、VE、VC及RB1值。记入表9－1。测量值理论计算值VB（V）VE（V）VC（V）RB1（KΩ）VBE（V）VCE（V）VE（V）2.62.07.4200.75.22误差：(2.6-0.7)/2.6=73%2、测量电压放大倍数在放大电路输入端加入频率为1KHz的正弦信号vS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大电路的输入电压vi5mV，同时用示波器观察放大电路输出电压vO波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的vO值，并用双踪示波器观察VO和Vi的相位关系，记入表9－2。RC（KΩ）RL(KΩ)Vo(V)2.4∞0.72.40.353、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置RC＝2KΩ，RL＝∞，Vi适量，调节RW，用示波器监视输出电压波形，在vO不失真的条件下，测量数组IC和VO值，记入表9－3。Ve(V)0.71.42.02.53.6VO(V)0.30.50.70.820.02AV3/75/147/208/251/1804、观察静态工作点对输出波形失真的影响置RC＝2KΩ，RL＝2KΩ，vi＝0，调节RW使IC＝2.0mA，测出VCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压v0足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出v0的波形，并测出失真情况下的IC和VCE值，记入表9－4中。每次测IC和VCE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。veVce(v)Vo波形失真情况管子工作状态1.57.2缩顶2.05无3.40．3削底饱和六、实验结论Rc越大，电压放大倍数越大、输入电阻不受影响、输出电阻越大。Ri越大，电压放大倍数越小、输入电阻越小、输出电阻不受影响。静态工作点中电流越大，电压放大倍数越大、输入电阻越小、输出电阻不受影响。但静态工作点太大或太小容易导致三极管进入饱和或截止。ICQ↑，当ICQ偏大时，Vo出现饱和失真，形状为“削顶”失真。ICQ↓，当ICQ偏小时，Vo出现截止失真，形状为“缩顶”失真。同时调整当加大ICQ和输入信号时，Vo同时出现饱和与截止失真。七、误差分析1实验仪器本身的系统误差2示波器波形不稳产生的误差3判断波形失真时由于人的主观判断造成的误差4示波器显示的伏值是跳跃的，很难读出准确值从而产生的误差5计算时取精度的不同产生的误差6稳压源输出电压不是恒定而引起的误差7导线电阻的影响8电路板上的电阻及其它器件的标称值与实际值有差异引起的误差9示波器受到外界的干扰引起的误差10电流通过电阻时电阻发热引起的误差八、实验心得及其他1.测输入信号的输出信号波形时，不可以改变电路的静态工作点，不然接下去的数据的测量都是错误的；一旦不小心触碰了电位器，必须重新调整静态工作点，不能贪图方便而无视静态工作点的变化。2.测量器件两端的电位差时要测出它们的对地电压，再相减。由于器件两端没有电路的公共接地点，若用交流毫伏表直接测器件上的压降，则会引入干扰，造成测量误差。3.我们不能轻易相信电路板上的标称值，要自己动手测量电路中的电阻及其他器件的标称值（包括输出电压）