基本放大电路测试与应用指导书doc.docx
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基本放大电路测试与应用指导书doc
子任务3学习引导文:
基本放大电路测试与应用
▲学习目标与要求
1.共发射极放大电路测试
2.会分析和测试放大电路的静态工作点
3.会分析和测试放大电路的性能指标
4.会共集电极放大电路原理
会共基极放大电路原理
5.编写文档记录基木放大电路学习过程和测试结果(一组交一份)
6.相互交流和学习
重点内容
3.1基础知识
三极管放大电路基础
一、放大电路的作用
将小的或微弱的电信号(电压、电流、电功率)转换成较大的电信号。
二、放大电路的主要性能指标
1.电压放大倍数九;
2.输入电阻&;
3.输出电阻"。
;
4.最大输出幅值"质;
5.通频带BW:
;
6.电路的稳定性;。
三、放大电路的基本组成
一般包括三极管电流放大电路、输入电路和输出电路三部分。
四、共发射极基本放大电路
1.组成:
如图3.1.1所示:
图3.1.1共发射极基本放大电路
2.原理:
静态时:
等效电路(直流通道)如图3.1.16(b)所示。
(a)放大器输入信号*=°,"。
=°(b)直流等效电路
图2.1.16共发射极基木放大电路的静态发分析
[_崂C_.BEQ
此时静态工作点:
R/Rp
"beq=o.7V(硅材料管)或0.3V(错材料管)Icq="bq
#CEQ=Vcc*Rc
(a)放大器输入信号《"°,"。
(b)交流等效电路图2.1.17共发射极基本放大电路的动态分析
由于
因此
ui=英
Wo=T&L=中b&L
尸be
&i=*=(&b+&)〃尸be农
4
R°=Rc
五、放大电路的信号失真:
如图图3.I.19所示。
图2.1.19放大电路的信号失真
六、分压式工作点稳定放大电路
(1)电路结构:
如图3.1.20所示。
图2.1.20分压式偏置放大电路
(2)静态.工作点稳定的基木原理:
温度rc「eq中基芝"任•7beq§—JbqI-
7cqI-*
3.2技能训练
3.2.1分析和仿真三极管放大电路
接成共发、共基、共集放大电路
100kOhm>6kOhm
10uF
12V
10uF
*
100Ohm
1kOhm
20kOhm
2kOhm
IuF
2.2.3能用万用表、示波器测试三极管放大电路电路
实验二晶体管单管放大电路
一、实验目的
1.学习放大电路静态工作点调试方法,分析静态工作点对放大电路性能的影响。
2.学习放大电路电压放大倍数的测量方法。
3.测量放大电路输入、输出电阻。
4.进一步熟悉各种电子仪器的使用。
二、实验原理
图2-1为电阻分压式静态工作点稳定放大电路,它的偏置电路采用Rb!
=Rw.+R,和限=RI2+L组成的分压电路,并在发射级中接有电阻Re二R6,用来稳定静态工作点。
汽在放大电路输入端输入信号昱后,在放大电路输出端便可得到与诉相位相反、被放大了的输出信号Uo,实现了电压放大。
此和&组成输入信号的分压电路,其目的是防止输入信号过大,损坏三极管。
Rwl150K
R53.3K
C3IOiiF
Tf—
V
20
图2—1
在电路中静态工作点为:
ReRe
UCE=Ucc—'c(Rc+心)
动态参数:
输入电阻:
若开关合上,即R,短接
ri=Rr1〃Rr2〃rbe
输出电阻:
Ko=Rc=R5
放大电路输入电阻测试方法:
若输入信号源么经A=5.Ik与0,申联后再接到三极管Vi的基极,测得小和(/;,即可计算出,=U'iR
1Us-u«
输出电阻可用下式计算:
r=(^-\)Rl
U。
其中8。
为4未接入时(4=8)8之值,8为接入*时"之值。
1.静态工作点的测试
1)静态工作点的测量
放大电路的静态工作点是指在放大电路输入端不加输入信号&时,在电源电压始作用下,三极管的基极电流4,集电极电流Z、以及集成极与发射极之间的电压小:
等。
测量静态工作点时,应使放大电路输入信号U、=0,即将信号源输出旋钮旋至零(通常需将放大电路输入端与地短接)。
然后测出乙或测出A两端电压,间接计算出4来,L=心用数字式直流电压表进行测量,
在测试中应注意:
a)测量电压。
e、佑时,为防止引入干扰,应采用先测量B、C、E对地的电位后进行计算,艮"
=~Ik
«
b)为了测量Th、4和为了方便起见,一•般先直接测量出保后,再由计算得到:
/-/4
cLRe
总之,为了测量静态工作点只需用直流电压表测出俣、侃、保即可推算出。
2)静态工作点的调试:
放大电路的基本任务是在不失真的前提下,对输入信号进行放大,故设置放大电路静态工作点的原则是:
保证输出波形不失真并使放大电路具有较高的电压放大倍数。
改变电路参数欠、Re、吊都将引起静态工作点的变化,通常以调节上偏置电阻取得一合适的静态工作点,如图2-1中调节吊*坏减小将引起增加,使工作点偏高,放大电路容易产生饱和失真,如图2-2-a所示,"负半周被削顶。
当&增加,则4减小,使工作点偏低,放大电路容易产生截止失真,如图2—2—b所示。
优正半周被缩顶。
适当调节乩可得到合适的静态工作点。
2.电压放大倍数的测量
测量电压放大倍数的前提是放大电路输出波形不应失真,在测量时应同时观察输出电压波形。
在丛不失真条件下分别测量输出电压"和输入电压仅的值,则:
&,=也。
电压放大倍数大小和静态工作点位置有关,因此在测量前应先调试好一定的静态工作点。
三、实验设备及所用组件箱
名称
数量
备注
模拟(模数综合)电子技术实验箱
1
数字式直流电压、电流表
1
函数发生器及数字频率计
1
电子管毫伏表
1
双踪电子小•波器
1
】、实验步骤
1.用图示仪测量所用管子的飕
测量卷=6V,k=1mA和壶=3mA时的飕。
私=
2.静态工作点测试:
a)将三极管V】的信号输入端H与地短接(即用一短线将H端接地端连通)。
用导线短接电位器&和电阻屁连接屈和C2的上面两端。
b)调节治,使4=2mA,测心株、保值计入表2-1'po
表2-1”=
测量值
计算值
L(mA)
Ik(V)
Ik(V)
Ik(V)
4(mA)
%(V)
4(V)
3.电压放大倍数的测量
a)将H、K点用一短线接通,保持4=2mA,调节函数发生器,使其输出正弦波信号,频率为f二1kHz,信号加在偿和接地端之间,逐渐加大输出信号幅度,使〃二5mV,(注意:
以是H端对地的电压),同时用示波器观察输出信号侃的波形,在丛不失真情况下,测量下述二种情况下的么值。
记入表2—2中
(1)尼二3.3kR、=s
(2)尼二3.3k用二2kQ
表2-2
&(kQ)
K(kQ)
«(V)
〃波形
侃波形
4-
b)用示波器观察〃;、丛间相位关系,描绘之。
4.静态工作点对电压放大倍数的影响
使4二8,二5mV,用示波器监视丛波形,在丛不失真的范围内,测出数
组据和捕值。
记入表2—3。
表2-3
4(mA)
0.5
1
1.5
2
2.5
«(mV)
4-
5.静态工作点对放大电路失真的影响
取撬二1.5mA,R\=s,调节饥使之略小于原x,此时么波形不失真,测量免和值,并绘出捕波形,调节扃,使4减小,观察丛波形的变化,当原波形出现失真后,绘出丛波形,然后将函数发生器输出信号幅度调节旋钮至零,测量此时的小瞄
调节足,使4增大,当么波形产生失真后,绘出么波形,然后将信号源输
出旋钮旋至零,测量此时以、4值,将上述结果记入表2—4。
表2-4
4(mA)
Ua(V)
"波形
属何种失真
6.输入电阻的测量
最简单的办法是采用如图2-3所示的冷联电阻法,在放大电路与信号源之间串入一个已知阻值的电阻底,通过测出任和小的电压来求得〃
U.
—~'—RsUs-UjS
本实验中,用用代替尼,断开H、K间短线其余同前面实验,函数发生器输出信号电压快加于以和接地端之间,其余同前面实验。
测得氏、记入表2—5,计算出I'm
(a)(b)
图2—3
测试时注意&不应取得太大,以免晶体管工作在非线性区。
表2—5R,=5.IkQ,R,=2kQ
U:
Ik
计算口
UoCQ
UoL
计算Po
7.输出电阻司的测量
测量输出电阻时的电路如图2—3—b所示,测出放大电路输出电压在接入负载4时的值8和不接负载(R\=oo)时的输出电压屋的变化来求得输出电阻。
具体方法是将图2—1又恢复原状,即H、K再次短接起来,函数发生器输出从仅和地端输入,且将放大电路输入信号的频率调至1kHz,幅度保持恒定(&约5mV)的正弦电压,用双踪示波器监视输入,输出波形不失真的前提下,测得负载电阻K接入和不接入二种情况下放大电路的输出电压丛和从而求得输出电阻将测到的值记入表2-5,并计算出对。
五、实验报告
1.整理实验中所测得的实验数据。
2.将实验值与理论估算值相比较,分析差异原因。
3.总结静态工作点对放大电路性能的影响。
4.讨论在调试过程中出现的问题。
六、预习思考
1.复习教材中有关晶体管单管放大部分的内容
2.根据电路参数估算4、局、20(取4=2mA,0=100)
3.在测试放大器的各项参数时,为什么要用示波器监视输出波形不失真?
4.如何判断放大器的截止和饱和失真?
半出现这些失真时应如何调整静态工作点?
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