北京交通大学 模电实验报告(精心制作) - 图文(7)

2019-08-29 00:01

源Uo和Ro相串联,如图2-3所示。

在放大器输入端加入Ui电压, 测出输出端不接负载RL输出电压Uo 和接入负载RL输出电压UL,即

注意:要求在接入负载RL前后,输 入信号的大小不变,放大器的输出波 形无失真。

3.通频带的测量。

将运放输入端输入频率为f=1KHz的正弦波信号电压,同时也输入示波器的一个通道观察其波形,并测量出它的峰峰值电压Uip-p。将运算放大器的输出电压输入示波器的另一个通道,在观察的波形不失真的情况下,测量出其峰峰值电压Uop-p。电压放大倍数

Au=Uop-p/Uip-p。将信号发生器频率f分别往高端和低端逐渐调节,并保持Uip-p不变的条件下。测量输出电压Uop-p,当Uop-p下降到频率f=1KHz时的0.707倍时,读出此时高端对应的频率fH和低端对应的频率fL,同频带B=fH-fL。

测试数据:

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Rb1

Rb2 1k 2k 2k 1k

Rc 15k 12k 500 24k

Re1

Re2

输入信号输出信号放大倍(mV) (V) 数

50 100 150 150

1.12 0.39 4.63

22.4 3.9 30.867 正常15k

放大 饱和10k 失真 截止10k 失真 双向15k 失真

1k 333.3 1k 1k 1k

500 0 0

11.56 77.067 数据分析:

所有Rb1与Rb2的并联值只有1k-3k左右,较小,目的是使其等效电路中分压较小,于是B端电压就近似等于Vcc*Rb2/(Rb1+Rb2),利于B端静态工作点的调节。

正常放大时,Rc与交流反馈电阻Re2取得都适中,使得放大倍数为22.4倍。

在此基础上,若要达到饱和失真,应使B端电压提高,即Rb2/Rb1比值变大,进而C端电流变大,Uce变小,达到饱和失真。

若要达到截止失真,则需工作点升高,实际电路中改变B极电阻效果不明显,于是采用改变Rc的方法,将Rc降低为500ohm,为使放大倍数不因此下降,将交流反馈电阻取消。

若要达到双向失真,则应使静态工作点始终,所以B极电阻正常放大相同,同时应极力使放大倍数升高,于是将交流反馈电阻取消,并且增大Rc到24kohm,最后是的输出电压达到11.56v,完成双向失真。

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问题与改进:

在产生截止失真时,输入Vpp=100mv的电压现象并不明显,究其原因是在增大Rb降低工作点的同时,增益也会下降。改进方法是又加了一个CE组态放大电路提高输入电压,采用两级放大。极间耦合采用阻容耦合的方式并且可以引入负反馈防止温飘

四、 失真研究思考题

(1)造成单级放大电路失真的器件有哪些?Re的作用是什么?

晶体管、不合适的直流偏置电路与不合适的器件都会引起放大电路失真。

Re可以作为反馈网络以减小失真。

(2)由单电源供电的运算放大器电路会出现哪种失真?

单电源供电一半会出现一部分输入信号没有合适的直流偏置而无法放大,导致输出信号无对应波形,是线性失真。若不引入二极管使三极管在无信号输入时处于临界导通状态,还有可能出现交越失真

(3)负反馈可解决波形失真,解决的是哪类失真?

负反馈可以解决反馈环内的非线性失真,但不能解决反馈环外的失真。

(4)消除交越失真为什么要用二极管?

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二极管导通会在两端产生一个压降,而这个压降与对应三极管PN结导通所需要的偏置电压是相等的,可以使三极管在无信号输入时处于临界导通状态

(5)放大电路加入负载后会出现失真吗?为什么?

可能会。当加入的负载时是符合要求的电阻负载时,不会产生失真,但若改成大容性或感性负载会出现相位失真。

(6)如何测量放大电路的输入电阻、输出电阻和通频带。

1.测输入电阻。

输入电阻Ri是指从放大电路输入端看进去的等效电阻。Ri的值越大,表明放大电路从信号源索取的电流越小,放大电路所得到的输入电压ui就越接近信号源电压us换句话说放大电路能从信号源获取较大电压。

串联电阻法测输入电阻:

在被测的放大电路的输入端 与信号源之间串入一个已知电阻 Rn,只要分别测出放大器的输入 电压Ui和输入电流Ii,就可以求 出:

测量时应注意以下几点: (1)由于电阻Rn两端没有电路公 共接地点,所以测量Rn两端电压 时必须分别测出US和Ui,然后按 UR=US-Ui,求出UR。

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(2)电阻Rn的值不宜取得过大, 过大会引入干扰;但也不宜取得 太小,太小易引起较大的测量误 差。最好取Rn和Ri的阻值为同一 数量级。 (3)测Ri时输出端应该接上RL, 并监视输出波形,保证在波形不 失真的条件下进行测量。

2.放大电路输出电阻Ro的测量

从放大电路输出端看进去的等效内阻称为输出电阻Ro,输出电阻的大小反映了放大器带负载的能力。由于负载与输出电阻具有串联的关系,因此值越小,带负载的能力越强。放大器输出端可以等效为一个理想电压源uo和输出电阻Ro相串联。

放大器输出电阻Ro的测试 放大器输出端可以等效成一个理想电压源Uo和Ro相串联,如图2-3所示。

在放大器输入端加入Ui电压, 测出输出端不接负载RL输出电压Uo 和接入负载RL输出电压UL,即

注意:要求在接入负载RL前后,输 入信号的大小不变,放大器的输出波 形无失真。

3.通频带的测量。

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