实验一单级共射放大电路
信科院 电子信息工程 2010级 胡俊 2010117114
实验目的
1．熟悉常用电子仪器的使用方法。
2．掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。 3．掌握放大器动态性能参数的测试方法。 4．进一步掌握单级放大电路的工作原理。
实验仪器
1．示波器 2．信号发生器 3．数字万用表 4．交流毫伏表 5．直流稳压源
静态测试
实验原理及测量方法
电路图如下:
注:由于实验箱的原因负载RL=10k。 1．电路参数变化对静态工作点的影响 放大器的基本任务是不失真地放大信号，实现输入变化量对输出变化量的控制作用，要使放大器正常工作，除要保证放大电路正常工作的电压外，还要有合适的静态工作点。放大器的静态工作点是指放大器输入端短路时，流过三极管的直流电流IBQ、ICQ及管子C、E极之间的直流电压UCEQ和B、E极的直流电压UBE中的射极电阻R6、R7是用来稳定放大器的静态工作点。其工作原理如下。
① 利用RB和RB2的分压作用固定基极电压UB。
由图可知，当RB、RB2选择适当，满足I2远大于IB时，则有
Ub=?
Rb2*Vcc
Rb?Rb2式中，RB、RB2和VCC都是固定不随温度变化的，所以基极电位基本上为一定值。 ② 通过IE的负反馈作用，限制IC的改变，使工作点保持稳定。具体稳定过程如下：
T??Ic??Ie??Ue??Ube??Ib??Ic?
2．静态工作点的理论计算
电路的静态工作点可由以下几个关系式确定
Ub=
Rb2*VccRb?Rb2 Ub?Ube ReIc?
Uce?Vcc?Ic(Rc?Re)?
由以上式子可知，当管子确定后，改变VCC、RB、RB2、RC（或RE）中任一参数值，都会导致静态工作点的变化。当电路参数确定后，静态工作点主要通过RP调整。工作点偏高，输出信号波形易产生饱和失真；工作点偏低，输出波形易产生截止失真。但当输入信号过大时，管子将工作在非线性区，输出波形会产生双向失真。当输出波形不很大时，静态工作点的设置应偏低，以减小电路的静态损耗。 3．静态工作点的测量与调整
调整放大电路的静态工作点一般有两种方法。 （1）将放大电路的输入端短路（即ui=0），让其工作在直流状态，用直流电压表测量三极管C、E间的电压，调整电位器RP使UCE稍小于电源电压的1/2（本实验为UCE为4V即可），这表明放大电路的静态工作点基本上已设置在放大区，然后再测量B极对地的电位并记录，根据测量值计算静态工作点值，以确保三极管工作在导通状态。 （2）放大电路接通直流电源，并在输入端再加上正弦信号（幅度约为10mV，频率约为1kHz），使其工作在交直流状态，用示波器监视输出电压波形，调整基极电阻RP，使输出信号波形不失真，并在输入信号增大时，输出波形同时出现截止失真和饱和失真。这表明电路的静态工作点处于放大区的最佳位置。撤去输入正弦信号（即令ui=0），使电路工作在直流状态，
用直流电压表测量三极管三个极对地的电压UB、UE、UC，即可计算出放大器的直流工作点ICQ、UCEQ、UBEQ的大小。 4．电压放大倍数的测量与计算
放大电路的动态性能参数重要的有电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，另外，对不同频率信号的响应能力也是放大电路重要的一项性能指标。
电压放大倍数是指放大电路输出端的信号电压（变化电压）与输入端的信号电压之比，即：
Au?Uo Ui电路中
Au??
?(Rc//RL)rbe
rbe?rbb'?(1??)
26mv Ie其中，rbb'一般取300Ω。
当放大电路的静态工作点设置合理后，在电路的输入端加入正弦信号，用示波器观察放大电路的输出波形，并调节输入信号幅度，使输出波形基本不失真。用交流毫伏表或示波器分别测量放大电路的输入、输出电压，按定义式计算即可得电路的电压放大倍数。
实验内容及步骤
1．装接电路
①用万用表判断实验箱上三极管、电解电容的极性及好坏，测试三极管的放大倍数。 ②按图5-2-1所示连接电路（注意接线前先测量+12V电源，关断电源后再接线），将RP调到电阻最大位置。
③接线后仔细检查，确认电路无误后接通电源。 2．静态工作点的调整测量
①在放大器的输入端加入频率f=1kHz，幅值约为10mV的正弦信号，用示波器观察输入信号，同时，用示波器的另一通道监视放大器输出电压UO的波形。调整RP的阻值，使静态工作点处于合适位置，此时，输出波形最大而不失真。 达到最大不是真的波形和电路静态如下图：
静态工作点的计算：
Rp=1%1MΩ=10kΩ，Rb=R3+Rp=47+10=57kΩ，
又因为：
Ub=Rb2*VccUb?UbeRb?Rb2，Ic?，Uce?Vcc?Ic(Rc?Re)
Re得：Ub=3.55V，Ic=1.01mA,Uce=4.1v
②保持静态工作点不变，撤去输入信号源，使电路工作在直流状态，用直流电压表测量（保持RP值不变）UB、UE、UC值，再计算电路的静态工作点UBEQ、ICQ、IBQ、UCEQ值，并和理论计算值进行比较。
静态工作点的值为：
③改变RP值的大小，重复上述实验内容①②。
④改变电源电压值（6V、9V）的大小，重复实验内容①②。 3．放大倍数的测量
①放大电路的静态测量完毕后，输入端加上正弦信号，在输出波形不失真的情况下，测量输入信号电压Ui和输出信号电压UO的电压值。改变Ui值，再测量UO值，以计算电压放大倍数Au的平均值，减小测量误差。
②保持放大电路输入信号频率不变，逐渐增加电压值，用示波器观察放大器的输出波形，测量电路的最大不失真输出电压值和此时的输入电压值。并自拟表格记录测量数据。 4．在放大电路的输入端串接一个5.1KΩ电阻，测量电路输入电阻。 5．在电路的输出端接入负载电阻5.1kΩ，测量电路输出电阻。
实验数据和分析
1．用万用表测量静态工作点： 测量参数 +Vcc 12.26V Ic 1.33mA Uce 1.35V Uc 3.747V Ub 3.016V Ue 2.394V Rp 16.13K 实测值
2.放大倍数的测量： 测量值 栏目 Uo Ui 旁路电容包括100旁路电荣不包括100Ω Ω 空载 加载
10mv 10mv 1.6V 1.2V 420mv 300mv 计算值 Au 160 120 42 30 数据处理：
利用实测数据计算静态工作点：Rp’=16.13k,代入可重新计算得： Ub’=3.37V， Ic’=0.953mA, Uce’=4.726v
动态测试
输入电阻Ri的测量计算
输入电阻是从放大器输入端看进去的等效电阻，它表明放大电路对信号源的影响程度。其输入电阻
Ri = RB∥RB2∥rbe≈rbe
测量输入电阻时，可采用串联电阻法来进行。测试原理图如图5-3-2所示，在信号源与放大电路输入端串接已知电阻RS，则
Ri?UiUi?Rs IiUs?Ui