《电工电子学》实验指导书(2014修订版)(4)

2019-01-05 12:43

(4) 实验完毕,按电源控制屏停止按钮,切断三相交流电源,拆除导线。

U V WFRSB1SBKM23KM1KMKM12KM1SB2KM1KM2FRKM23~M

图4-3 三相鼠笼式异步电动机的正反转控制

五、实验报告:

回答以下思考题:

1.以星形连接的负载为例,主回路中如果只串联两个发热元件时,是否也能起到保护?2.热继电器是否也能起到短路保护?

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实验五 共射极单管放大电路

一、实验目的

1.学习测量和调整放大器的静态工作点; 2.学会电压放大倍数及其它动态参数的测量方法。

3.学习用示波器观察输入信号、输出信号波形,了解静态工作点对非线性失真及电压放大倍数的影响。

二、仪器设备

1.SA5051台式万用表 1台 2.TPE—A3模拟电路实验箱 1台 3.TFG6040 DDS函数信号发生器 1台 4.RIGOL数字示波器 1台

三、实验原理简述

1.静态工作点的选取与调整

图5-1所示,为具有自动稳定工作点的分压式偏置共发射极单管电压放大电路。

图5-1 共发射极单管放大电路UCCRb133KRP680K+12VRC5.1K+C2RbUoUSR5.1KR251UiC1+10uFRb224KRe10010uFRL5.1K+Ce10uF放大器的静态工作点是指当放大器输入信号Ui=0时,在直流电源的作用下,晶体管基极和

集电极回路的直流电压及电流值UBE、UCE、IB、IC。

为了保证在放大器的输出端得到最大的不失真输出电压,必须给放大器选择合适的静态工作点。

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静态工作点选择不当,或输入信号幅值太大都会使放大器输出电压波形产生失真。工作点偏高,晶体管工作在饱和区,输出会产生饱和失真;工作点偏低,晶体管工作在截止区,输出会产生截止失真;而当输入信号幅值过大时,则会产生双向失真。

在电路结构及UCC和RC都确定的情况下,静态工作点主要取决于IB(或UCE)的数值。因此,通过调整偏置电路中Rb的阻值,便可改变静态工作点的位置。 2.放大器动态参数的测量

1)电压放大倍数AuO、AuL

电压放大倍数AuO是指放大器负载电阻RL=∞,且放大器输出信号无明显失真时,输出电压U0

与输入电压Ui的峰峰值或有效值之比AuO?U0。AuL是指放大器带负载时,输出电压UL与输入电Ui压Ui的峰峰值或有效值之比AuL?2)输入电阻R i的测量

UL。 Ui输入电阻R i是放大器输入端看进去的等效电阻。其值反映了放大器从信号源或前一级电路获取电流的大小。电路如图5-2所示,其测量方法是:在放大器输出波形不失真的情况下,用示波器测出US与Ui的峰峰值,则输入电阻 R?i

图5-2 输入电阻和输出电阻测量电路 3)输出电阻R 0的测量

输出电阻R 0是放大器从输出端看进去的等效电阻。其值反映了放大器带负载的能力。根据等效电路,用示波器测出U0与U0L的峰峰值,则输出电阻 R0?(U0?1)?RLULUi?RUS?UiR 5k1 USUiR0Ri U0 ULRL

四、预习要求

1.复习三极管及单管放大电路工作原理。掌握静态工作点对非线性失真的影响。弄清放大器

产生截止失真和饱和失真时的输出电压波形。

2.认真阅读TPE—A3模拟电路实验箱使用说明书。

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3.熟悉示波器、低频信号发生器的用法。

4.实验所用的分立电路模块的面板如图5-3所示。对照实验电路图,设计好连接线路。

5.写预习报告,拟出详细的实验步骤及记录表格。

图5-3 TPE-A3模拟电路实验箱分立电路模块局部面板

五、实验内容和步骤

1.调整和测量静态工作点

(1)选择实验箱上固定输出的+12V直流稳压电源作为放大器的电源UCC。然后关掉电源再连线! (2)按图5-1接好实验电路,仔细检查,注意发射极的电路连线。确定无误后接通电源! (3)调节RP,使放大器的集电极对地电位为UC?UC 6V UE UBE UCC?6V。测量并计算表中各值。 2UCE IE

2.测量电压放大倍数

(1)调节低频信号发生器,输出频率f=1kHz、峰峰值为1V的正弦波信号。

(2)将此信号接至放大器的输入US端,经过R1、R2衰减(100倍)后,在Ui端应得到Ui=10mV的小信号。注意:信号发生器、放大器及示波器的地线应皆连在一起。以减少干扰。

1)用示波器观察放大器空载(RL=∞)时,Ui、U0的波形及相位,并测量Ui、U0的峰峰值,计算电压放大倍数Au0?U0,记录在你所设计的表中。 UiUL2)测量放大器加上负载电阻RL=5K1时,Ui、UL的波形及峰峰值,计算电压放大倍数AuL?Ui,

填入你所设计的表中。

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(3)信号源输出信号的频率不变,逐渐增大输出信号的峰峰值,观察放大器带负载时的最大不失真输出电压值ULmax,并填入你所设计的表中。

3.测量放大器输入、输出电阻

去掉输入端用于构成100倍衰减的电阻R2,保留R=5K1的电阻,按实验原理中的方法,测量US、Ui、U0、UL的值,计算出Ri和R0的值。

测算输入电阻(R=5K1) 实测 US(mV) Ui(mV) 测算 Ri 估算 Ri 测算输出电阻(RL=5K1) 实测 测算 估算 U0(V) UL(V) R0(K?) R0(K?) 4.观察静态工作点对非线性失真的影响

重新连接电阻R2恢复100倍衰减电路。在电源电压UCC与输入信号Ui=10mV不变的情况下,调整以下参数,观察这些参数变化对放大器工作点的影响,判断有无失真并指出失真类型(注意在你的实验报告中要注明是饱和还是截止失真。实验中可能观察不到截止失真缩顶的波形特点,但可以通过适当增大输入信号峰峰值,或通过测量三极管的工作点来判断)。

(1)Rb合适的情况下(即不改变工作点的位置):

1)取RC=5K1、RL=2K2观察输出波形,说明有无失真?画出输出波形并测量峰峰值。 2)取RC=2K、 RL=2K2观察输出波形,说明有无失真?画出输出波形并测量峰峰值。 (2)取RC=5K1、RL =5K1

1)调节RP,使Rb的阻值逐渐增大,观察输出波形有无失真?失真类型及波形图? 2)调节RP,使Rb的阻值逐渐减小,观察输出波形有无失真?失真类型及波形图? 六、实验报告

1.整理实验数据,填写实验所需的表格。

2.说明那些因素影响静态工作点?工作点偏高会出现什么失真?工作点偏低会出现什么失真?

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