单级放大电路设计 模电实验(DOC) - 图文(3)

2019-01-12 11:01

输入波形

输出波形

图3 饱和失真输入输出波形:

输入波形

输出波形

实验结果分析:做完全截止时R1要断开,由于Vcc对基极不再有驱动电流。由于发射结正向导通时,有个阈值电压,输入电压要大于它,因此输入电压要加的比较大,三极管才能正常工作。做完全饱和时,R2要断开,并且要加大R1的值,否则基极就会产生过饱和电流,这样即使输入电流在其上叠加(反向减小)之后,仍不能将其从过饱和区中拉出。

3、测量放大器的最大不失真输出电压

分别调节RW和US,用示波器观察输出电压UO波形,使输出波形为最大不失真正弦波。测量此时静态集电极电流ICQ和输出电压的峰峰值UOP-P。

带负载时测量 ICQ= 2.11mA ,UOP-P = 3.35v

实验结果分析:此次的输入电压为50mA,那么放大倍数为3.36/0.05=67.2,而理论计算的放大倍数约为100,误差接近30%,说明在波形失真的临界点,波形还没有变形,但放大倍数已经有了很明显的下降。

3、 测量放大器幅频特性曲线

调整ICQ=x(设计值),保持Ui=5mV不变,改变信号频率,用逐点法测量不同频率下的UO

值,计入表3-3中,并画出幅频特性曲线,记录下限频率fL、上限频率fH,计算带宽BW。

这里我设计的ICQ=1.5mA,测量的数据如下表:

表3-3 放大电路的幅频特性

f/kHz 0.1 0.15 0.20 0.5 5 100 300 400 450 500 700 UO/V 0.26 0.35 0.39 0.50 0.56 0.55 0.43 0.39 0.37 0.31 0.24 Au

LOG(f)

图4 幅频特性图

下限频率fL = 400HZ 上限频率fH = 190KZ 带宽BW = 189.4KHZ 实验结果分析:下线截止频率超过100HZ,并且与计算值得误差较大,个人觉得这是所给公式只取大于等于造成的,因为计算式只是最小值,而不是真实值。

六、提高实验内容

1、相位测量

a) 输入Ui=5mV,f=fL,用示波器双踪显示输入输出波形,记录波形,并测量两者间的

相位差;

答:Vi超前Vo φ = ?t/T ?3600 = 2.77 / 5.05*360 =197.5

f=fL时的输入输出波形图:

输入波形

197.5 输出波形

实验结果分析:从波形和计算结果都可以发现输出波形落后输入波形大概180。这也说明共射极放大电路是反相放大。

b) 输入Ui=5mV,f=fH,用示波器双踪显示输入输出波形,记录波形,并测量两者间的

相位差。

答:Vi超前Vo φ = ?t/T ?3600 = 165 / 250 * 360=230.4.

f=fH时的输入输出波形图:

输入波形

230.4 输出波形

实验结果分析:可以看出放大器此时的相位差远远超过了180,不在是纯粹的反相电路。原因可能是再高频时三极管内部的电容相应显现出来,对相位产生了较大影响。

2、 负反馈对放大器性能的影响

在实验电路图3-1中增加反馈电阻RF=10Ω,构成电流串联负反馈放大器, 如图3-5所示。调整ICQ=x(设计值),测量该电路的增益、输入阻抗、输出阻抗、下限频率fL、上限频率fH、带宽BW,并和前面实验测量的结果进行分析比较。

图3-5 电流串联负反馈放大电路

电路的增益Vo= 64.4 输入阻抗Ri= 4.2K 输出阻抗Ro= 3.1k

下限频率fL = 100HZ 上限频率fH = 750KHZ 带宽BW = 749.9KHZ

实验结果分析:

发现引入负反馈后电路增益变小,输入阻抗变大,输出阻抗不变,下线截止频率下降,上限截止频率提高。这种变化符合原先的推理。根据增益带宽积的概念,增益减小时,带宽变宽,但其乘积不变。本实验中的侧力阿兵哥数据在一定范围内可认为满足。总结来说,引入负反馈是牺牲增益以达到扩大带宽并且使电路更稳定和合理的目的。

七、发挥实验内容

自己设计。

注意事项:

1、 各仪器的地线应与电路的地相连接。

2、 稳压电源的输出电压应预先调到所需的电压值再接入实验电路中。

3、 若电路存在自激,可改变元件的接线位置或走向,并注意电解电容的极性。

4、 在测幅频特性时,随着频率升高,信号发生器的输出幅度可能会下降,从而出现输入信

号Ui与输出信号Uo同时下降的现象。所以在实验中要经常测量输入电压值,使其维持5mV不变。


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