实验二 晶体管放大器静态调测与增益测试
一、实验目的
1.学习三极管放大器静态工作点的设置与调整方法。
2.研究静态工作点的改变对输出波形的影响,观察饱和失真和截止失真。 3.学习电压放大倍数及输出动态范围的测试。 二、预习要求
1.复习分压式电流反馈偏置电路的工作原理,以及共射单管放大器的理论计算。 2.根据实验电路,计算RB1之值。设β=100,ICQ=3 mA。
3.根据实验电路,计算当ICQ=3 mA,β=100,RC=620Ω及2kΩ时的KV值(3 AX 22的基区电阻按300Ω计算)。
4.复习本书第一部分第二章§1、§2、§3、的相关内容。 三、实验设备及器件
1.直流稳压电源(HT-1712?)
1台 1台 1台 1台 1块 1台 1块
2.低频信号发生器(XD-22或XD-1022) 3.示波器(TI-5252或SSI-2220T) 4.晶体管毫伏表(DA-16) 5.万用表(500HA型) 6.失真度测试仪(SZ-3)
7.通用实验面包板(SPJ-4) 8.晶体三极管(或9013) 四、实验电路
1只
图Ⅱ-2-1为实验电路。
五、实验内容与步骤
1.按图Ⅱ-2-1接好电路,检查无误后方可通电。
2.调测静态工作点:
(1)接通电源,用万用表直流电压档监测UEQ(或URC),调整RB1使UEQ=11.5V1,此时
ICQ?IEQ?UEQRE。 ?3mA(这就是静态工作点最常用的调测方法,要记住)
(2)测得实际RB1值和集电极对地电压UC、发射极对地电压UE,填入表Ⅱ-2-1。 图Ⅱ-2-1 实验电路
表Ⅱ-2-1 测量值(一) RB1实际值 3.电压放大倍数KV的测试:
(1)将适当大小的中频信号送入放大器的输入端(本实验建议使用?=1 kHz, 10 mV的有效值的信号)。
(2)用示波器监测输出信号,要求无失真。用毫伏表分别测试放大器输入信号和输出信号的有效值,或用示波器分别测出输入与输出信号的峰峰值,然后计算KV,并观察其相位。
注意:操作时不要使毫伏表产生指针偏转超出刻度范围——即“打表”现象。 4.输出电压动态范围的测试:
交替变化RB1值及Ui的幅度,使输出电压幅度最大而失真又最小的状态。并用失真度测试仪测量此时的非线性失真系数,最后由示波器测出电压的峰峰值。
5.观察工作点的改变对输出波形的影响:
(1)接入信号发生器,使Ui的频率为30 kHz,幅度为50 mV左右(有效值)。 (2)改变RB1使输出波形分别出现饱和失真与截止失真;分别测出其静态工作点与相应的RB1值,然后填入表Ⅱ-2-2,并记录波形。
表Ⅱ-2-2 测量值(二) RB1 偏小值 偏大值 URE IEQ 波形 饱和、截止失真 RB1理论值 UE UC ICQ (3)放大倍数的测量
保持输入信号幅度不变,分别改变输入信号频率和电路参数,测量不同情况下的放大倍数。具体参数变化量按表2.3.2要求进行。
表2.3.2
测 量 条 件 输入序信号RC RL ICQ 号 频率(Ω) (Ω) (Ω) (Hz) 实 验 值 计 算 值 AV= Vi(V) Vo(V) AV=Vo/Vi -R'L RL Rbe 误差 /rbe 1 1k 3 k 1.5 1 k 1.5 1 k 1.5 1 k <70 <70 <70 <70 <70 <70 2 1000k 3 k 3 100k 3 k 4 1 k 1.5 1.5 1 k k 6.2 1 k 1.5 2 k 5 1 k 3 k 6 1 k 3 k (2) 六、实验报告要求
1.讨论静态工作点的测试方法。
2.若理论计算值与实际测量值的误差大于20%时,要分析误差原因。 3.依据波形曲线,对饱和截止失真进行讨论。 4.讨论测试电压放大倍数的方法。
5.用方格纸绘制输出端饱和与截止失真的波形。
实验四 负反馈放大器的研究
一、实验目的
通过对本课题的设计及实验,体会负反馈对放大器性能,如放大倍数、输入输出电阻及频带带宽的影响,反馈对放大器的电压增益与频率特性的影响,负反馈对放大器增益稳定性的影响,从而加深对负反馈理论学习的理解。
二、预备知识 1.基本反馈实验原理
负反馈放大器由基本放大器(无反馈放大器)和反馈网络组成,如图Ⅱ-5-1所示。
图Ⅱ-5-1 负反馈放大器基本原理图
图中,将原输入信号XS与反馈信号X?进行比较,得到净输入信号Xi=Xs-X?,加到基本放大器输入端,基本放大器的输出信号为X0,X?就是X0通过反馈网络得到的反馈信号。根据增益的定义,无反馈放大器的增益为
K?反馈放大器的增益为
Xo XiKf?反馈系数
Xo XsB由图Ⅱ-5-1可得
Xi=Xs-X? X?=XoB
XfXo
XoXXoXiKKf?o???
XXsXi?XoB1?oB1?KBXi1+AB >1时,为负反馈; 1+AB <1时,为正反馈; 1+AB=0时,为自激震荡。
负反馈时,1+AB>1,所以有:Xi>Xid,即负反馈信号削弱了输入信号Xi,使得基本放大器的净输入信号减少。
显然负反馈使放大倍数降低了,但是它得到了如下益处: (1)增益稳定度提高了; (2)展宽了通频带; (3)改变了输入输出阻抗; (4)提高了信噪比。 2.负反馈类型
基本放大器也就是反馈放大器中的无反馈放大器,它必须考虑反馈网络的负载作用,即将反馈网络在基本放大器上呈现的阻抗考虑在基本放大器中。
在考虑反馈网络对基本放大器输入端的负载效应时,若输出为电压负反馈,则将输出负载短路;若为电流负反馈,则将输出负载开路。
在考虑反馈网络对基本放大器输出端负载效应时,若输入端为串联负反馈,则将输入端开路,若为并联负反馈,则将输入端短路。
根据输入端口反馈信号和输入信号比较的方式不同,可以分为串联反馈和并联反馈,当进行电压比较时,反馈信号总是以电压的形式出现,这时,信号源端口、反馈网络端口,基本放大器端口互相串联,以便在输入回路进行电压求和,故称为串联反馈;当信号为电流比较时,反馈信号总是以电流的形式出现,这时信号源端口、反馈网络端口和基本放大器端口是并联的,以便在输入端进行电流求和,故称为并联反馈。
根据反馈信号在输入端口的采样方式的不同,又可以分为电压反馈和电流反馈。所谓电压反馈是指反馈信号与输出电压成正比,而电流反馈信号与输出电流成正比。
同此,负反馈的类型可以分为并联电压负反馈,串联电流负反馈,串联电压反馈、并联电负反馈四种,其框图如下图。
(a) (b)