表 2.3.1
UOC(V) 3、 负载实验
按图2.3.4(a)改变RL阻值,测量有源二端网络的外特性,数据填入表2.3.2。
表 2.3.2
RL(Ω) U(V) I(mA) 0 200 400 600 800 1000 ∞ ISC(mA) R0=UOC/ISC(Ω) 4、验证戴维宁定理
用一只1kΩ的电位器,将其阻值调整到等于按步骤2所得的等效电阻R0之值,然后令其与直流稳压电源(调到步骤2时所测得的开路电压UOC之值)相串联,如图2.3.4(b)所示,仿照步骤3测其外特性,数据填入表2.3.3,对戴维宁定理进行验证。
表 2.3.3
RL(Ω) U(V) I(mA) 0 200 400 600 800 1000 ∞ 五、实验注意事项
1.测量各支路电流时,应注意仪表的极性, 及数据表格中“+、-”号记录。 2. 注意仪表量程的及时更换。 六、预习思考题
说明测有源二端网络开路电压及等效内阻的几种方法,并比较其优缺点。 七、实验报告
1. 根据步骤3和4,分别绘出曲线,验证戴维宁定理的正确性,并分析产生误差的原因。
2.归纳、总结实验结果。
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第三篇 模拟电路基础实验 实验四 单级共射交流放大电路
一、实验目的
1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源的主要技术指标、性能及正确使用方法。
2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 3、学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。
4、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。 二、实验原理
1、常用电子仪器的使用
在模拟电子电路实验中,经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源等。它们和万用表一起,可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。
实验中要对各种电子仪器进行综合使用,可按照信号流向,以连线简捷,调节顺手,观察与读数方便等原则进行合理布局,各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图3.4.1所示。接线时应注意,为防止外界干扰,各仪器的公共接地端应连接在一起,称“共地”。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源的接线用普通导线。
图3.4.1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图
(1)示波器
示波器是一种用途很广的电子测量仪器,它既能直接显示电信号的波形,又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点:
1)寻找扫描光迹
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将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”,输入耦合方式置“GND”,开机预热后,若在显示屏上不出现光点和扫描基线,可按下列操作去找到扫描线:①适当调节亮度旋钮(INTEN)。②触发方式开关置“自动(AUTO)”。③适当调节垂直()旋钮(POSITION)、水平(
)旋钮(POSITION),使扫描光迹位
于屏幕中央。(若示波器设有“寻迹”按键,可按下“寻迹”按键,判断光迹偏移基线的方向。) 2)双踪示波器一般有四种显示方式,即“CH1”、“CH2”、“ADD”三种单踪显示方式和“DUAL”双踪显示方式。其中“ADD”方式一般用在波形的叠加,而“DUAL”一般用在对两个波形进行比较的时候。
3)当波形分别从“CH1”或“CH2”通道输入时,为了显示稳定的被测信号波形,“触发源选择(SOURCE)”开关一般分别选为“CH1”或“CH2”触发,使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。
4)触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后,若被显示的波形不稳定,可置触发方式开关于“常态(NORM)”,通过调节“触发电平(LEVEL)”旋钮找到合适的触发电压,使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。
有时,由于选择了较慢的扫描速率,显示屏上将会出现闪烁的光迹,但被测信号的波形不在X轴方向左右移动,这样的现象仍属于稳定显示。
5)适当调节“扫描速率(TIME/DIV)”开关及“Y轴灵敏度(VOL/DIV)”开关使屏幕上显示一~二个周期的被测信号波形。在测量幅值时,应注意将“Y轴灵敏度微调(灰色部分)”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。在测量周期时,应注意将“X轴缩小(SWP.VAR)”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底。还要注意“扩展”旋钮应处于松开的位置。
根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(div或cm)与“Y轴灵敏度”开关指示值(v/div)的乘积,即可算得信号幅值的实测值。根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数(div或cm)与“扫速”开关指示值(t/div)的乘积,即可算得信号频率的实测值。 (2)智能函数信号发生器
函数信号发生器可按需要输出正弦波、方波、三角波等信号波形可根据面板上的波形切换按钮进行切换。输出电压最大可达5VP-P(峰-峰值)。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以根据“粗( )、中( )、细( )”分三档进行调节。
函数信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。
2、单级交流放大电路
图3.4.2为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采
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A
用RB1和RB2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻R4,以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui后,在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反,幅值被放大了的输出信号u0,从而实现了电压放大。
A + RS 5.1K
+
B +
+
+ IB UB -
UCE -
RB2
IC
+ UCC=12V -
?UO-
RL
2.2K
?Ui?Us- - RB1
+ -
U E
图3.4.2 共射极单管放大器实验电路
在图3.4.2电路中,当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远大于晶体管9013 的基极电流IB时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算
UB?RB1UCC
RB1?RB2IE?UB?UBE?IC R4UCE≈UCC-IC(R3+R4)
电压放大倍数
AV??βR3 // RL rbe输入电阻
Ri=RB1 ∥RB2∥rbe
输出电阻
RO≈RC
1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量
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测量放大器的静态工作点,应在输入信号ui=0的情况下进行, 即将放大器输入端与地端短接,然后用万用表分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。一般实验中,为了避免断开集电极,所以采用测量电压UE或UC,然后算出IC的方法,例如,只要测出UE,即可用 IC?IE?U?UCUE算出IC(也可根据IC?CC,由UC确定IC), R4R3同时也能算出UBE=UB-UE,UCE=UC-UE。 2) 静态工作点的调试
放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC(或UCE)的调整与测
试。
静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时uO的负半周将被削底,如图3.4.3(a)所示;如工作点偏低则易产生截止失真,即uO的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图3.4.3(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试,即在放大器的输入端加入一定的输入电压ui,检查输出电压uO的大小和波形是否满足要求。如不满足,则应调节静态工作点的位置。
(a) (b)
图3.4.3 静态工作点对uo波形失真的影响
改变电路参数UCC、R3、RB(RB1、RB2)都会引起静态工作点的变化,如图3.4.4所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点,如减小RB2,则可使静态工作点提高等。
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