专业:电子信息工程 姓名: 学号:_ 日期:_2011.3.14 地点:紫金港东三212 实验报告
课程名称:___模拟电子技术实验____________指导老师:_ __ _成绩:__________________ 实验名称: 三极管共射极放大电路 实验类型:__________ 同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得
一. 实验目的和要求
1.学习共射放大电路的设计方法。
2.掌握放大电路静态工作点的测量与调整方法。 3.学习放大电路性能指标的测试方法。
4.了解静态工作点与输出波形失真的关系,掌握最大不失真输出电压的测量方法。 5.进一步熟悉示波器、函数信号发生器、交流毫伏表的使用。
装 订 线二. 实验内容和原理
1. 静态工作点的调整和测量 2. 测量电压放大倍数
3. 测量最大不失真输出电压 4. 测量输入电阻和输出电阻 5. 测量上限频率和下限频率
6. 研究静态工作点对输出波形的影响
实验电路图 放大器最佳静态工作点:
要使放大器不失真地放大,必须选择合适的静态工作点。
初选静态工作点时,可以选取直流负载线的中点,即 VCE=1/2×VC 或 IC=1/2×ICS
(ICS为集电极饱和电流,ICS≈VCC/Rc) 这样便可获得较大输出动态范围。当放大器输出端接有负载RL时,因交流负载线比直流负载线要陡,所以放大器动态范围要变小,如前图所示。当发射极接有电阻时,也会使信号动态范围变小。要得到最佳静态工作点,
还要通过调试来确定,一般用调节偏置电阻的方法来调整静态工作点。
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实验名称: 三极管共射极放大电路 姓名: 学号: 三. 主要仪器设备
示波器、信号发生器、晶体管毫伏表 共射电路实验板
四.操作方法和实验步骤
1. 静态工作点的调整和测量 准备工作:
(1) 对照电路原理图,仔细检查电路的完整性和焊接质量。
(2) 开启直流稳压电源,将直流稳压电源的输出调整到12V,并用万用表检测输出电压。确认后,先关闭直流稳压电源。
(3) 将电路板的工作电源端与12V直流稳压电源接通。然后,开启直流稳压电源。此时,放大电路、处于工作状态。
静态工作点的调整:
调节电位器,使Q点满足要求(ICQ=1.5mA)。
·直接测电流不方便,一般采用电压测量法来换算电流。
·测电压时,要充分考虑到万用表直流电压档内阻对被测电路的影响 。因此应通过测电阻Rc两端的压降VRc,然后计算出ICQ。
·若测出VCEQ<0.5V,则说明三极管已饱和;若VCEQ ≈+VCC,则说明三极管已截止。若VBEQ>2V,则说明三极管已被击穿。
静态工作点的实验数据记录
注(1)估算时取电流放大倍数=100。(2)理论值可能通过模型估算,也可以采用仿真结果。
2. 测量电压放大倍数( RL=∞、RL=2 kΩ) (1) 保持放大电路的静态工作点不变
(2) 从信号发生器输出1kHz的正弦波,作为放大电路的输入(Vi=10mV有效值) 。 (3) 用示波器监视输出波形,波形正确后再用交流毫伏表测出有效值。
3. 测量最大不失真输出电压( RL=∞、RL=2 kΩ) (1) 静态工作点不变,用示波器监视输出波形。
(2) 逐渐增大输入信号幅度,直至输出刚出现失真。
(3) 测量时通常以饱和失真为准(当Q点位于中间时)。
(4) 交流毫伏表测出有效值。
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实验名称: 三极管共射极放大电路 姓名: 学号:
4. 测量输入电阻和输出电阻 (1) 测量输入电阻Ri 实验原理:放大电路的输入电阻可用电阻分压法来测量,图中R为已知阻值的外接电阻,分别测出Vs和Vi,则 ViViR??i Ii(Vs?Vi)/R
Vi?R
Vs?Vi
实验步骤:
(1) 输入正弦波 。
(2) 用示波器监视输出波形,要求不失真。 (3) 用交流毫伏表测出Vs和Vi,计算得到Ri。
(2) 测量输出电阻Ro。 实验原理: 放大电路的输出电阻可用增益改变法来测量,分别测出负载开路时的输出电压Vo'和带上负载RL后的输出电压Vo,则 RL?Vo'?'Vo?VoRo?? ?V?1??RLRo?RL?o? 实验步骤:
(1) 输入正弦波。
(2) 用示波器监视输出波形,要求不失真。 (3) 断开负载,毫伏表测出Vo' 。 (4) 接上负载,毫伏表测出Vo 。
5. 测量上限频率和下限频率 ( RL=∞、RL=2 kΩ) 实验原理:
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实验名称: 三极管共射极放大电路 姓名: 学号:
实验步骤:
(1) 静态工作点不变,用示波器监视输出波形。 (2) 从信号发生器输出1kHz的正弦波。
(3) 调节输入信号幅度,用交流毫伏表测出,使输出Vo =1V。
(4) 保持输入信号幅度不变,降低信号频率,输出幅度下降至0.707Vo时得到下限频率fL 。 (5) 保持输入信号幅度不变,增大信号频率,输出幅度下降至0.707 Vo时得到上限频率fH 。
6. 研究静态工作点对输出波形的影响( RL=∞)
静态工作点对输出电压波形的影响:
(1)ICQ↑,vo出现饱和失真,形状为“削顶”失真。 (2)ICQ↓,vo出现截止失真,形状为“缩顶”失真。
(3)ICQ正常,当加大输入信号时, vo同时出现饱和与截止失真。
(1) (2) (3) 实验步骤:
1、观察静态电流偏大时出现饱和失真
(1) 输入1kHz的正弦信号,用示波器监视输出电压。
(2) 调节电位器(Rw1减小或 Rw2增大) ,使静态电流ICQ增大到足够大(如2.0mA) ,测量并记录集电极静态电流。
(3) 逐渐增大输入信号,使输出波形出现明显的失真。记录此时的示波器波形,及最大不失真输出电压幅度。
2、观察静态电流偏小时出现截止失真
(1) 减小输入信号,使输出波形回到正常的放大状态(无失真)。
(2)调节电位器(Rw1增大或 Rw2减小),使静态电流ICQ下降到足够小(如1.0mA) , 测量并记录集电极静态电流。
(3) 逐渐增大输入信号,使输出波形出现明显的失真。记录此时的示波器波形,及最大不失真输出电压幅度。
根据上述两种情况下所观察到的波形,说明集电极偏置电流的大小对放大电路输出失真的影响。
实验注意事项
1. 在做最后一个实验之前,应一直保持静态工作点不变。如果不小心调了电位器,则应重新进行静态调试,然后再继续完成各个实验。
2. 在用交流毫伏表测量幅度时,应用示波器监视输出波形,以保证输出正弦波。
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实验名称: 三极管共射极放大电路 姓名: 学号: 五、实验数据记录和处理
实验1:静态工作点的实验数据记录:
测出共射电路的静态工作点,将测量值记录在表中,并与理论估算值相比较。 VBQ(V) VBEQ(V) VCEQ(V) ICQ(mA) 理论值 实测值 3.40 3.48 0.675 0.65 4.32 4.32 1.5 1.5 误差分析:表格中的理论值由仿真结果得出,由于实际电路中,三极管VBEQ和理论值有所误差,而电阻等元件的标称值与实际值也不尽相等,因此实测值与理论值存在一定的误差。
实验2:测量电压放大倍数( RL=∞、RL=2 kΩ)
实验3:测量最大不失真输出电压( RL=∞、RL=2 kΩ)
测 试 条 件 RL=∞ RL=2k 实测值(有效值) Vs (mV) 23.3 23.3 Vi (mV) 10 10 Vo (V) 0.91 0.34 Vomax (V) 2.68 1.60 Av 实验结果 Vomax (峰值) 91 34 3.79 2.26 85.3 32.2 Av 理论值 Vomax (V) 4.32 4.32 注:交流毫伏表测出的最大不失真输出电压是有效值,而理论估算出的最大不失真输出电压是峰值。因此需将实验测得的最大不失真输出电压转换为峰值,以便比较。
误差分析:1、实际电路中,由于连接示波器、毫伏表、信号发生器的夹子存在很大的不稳定因素,
稍微动一下就会对波形产生较大影响,因此可能在实验中会产生较大的误差。
2、在用示波器观察输出电压的波形时,缩顶与削顶现象,及最大不失真电压的出现,会
由于视差原因而有所不准。
3、在计算理论值时,三极管放大倍数取100倍,rbe取100Ω,而这个值并不一定是三极
管的实际值,所以理论值也存在一定范围内的浮动。
实验4:测量输入电阻和输出电阻
R=5.1kΩ Ri=Vi/(Vs-Vi)R=3.83kΩ '
RL=2kΩ R o ? ? ? 1 ? L =3.35kΩ ?? R?Vo?Vo??实验5:测量上限频率和下限频率 ( RL=∞、RL=2 kΩ)
fL=158.5KHz fH=31Hz