1、預習 操作記錄實驗報告 總評成績大學物理實驗課程實驗報告學院： 電子與信息工程學院專業：年級：實驗人姓名(學號)：參加人姓名：日期： 2017 年 月日室溫：相對濕度：實驗一 BJT單管共射電壓放大電路1、 實驗目的1、掌握放大電路靜態工作點的測試方法，分析靜態工作點對放大器性能的影響。2、掌握放大電路動態性能(電壓增益、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓以及幅頻特性等)的測試方法。3、進一步熟練常用電子儀器的使用。2、 實驗原理 圖1-1為射極偏置單管放大電路。它由Rbl和Rb2組成分壓電路，并在發射極中接有電阻Re,以穩定放大器的靜態工作點。當在放大電路的輸入端加入輸入信號Vi后，在放

2、大電路的輸出端便可得到一個與vi相位相反，幅值被放大了的輸出信號vo,從而實現電壓放大。 在設計和制作放大電路前,應測量所用元器件的參數,為電路設計提供必要的依據，在完成設計和裝配以后，還必須測量和調試放大器的靜態工作點和各項性能指標。實踐表明，新安裝的電路板，往往難于達到預期的效果。這是因為在設計時，不可能周全地考慮到電子器件性能的分散性及元件值的誤差、寄生參數等各種復雜的客觀因素的影響等，此外，電路板安裝中仍有可能存在沒有被查出來的錯誤。通過電路板的調整和測試，可發現利糾正設計方案的不足，并查出電路安裝中的錯誤，然后采取措施加以糾正和改進，才能使之達到預定的技術要求。一個優質放大器，必定是

3、理論設計與實驗調整相結合的產物。放大電路的測前和調試一般包括:放大電路靜態工作點的測量與調試，消除干擾與自激振蕩及放大電路各項動態參數的測量與調試等。放大電路的測量與調試1. 通電觀察對于新安裝好的線路板，在確認安裝正確無誤后，才可把經過準確測量的電源電壓接人路，電源接入電路之后，也不應急于測量數據，而應先觀察有無異常現象，這包括電源輸出是否正常(有無短路現象)、電路中有無冒煙、有無異常氣味以及元器件是否發燙等。如出現異常現象，則應立即切斷電源，檢查電路，排除故障，待故障排除后方可重新接通電源，然后再進行測試。在今后的每個實驗中，對于新安裝的線路板，都必須遵循這一操作程序。2. 靜態測試(1)

4、靜態工作點的測量 測量放大電路的靜態工作點，應在輸入信號V=0的情況下進行，即將放大電路輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測量晶體管的集電極電流Ic以及各電極對地的電位VB、VC和VE。一般實驗中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓VE或Vc,然后算出Ie的方法，例如，只要測出Ve，即可用算出Ic(也可根據由VC確定Ie)，同時也能算出。在實驗過程中，要不斷將測量值與理論估算值相比較。若偏差不大，則可調整電路有關電阻，使電位值達到所需要的值；若偏差太大或不正常，則應檢查電路有沒有故障，測量有沒有錯誤，以及讀數是否看錯等。(2)靜態工作點的調試 放大電路靜態工作點

5、的調試是指對管子集電極電流Ic(或VCE)的調整與測試。 靜態工作點是否合適，對放大電路的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大電路在加入交流信號以后易產生飽和失真，此時V0的負半周將被削底，如圖1-2(a)所示；如工作點偏低則易產生截止失真，即VO的正半周被縮頂(一般截止失真不如飽和失真明顯)，如圖1一2(b)所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進行動態調試，即在放大電路的輸入端加入一定的輸入交流信號電壓Vi，檢查輸出電壓VO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應調節靜態工作點的位置。需要指出，上面所說的靜態工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的，而是相對

6、于信號的幅度來說的，如果輸入信號幅度很小，即使工作點較高或較低也不一定會出現失真。只有在所設置的靜態工作點不能滿足信號幅度要求時才會出現失真。顯然，如果要求信號不失真輸出幅度最大，靜態工作點應該選在交流負載線的中點。如果靜態工作點已處于交流負載線的中點，而波形兩頭又出現失真，則表明在此時的電路條件已不能滿足幅值要求，需要加大電源電壓VCC并適當調整靜態工作點才能解決。3. 動態指標測試 放大電路的動態調試應在靜態調試已完成的基礎上進行。動態調試的目的是為了使放大電路增益、輸出電壓動態范圍(最大不失真輸出電壓)、波形失真、輸入、輸出電阻、通頻帶等性能達到要求。測試過程中，不能憑感覺和印象，要始終

7、借助儀器仔細觀察，要邊測量，邊記錄，邊分析，邊解決問題。（1）電壓增益AV的測量 放大電路被調整到到合適的靜態工作點后，加入輸入交流信號電壓vi，在輸出電壓v0不失真的情況下，用交流毫伏表測出vi和v。的有效值Vi和Vo，則。（2）輸入電阻Ri的測量用伏安法測量輸入電阻，為了測得放大電路的輸入電流，按圖1-4電路在被測放大電路的輸入端與信號源之間串入一測量輔助電阻R，在放大電路正常工作的情況下，用交流毫伏表測出vs和vi，則根據輸入電阻的定義可得測量時應注意下列兩點：由于電阻R 兩端沒有電路公共接地點，而交流毫伏表是測量節點交流電壓的，所以測量R 兩端電壓VR時必須分別測出VS和Vi,然后按V

8、R=Vs-Vi,求出VR值。 R叫做測量輔助電阻，它的數值應選擇適當，不宜太大或太小。R 太大，將使Vi的數值很小，容易受到干擾，從而加大Ri的測量誤差; R太小則Vs與Vi讀數又十分接近，導致(Vs-Vi）的誤差增大，故也使Ri測量誤差加大。通常取R與Ri為同一數量級為好，本實驗可取R=12K。（3）輸出電阻RO的測量在放大電路正常工作條件下，測出輸出端不接負載RL的輸出電壓V和接入負載后的輸出電壓Vo，根據即可求出在測試中應注意，必須保持RL接入前后輸入信號的大小不變。（4） 最大不失真輸出電壓的測量(最大動態范圍)如上所述，為了得到最大動態范圍，應將靜態工作點調在交流負載線的中點。為此在

9、放大電路正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調節Rw(改變靜態工作點)，用示波器觀察Vo,當輸出波形同時出現削底和縮項現象時，說明靜態工作點已調在交流負載線的中點，如圖1-5所示。然后反復調整輸入信號，使波形輸出幅度最大，無明顯失真時，用交流毫伏表測出Vo(有效值)，則動態范圍等于或用示波器直接讀出來。圖1/5（5）放大電路幅頻特性的測量放大電路的幅頻特性是指放大電路的電壓增益Au與輸入信號頻率f之間的關系曲線。單管阻容耦合放大電路特性曲線如圖1-6所示，Avm為中頻電壓增益，通常規定電壓增益隨頻率變化下降到中頻電壓增益的倍，即0.707Avm所對應的頻率分別稱為下線頻率和上限頻率，

10、則通頻帶放大電路的幅頻特性就是測量不同頻率信號時的電壓增益Au。為此，可以采用前述測量Au的方法，每改變一個信號頻率，測量其相對應的電壓增益，測量時應注意取點要恰當，在低頻段與高頻段應多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不能失真。三、實驗設備與器件1.+12V直流穩壓電源2.函數信號發生器3.雙蹤示波器4.交流毫伏表5.萬用電表6.頻率計7.晶體三極管3DG6*1（=50100）或9011*1，電阻器，電容器若干4、 實驗內容 實驗電路如圖一所示。為防止干擾，各電子儀器的公共端必須接在一起，同時信號源、交流毫伏表和示波器的引線應采用專用電纜線

11、或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的外包金屬網應接在公共接地端上。1. 調試靜態工作點 接通直流電源前，先將Rw調至最大，函數信號發生器輸出旋鈕旋至0。接通+12V電源，調節Rw，使Ic=2.0mA（UE=2.0V），測試獲得以下數值：Ic=2.0mA測量值理論計算值UB/VUE/VUC/VRB1/kUBE/VUCE/VIC/mA2.6252.0017.43560.3610.62562表1-1理論計算值通過獲得其直流通路所得：2. 測量電壓放大倍數在放大電路輸入端加入頻率為1000Hz的正弦信號Us，調節函數信號發生器的輸出旋鈕使放大電路的輸出電壓Ui5mV，同時用示波器觀察放大電路輸出電壓Uo

12、波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下述三種情況下的Uo值，并用雙蹤示波器觀察Uo和Ui的相位關系：Ic=2.0mA Ui=5.003mVRc/kRL/kUo/VUi/V20.676135.1210.34869.56220.33566.96表1-2 Ui-t Uo-t3.觀察靜態工作點對電壓放大倍數的影響置Rc=2k，RL=（即將輸出端短路），Ui適量，調節Rw，用示波器監視輸出電壓波形，在Uo不失真的條件下測量數組Ic和Uo值：Rc=2k RL= Ui=4.865mVIc/mA1.61.82.02.22.4Uo/V0.5870.6330.6770.7180.755Au121130139

13、148155表1-3測量Ic時，要先將信號源輸出調節至0（Ui=0）。4. 觀察靜態工作點對輸出波形失真的影響置Rc=2k，RL=2k，Ui=0，調節Rw使Ic=2.0mA，測出UCE的值（4.185V），再逐步加大輸入信號，使輸出電壓Uo足夠大但不失真。然后保持輸入信號不變，分別增大和減小Rw，使波形出現失真，繪出Uo的波形，并測出失真情況下的Ic和UCE值：每次測Ic和UCE值時都要將信號源的輸出旋鈕至0。Rc=2k RL=2k Ui=5.050mVIc/mAUCE/VUo波形失真情況管子工作狀態1.10.466截止失真截止區2.00.673未失真工作區3.40.830飽和失真飽和區5、

14、實驗總結1、 列表整理測量結果，并把實測的靜態工作點、電壓增益、輸入電阻、輸出電陽之值與理論計算值比較(取一組數據進行比較)，分析產生誤差原因。2、 總結Re R.及靜態工作點對放大器電壓增益、輸入電阻、輸出電阻的影響。由表1-2可知Rc越大，Au越大；RL的變化幾乎對Au無影響。而對于靜態工作點，Ic在一定范圍內越大，Au越大。而由于Rc、RL為輸出量，所以它們的變化與輸入電阻無關，與輸出電阻同步變化（）。六、預習要求1、閱讀教材中有關單管放大電路的內容并估算實驗電路的性能指標假設: 3DG6 的B=100,Rb2=20KQ,Rb1=60KQ,R=2KQ,R=2K2S估算放大電路的靜態工作點

15、，電壓增益Av,輸入電阻R;和輸出電阻Ro。工作狀態時則可得，滿足假設。此外，Ri=15k，Ro=2k。2、 閱讀實驗附錄中有關示波器的使用、品體管特性圖示儀簡介以及放大電路干擾和自激振蕩消除的內容。3、 能否用直流電壓表直接測量品體管的Vbe?為什么實驗中要采用測Vb、Ve,再間接算出Ve的方法?在靜態工作點測量時，可考慮這種方法，但會導致較大的誤差，因為的值太小，一次電壓表的接入會導致明顯分流，測的方法可以減小上述誤差。4、 怎樣則量Rb1阻值？可在斷開外電源的情況下使用歐姆表接在Rw兩端接口直接測量。5、 當調節偏置電阻Rb1,使放大電路輸出波形出現飽和或截止失真時，晶體管的管壓降Vce怎樣變化?飽和失真時，發射結已反向接通。6、 改變靜態工作點對放大電路的輸入電阻Ri有否影響? 改變外接電阻RL對輸出電阻Ro有否影響?改變靜態工作點均由Rw的變化得到，因此在交流等效電路中Rw的變化會導致Ri同步變化。由于Ro為電路本身性質因此RL的變化不會改