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單級交流放大器的模電實驗原理

發(fā)布日期:2022-12-13 14:55:43         瀏覽數(shù):   

  一、實驗目的

  l、掌握放大電路靜態(tài)工作點的測試方法,進一步理解電路元件參數(shù)對靜態(tài)工作點的影

  響,以及調(diào)整靜態(tài)工作點的方法。

  2、掌握測量電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。

  二、原理簡介

  放大電路的用途非常廣泛,單管放大電路是最基本的放大電路。共射極單管放大電路是電流負反饋工作點穩(wěn)定電路,它的放大能力可達到幾十到幾百倍,頻率響應在幾十赫茲到上千赫茲范圍。不論是單級或多級放大器它的基本任務是相同的,就是對信號給予不失真的、穩(wěn)定的放大。

  1、放大電路靜態(tài)工作點的選擇

  當對放大電路僅提供直流電源,不提供輸入信號時,稱為靜態(tài)工作情況,這時三極管的各電極的直流電壓和電流的數(shù)值,將和三極管特性曲線上的一點對應,這點常稱為Q點。靜態(tài)工作點的選取十分重要,它影響放大器的放大倍數(shù)、波形失真及工作穩(wěn)定性等。靜態(tài)工作點如果選擇不當會產(chǎn)生飽和失真或截止失真。一般情況下,調(diào)整靜態(tài)工作點,就是調(diào)整電路有關(guān)電阻,使ICQ和UCEQ達到合適的值。

  由于放大電路中晶體管特性的非線性或不均勻性,會造成非線性失真,在單管放大電路中不可避免,為了降低這種非線性失真,必須使輸入信號的幅值較小。

  2、放大電路的基本性能

  當放大電路靜態(tài)工作點調(diào)好后,輸入交流小信號ui,這時電路處于動態(tài)工作情況,放大電路的基本性能主要由動態(tài)參數(shù)描述,包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。這些參數(shù)必須在輸出信號不失真的情況下才有意義。基本性能測量的原理電路如圖1-1所示。

單級交流放大器的模電實驗原理(圖1)

  (1)電壓放大倍數(shù)Au的測量

  用晶體管毫伏表測量圖1-1中Ui和Uo的值。即:

  Au=Uo/Ui

  (2)輸入電阻Ri的測量

  如圖1-1所示,放大器的輸入電阻Ri就是從放大器輸入端看進去的等效電阻。即;

  Ri=Ui/Ii

  通常測量Ri的方法是:在放大器的輸入回路串一個已知電阻R,選用R≈Ri(這里Ri為理論估算值)。在放大器輸入端加正弦信號電壓,用示波器觀察放大器輸出電壓uo,在uo不失真的情況下,用晶體管毫伏表測電阻R兩端對地的電壓和Ui(見圖1-1),

  則有:

單級交流放大器的模電實驗原理(圖2)

  (3)輸出電阻Ro的測量

  如圖1-1所示,放大電路的輸出電阻是從輸出端向放大電路方向看進去的等效電用Ro表示。測量Ro的方法是在放大器的輸入端加信號電壓,在輸出電壓uo不失真的情況下,用晶體管毫伏表分別測量空載時放大器的輸出電壓U∞和帶負載時放大器的輸出電壓UOL值,則輸出電阻:

單級交流放大器的模電實驗原理(圖3)

  三、實驗內(nèi)容和步驟

  1、調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點

  按圖1-2連好電路(VCC為6V也可以為12V,原理圖以6V為電源),將輸入端對地短路,調(diào)節(jié)電位器W1,使UC=VCC/2,測靜態(tài)工作點UC、UE、UB的數(shù)值,記入表1-1中,并計算IB、IC。為了計算IB、IC,應測量RW1阻值,測量時應切斷電源,并且將它與電路的連接斷開,按下式計算靜態(tài)工作點:

單級交流放大器的模電實驗原理(圖4)

單級交流放大器的模電實驗原理(圖5)

  也可以用數(shù)字萬用表測量1R5兩端電壓U1R5及Rc兩端電壓URc,則

單級交流放大器的模電實驗原理(圖6)


單級交流放大器的模電實驗原理(圖7)

  2、測量電壓放大倍數(shù)及觀察負載電阻對放大倍數(shù)的影響

  在實驗步驟l的基礎(chǔ)上,把輸入對地斷開,接入f=1Kz、Ui=5mV的正弦波信號,負載電阻分別為RL=2KΩ、RL=5.1KΩ和RL=∞,用毫伏表測量輸出電壓的值,用示波器觀察輸入電壓和輸出電壓波形,把數(shù)據(jù)填寫入表1-2中。

單級交流放大器的模電實驗原理(圖8)

  3、測量輸入電阻和輸出電阻

  按圖1-3連好電路,輸入端接入f=lKHz、Ui=20mV的正弦信號,分別測出電阻1R1兩端對地信號電壓Ui及U’i,將測量數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果填入表1-3中。

單級交流放大器的模電實驗原理(圖9)

  測出負載電阻RL開路時的輸出電壓U∞,和接入RL時的輸出電壓Uo,將測量數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果填入表1-3中。

單級交流放大器的模電實驗原理(圖10)


  四、實驗器材

  1、實驗箱2、數(shù)字萬用表

  3、函數(shù)信號發(fā)生器

  4、交流毫伏表

  5、雙蹤示波器

  五、實驗結(jié)果

  1、調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點

  表1-1

單級交流放大器的模電實驗原理(圖11)

  2、測量電壓放大倍數(shù)及觀察負載電阻對放大倍數(shù)的影響

單級交流放大器的模電實驗原理(圖12)

  3、測量輸入電阻和輸出電阻

單級交流放大器的模電實驗原理(圖13)

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