测试振荡器静态工作点的影响-KC03171206-h02(精)
LC实验报告
实验一 LC 与晶体振荡器实验报告一、实验目的1、了解三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及工作原理。
2、比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。
3、测量振荡器的反馈系数等参数。
4、比较LC 与晶体振荡器的频率稳定度。
二、实验原理三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。
1、起振条件1）相位平衡条件：Xce 和Xbe 必需为同性质的电抗，Xcb 必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系：2）幅度起振条件：LCX X X X Xc oC L cebe 1 |||| )(=-=+-=ω，即'ie 1*()AuL m oe q Fu q qq >++式中：qm ——晶体管的跨导， FU ——反馈系数， AU ——放大器的增益，qie ——晶体管的输入电导， qoe ——晶体管的输出电导， q'L ——晶体管的等效负载电导， FU 一般在0.1~0.5之间取值。
2、电容三点式振荡器1）电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容Ci 和输出电容Co 对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。
2）串联改进型电容反馈三点式电路——克拉泼振荡器电路如图1-3所示，其特点是在L 支路中串入一个可调的小电容C3，并加大C1和C2的容量，振荡频率主要由 C3和L 决定。
C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了Ci 和Co 对频率稳定度的影响，且使频率可调。
L1L13）并联改进型电容反馈三点式电路——西勒振荡器 电路如图1-4所示，它是在串联改进型的基础上，在L1两端并联一个小电容C4，调节C4可改变振荡频率。
西勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。
本实验箱所提供的LC 振荡器就是西勒振荡器。
静态工作点的选择和稳定
根据系统稳定性分析结果，调整电路的工作点，优化相关参数，以提高系统的稳定性和性能。
考虑干扰和噪声
在实际应用中，干扰和噪声可能对系统的工作点稳定性产生影响。在设计过程中应充分考虑这些 因素，采取相应的措施来降低干扰和噪声对系统稳定性的影响。
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考虑信号的逻辑电平
在数字电路中，信号的逻辑电平是关键参数。选择合适的工作点可以确保信号的逻辑电平 符合设计要求，避免逻辑错误和信号失真。
优化功耗和速度
选择合适的工作点可以优化数字电路的功耗和速度，以满足实际应用的需求。
系统级工作点稳定性考虑
系统稳定性分析
在系统级设计时，需要考虑整个系统的稳定性。通过分析系统的传递函数和频率响应，评估系统 在不同工作点下的稳定性表现。
根据元件的规格参数，如 最大和最小工作电压、电 流等，选择安全可靠的工 作点。
元件性能
考虑元件的性能参数，如 放大倍数、输入阻抗等， 以优化电路性能为目标选 择工作点。
元件匹配
为确保电路中各元件的性 能得到充分发挥，需考虑 元件间的匹配关系，选择 合适的工作点。
根据系统稳定性选择
负反馈
01
在负反馈电路中，选择合适的工作点可以增强系统的稳定性，
负载阻抗的变化会导致交流工作点的偏移。
频率变化对工作点的影响
信号源频率的变化会影响交流工作点的稳定 性。
工作点稳定性的测试与评估
测试方法
通过实际测量电路在不同条件下 的工作点，分析其变化情况。
数据处理
对测试数据进行整理、分析和处 理，得出工作点稳定性的结论。
评估标准
根据工作点变化的大小和范围， 制定相应的评估标准，如最大允 许偏移量等。
谈静态工作点Q在放大电路中的作用和影响
职教与成教
谈静态工作点 Q 在放大电路中的作用和影响
达州职业技术学院 岳晓礼
［摘 要］正确全面认识静态工作点 Q 在放大电路中的作用和影响，是理解、设计运用放大电路的基础和前提，对学习模拟电子线路 具有十分重要的意义。 ［关键词］静态工作点 作用 影响 失真 温度
分析放大电路，主要进行直流和动态性能指标两个方面的分析。直
即放大区、截止区、饱和区，如图 2。Q 点设置合理，那么交流小信号 Vi
在输入的整个周期内，都被放大电路放大，然后输出一个完整的正弦波
形供给负载 R（L 见图 1）。若 Q 点设置过高或过低，在 Vi 信号作用下，晶
体管一段时间工作在饱和区或截止区、一段时间工作在放大区，这样放
大电路输出波形就出现失真。因在动态时（Vi≠0），电路中的电流、电压
（上接第 596 页） 相互的讨论，也可以是教师参与的共同讨论，首先 提出完成任务需要做哪些事情，需要解决哪些问题。这些问题可以在教 师的引导下由学生自己提出来，也可以根据实际情况由教师主动提出， 采用先粗后细，逐步求精的方法逐级分解任务。最终将任务分解成子任 务，安排小组成员完成各自完成子任务。
（3）总结评定 当任务完成后，各小组将本组完成任务的思路、方案、方法、最终作 品及获得的知识、技能、经验与体会等与全班同学共同分享。教师做出 点评，并与同学们共同讨论，引导大家说出自己的感受，指出作品的优 点与不足之处，提出改进建议和方法，以便在进一步的学习中不断完善 与提高，甚至可能产生新的任务，使学习成为一个连续发展的过程。总 之，要在相互交流和经验总结的过程中取长补短、共同进步，使学生的 思考意识进一步提高。 三、结束语 学生的思考意识的形成是一个长期的过程，最终要达到的目标就
施，引入反馈，即常见的分压式偏置放大电路，如图 5。这样，当温度变化
静态工作点的稳定及其偏置电路wzl
在模拟计算电路中，如模拟乘法器、 对数放大器等，静态工作点的设置和 偏置电路的设计对于提高计算精度和 稳定性具有重要作用。需要根据具体 电路的特点和要求，合理选择和调整 静态工作点及偏置电路参数。
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集电极-基极偏置电路
通过改变集电极电阻或电源电压来 调整晶体管的静态工作点，适用于 需要大范围调整工作点的场合。
Part
03
静态工作点稳定性分析
温度对静态工作点影响
温度升高会导致半导体器件的参数发生变化，如晶体管的 电流放大系数增大，基极-发射极间电压降减小等，从而使 得静态工作点发生偏移。
温度的变化还会影响电路中的其它元件，如电阻的阻值随 温度升高而增大，电容的容值随温度升高而减小等，这些 变化也会对静态工作点产生影响。
常见偏置电路类型
固定偏置电路
采用固定电阻为晶体管提供基极 偏置电流，适用于温度变化不大 且对稳定性要求不高的场合。
发射极偏置电路
在发射极回路中接入电阻或稳压管来稳 定发射极电流，从而提高晶体管的稳定 性，适用于对稳定性要求较高的场合。
分压式偏置电路
采用电阻分压器为晶体管提供基极 偏置电压，具有较好的稳定性，适 用于温度变化较大的场合。
重要性
静态工作点的设置直接影响到放大器的性能，如线性度、失真度、效率等。合理的静态 工作点设置是确保放大器正常工作的基础。
影响因素及稳定性要求
电源电压波动
电源电压的波动会导致静态工作 点的偏移，进而影响放大器的性 能。
温度变化
温度变化会影响半导体器件的参 数，如电阻、电容等，从而导致 静态工作点的漂移。
为了减小电源电压波动对静态工作点的影响，可以采用稳压电源或电源滤 波电路。
静态工作点的稳定问题
IEQ = uEQ
= uBQ - UBEQ
Re+RF
Re+RF
= 3 – 0.7 ≈ 1 mA
2+ 0.1
Rb2
120kΩ
Rc
3.9kΩ
IB
+VCC
12V
IC
uB
VT
Rb1
39kΩ
uE
RF
IE
100Ω
Re
2kΩ
ICQ ≈ IEQ = 1 mA
UCEQ = VCC - ICQ Rc - IEQ ( Re + RF ) ≈ VCC - ICQ ( Rc + Re + RF ) =6V
-
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ii
+ Rs
ui us
-
Ri
b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+
βib Rc RL uo
-
Ro
ui = ib rbe + (1 + β ) ib RF
uo = - β ib Rc// RL
电压放大倍数为
Au=
uo ui
- β Rc// RL = rbe + (1 + β ) RF
输入电阻为 Ri = [ rbe + (1 + β ) RF ]//Rb1// Rb2
输出电阻为
Ro= Rc
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ii
+ Rs
ui us
-
b ib
rbe
Rb1 Rb2
e
RF
ic c
io
+
βib Rc RL uo
实验二 三极管静态工作点对特性的影[1]
![实验二 三极管静态工作点对特性的影[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8c041710c281e53a5802ff66.png)
实验二：三极管静态工作点对特性的影响1 学时22 实验目的了解三极管的静态工作点的不同，对三极管的工作特性的影响。
3 实验内容NPN 三极管共射极电路的实现三极管的静态工作点处于放大区时，信号的放大，不失真。
静态工作点处于较低的位置时，没有放大作用。
静态工作点处于较高的位置时，信号放大时有失真。
4 实验原理（1）当三极管处于放大区时，三极管有一个合适的工作点，保证信号能够不失真的放大。
并具有下面的关系： II BC =β，其中I C 为静态集电极电流，I B 为静态基极电流。
发射极电流I I I B C E +=，故I I ICE C−=β。
图2.1图2.2（2）当静态工作点太低时，管子截止，没有放大作用或者当信号特别大时，正半周才可能导通，这时放大的信号也是严重失真。
I BQ（3） 当静态工作点太高时，管子饱和，当信号处于负半周时，信号有较好的放大作用。
而正半周时信号得不到适当的放大，造成严重失真。
5 实验环境实验箱。
6 准备工作实验的原理和实验的安全注意事项。
7 实验步骤7.1 首先从原理上了解实验的目的；7.2 搭接电路，搭接完后，通知老师，确认后，可以通电。
记录下图2.2开关接通时，并适当调整R2,使三极管工作在放大区，记下三极管的工作点；将R2的阻值调成0欧，这时三极管处于饱和区，记下这时的工作点；断开开关，这时三极管处于截止状态，记下这次的三极管的工作点； 8 思考题测试中需要注意的安全问题是什么？o ce//VI。
静态工作点稳定地放大电路分析报告
静态工作点稳定的放大电路分析一、课题名称静态工作点稳定的放大电路分析二、设计任务及要求分析静态工作点、失真分析、动态分析、参数扫描分析、频率响应等。
（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）三、电路分析1.静态工作点Q的分析（1）什么是静态工作点Q静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点，设置静态工作点的目的就是要保证在被被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。
可以通过改变电路参数来改变静态工作点，这样就可以设置静态工作点。
若静态工作点设置的不合适，在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真（静态工作点偏高）或截止失真（静态工作点偏低）。
如图1为阻容耦合电路图1晶体管型号BC107BP参数 .MODEL BC107BP NPN IS =1.8E-14 ISE=5.0E-14 NF =.9955 NE =1.46 BF =400 BR =35.5+IKF=.14 IKR=.03 ISC=1.72E-13 NC =1.27 NR =1.005 RB =.56 RE =.6 RC =.25 VAF=80+VAR=12.5 CJE=13E-12 TF =.64E-9 CJC=4E-12 TR =50.72E-9 VJC=.54 MJC=.33 在放大电路中，当有信号输入时，交流量与直流量共存。
将输入信号为零，即直流电流源单独作用时晶体管的基极电流I B，集电极电流I C，b-e之间电压U BE,管压降U CE称为放大电路的静态工作点Q，常将四个物理量记作I BQ,I CQ,U BEQ,U CEQ。
在近似估算中常认为U BEQ为已知量，对于硅管U BEQ=0.7V，锗管U BEQ=0.2V。
为了稳定Q点，通常使参数的选取满足I1>>I BQ因此B点电位U BQ=Rb1/(Rb1+Rb2)·Vcc静态工作点的估算U BQ= Rb1/(Rb1+Rb2)·VccI EQ=(U BQ-U BEQ)/ReU CEQ=V CC-I CQ(Rc+Re)（2）为什么要设置合适的静态工作点对于放大电路最基本的要求，一是不失真，二是能够放大。
静态工作点的图解分析KC03121124-h01
输出特性
Q 直流负载线
由静态工作点 Q 确定的 ICQ、UCEQ 为静态值。
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静态工作点的 图解分析
1
知识结构页
静态工作点的图解分析
• 什么静态工作点？ • 分析方法有哪些？ • 图解法分析作点
静态：输入信号为零（ui= 0 ）时，放大电路的 工作状态，也称直流工作状态。 电路处于静态时，三极管各电极的电流、电压在特性曲线上确定 为一点，称为静态工作点，常称为Q点。
一般用IB、 IC、和UCE （或IBQ、ICQ、和UCEQ ）表示。
3
图解分析 由于(IB,UBE) 和( IC,UCE )分别对应于输入、输出 特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点（Q点）。
IB IBQ Q ICQ UBE UBEQ
输入特性曲线
4
IC
Q
IBQ UCE
UCEQ
输出特性曲线
图解分析
静态工作点的分析方法
静态：输入信号为零（ui= 0 ）时，放大电路的
工作状态，也称直流工作状态；可用估算法和图解
法进行分析。
5
Rb Cb 1
+
Rc T
+VC C Cb 2
+
静态工作点的图解法
uo -
图解分析
uCE = VCC - iCRc
+
ui +
RL
输出回路
iC 0，uCE VCC uCE 0，iC VCC RC
静态工作点的作用
静态工作点的作用
静态工作点是什么
静态工作点是指三极管放大电路中，三极管静态工作点就是交流输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些电流、电压的数值可用BJT特性曲线上一个确定的点表示，该点习惯上称为静态工作点Q 。
设置静态工作点的目的就是要保证在被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。
静态工作点的作用
1）确定放大电路的电压和电流的静态值
2）选取合适的静态工作点可以防止电路产生非线性失真。
保证有较好的放大效果
静态工作点的确定
静态工作点是直流负载线与晶体管的某条输出特性曲线的交点。
随IB的不同而静态工作点沿直流负载线上下移动。
根据式Uce=Ucc-RcIc，在Ic/Ucc图上画出直流负载线，再画出在IB情况下的晶体管输出特性曲线，交点即静态工作点。
克拉泼振荡器测试要求
克拉泼振荡器测试要求
克拉泼振荡器测试内容
1.静态工作点变化对振荡器工作的影响：
调节电位器W1以改变晶体管工作点I EQ，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并以频率计数器读取相应的频率值，填入下表中。
每次改变都要停止仿真，然后重新启动仿真，等参数稳定后再记录。
I EQ（mA）0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
F（MHz）
U PP（V）
记录一个正常的输出波形和一个出现畸变的输出波形及其相应的参数。
2.克拉泼电容C5变化对振荡器工作的影响：
改变C5，使其分别为51PF、100PF、150PF，且把示波器探头接到OUT段，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并读取相应的频率值。
填入相应的表格。
3.电压反馈系数（分压比）变化对振荡器工作的影响：
同步改变C3/C4，使其分别为100/1000PF、120/680PF、680/120PF，且把示波器探头接到OUT段，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并读取相应的频率值。
填入相应的表格。
4.回路谐振电阻变化对振荡器工作的影响：
改变电阻R5，使其分别为110KΩ、10、1（也就改变了回路的谐振电阻），观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并读取相应的频率值。
填入相应的表格。