浙大电工电子学实验报告_试验七__单管电压放大电路

实验报告

课程名称： 电工电子学实验 指导老师： 实验名称： 单管电压放大电路

一、实验目的

1.学习放大电路静态工作点的测量，了解元件参数对放大电路静态工作的影响。

2.掌握放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等指标的测试方法。

3.进一步熟悉双踪示波器，信号发生器，交流毫伏表及直流稳压电源的使用方法。

二、主要仪器设备

1.电子实验箱(含电路板)

2.双踪示波器

3.信号发生器

4.交流毫伏表

5.直流稳压电源

6.万用表

三、实验内容

1.静态工作点的调整和测量

调节R P ，使I C =2mA(可通过测量U C 来确定I C ，当I C =2mA 时，U C =U CC -R C I C =15-3.3×2=8.4V)，测出U C 、U B 、U E ，计算出U CE ，记入表7-1。

值 测量值 计算值 I C /mA U C /V U B /V U E /A U CE /V 2

8.37

4.29 3.66

4.71

表7-1

图7-1 实验电路

专业： 姓名： 学号：__ _

日期： 地点：

图7-2 输入、输出电阻测量原理图

2.电压放大倍数A u、输入电阻r i、输出电阻r0的测量。

将信号发生器的正弦波信号送入放大电路输入端S，正弦信号的频率为1kHz，并使u i的有效值U i约为10mV。用示波器同时观察输入、输出信号波形。在输出波形不失真的情况下，用交流毫伏表测出不接R L时的U S、U i、U O’和介入R L时的U S、U i、U O(两种情况的U i值必须相同)，记入表7-2。根据测得的U、U、U’、U计算出A、r、r等指标。

R L/kΩR S/kΩU S/mV U i/mV U O’/V U O/V A u r i r O

∞ 5.05 24.5 10 0.979 / 97.9 3.48 kΩ/

2 5.05 24.4 10.2 / 0.380 31.7 3.6

3 kΩ 3.15 kΩ

表7-2

3.静态工作点对电压放大倍数的影响

保持U i(约为10mV)不变的情况下，调节R P，在输出波形不失真的条件下分别测出不同静态工作点所对应的输出电压值U O(接入R L)，记入表7-3，计算电压放大倍数A u。(为使U i稳定，可在H点与地之间接入分压电阻，即可将实验板中H点与K点之间用导线连接起来)。

期望值I C/mA 1 1.5 2 2.5

测量值U C/V 3.31 4.94 6.58 8.34 U i/mV 12.1 11.2 10.3 9.9 U O/V 0.321 0.361 0.380 0.385

计算值A u26.5 32.2 36.8 38.8

表7-3

4.静态工作点对放大电路输出波形失真的影响

在放大电路中，静态工作点的设置是否合理将直接影响放大电路是否能正常工作。当静态工作电流I C过小或过大时，在输入信号幅度很小时输出波形失真不明显，但当输入信号幅度较大时，输出波形会出现较大失真。在静态工作电流I C过小时，当输入信号幅度增大到一定大小时，将首先出现截止失真(输出波形u O正半周失真)；在静态工作电流I C过大时，当输入信号幅度增大到一定大小时，将首先出现饱和失真(输出波形u O负半周失真)。因此，在一定的输入信号幅度下，为避免输出波形失真，静态工作电流I C的大小要合适。但即使静态工作电流I C的大小合适，当输入信号幅度过大时，则会使输出波形u O同时出现截止失真和饱和失真。

(1)将放大电路的静态工作电流I C调到小于1mA，放大电路的输入端加频率为1kHz的正弦波信号，用示波器观察输入、输出信号波形，逐渐增大输入信号幅度，使输出信号波形出现明显失真。按表7-4要求测量(或计算)这时的静态值I C、U C、U E、U CE和输入电压有效值U i，记入表中，画出输出电压u O

的波形，并分析和体会失真情况(属于哪一种失真)。

I C/mA U C/V U E/V U CE/V U i/mV u O波形失真情况

0.63 12.94 1.15 11.79 77.8 截止失真

2.01 8.24

3.74

4.49 217 截止失真和饱和失真

2.87 5.54 5.51 0.03 11.2 饱和失真

表7-4

(2)将放大电路的静态工作电流I C分别调到约2mA和大于3mA，重复实验1)的内容。

注：以上(1)、(2)实验都是在接入负载的情况下进行的。

四、实验总结

1.整理实验数据，将实测值与理论估算值相比较，分析差异原因。

填表，具体数据已填入上述各表，各数据的计算方法如下：

表7-1：

U CE= U C-U E

表7-2：

A u= U O/ U i需要换算单位

r i =U i R S/(U S-U i)

r O=(U O’/ U O-1)/ R L

表7-3：

Au= UO/ Ui 需要换算单位

表7-4：

无计算，只需观察波形和判断失真类型即可

据理论知识可知，输出电阻r O的理论值应等于R C的值，即3.3kΩ；而表7-2中由实验数据计算而来的r O为3.15kΩ，与理论值相差(3.3-3.15)/3.15=4.7%，可见实测值与理论值还是比较接近的。

对于其他实测值，由于难以准确计算理论值，而只能与估算值比较。由于实验电路各部分工作正常，仪器测得的数值都在正常范围内，数据之间的相互关系也属于正常范围，因此可以认为实测值是很接近理论估算值的。当然，实验期间必然存在或多或少的误差，而且理论估算值也是忽略了一些次要因素后而得来的，因此两者之间存在一定差距是难以避免的。

2.总结静态工作点对放大电路性能的影响。

由表7-3得：随着I C的增大，U C逐渐增大，U i逐渐减小，U O逐渐增大，A u也逐渐增大。可见，当静态工作点在适当范围内时，当其提高时，电压放大倍数随之增大。因此当需要较大的电压放大倍数时可以选择将静态工作点适当提高。

但由表7-4可以看出，当I C在不恰当的范围时，放大后的波形容易出现失真。具体为：当I C很小时，如遇上超过某一大小的输入电压，则会出现输出电压的波形截止失真的情况；当I C很大时，只要有很小的输入电压，就会导致饱和失真，几乎使放大电路失效。而如若将I C控制在合适的范围内，则可以大大减少输出电压失真的条件，使输入电压在较大范围内变化都不会引起失真；当然，如若输入电压足够大，也会导致输出失真，但此时的失真是兼有截止失真和饱和失真的。

综上所述，I C应控制在一定的合适范围内，放大电路才能较好地工作。当对放大倍数要求不高时，