实验二 单级放大器的综合测试

实验二单级放大器的综合测试
一、实验目的
1、熟悉电子元器件、常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用；
2、掌握放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响；
3、掌握测量放大器的Q点、交流参数Av、Ri、Ro及最大不失真输出电压的方法；
4、熟练掌握观测放大器信号波形的参数。

二、实验仪器
模拟电路箱( )、数字万用表( )、双踪示波器( )、信号发生器( )等
三、实验原理
图2-1为射极偏置放大电路（分压式工作点稳定电路）实验电路图。

它的偏置电路采用R b1、R b2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R e，以稳定放大器的静态工作点。

当在放大器的输入端加入输入信号U i后，在放大器的输出端便可得到一个与U i相位相反，幅值被放大了的输出信号U o，从而实现电压放大。

图2-1 射极偏置放大电路
在图2-1电路中，当流过偏置电阻R b1、R b2的电流远大于晶体管T1的基极电流I b 时（一般5-10倍），则它的静态工作点可用下式估算：
2
12
b b b b R U Vc
c R R =
+
b be b
cQ eQ e e
U U U I I R R -≈=
≈
()ce cc cQ c e U V I R R ≈-+
电压放大倍数Av l v be
R A r β'
-=
l c l R R R '=P
26200(1)
be eQ
mV
r I β=++ 输入电阻i R
12i be b b R r R R =P P
输出电阻o R
o c R R ≈
四、实验内容
实验电路如图2-1所示，各仪器的公共端必须连在一起，并接地。

1、测量静态工作点
接通电源前，先将R bw 调至最大，输入信号调为零。

接通12V 电源，调节R bw ，使 2.0c I mA =（即 4.8c U V =），用数字万用表测量U b 、U c 、U e 、R b2的值，记入表2-1，并与理论值比较。

表2-1（ 2.0c I mA =）
测量项目 U b
U c
U e
U ce
R b2
测量值 理论值
2、测量电压放大倍数
在放大器的输入端加入频率为1KHz 、幅值为5mV 的正弦信号，同时用示波器观察放大器输出电压U o 的波形，在波形不失真的条件下测量U o ，并用双踪示波器观察U i 和U o 的相位关系，记入表2-2。

表2-2（ 2.0,10c ip p I mA U mV -==）
调整项目 测量值 理论值 输入波形
输出波形
R c R L
U o Av U o Av
2.4k ∞
2.4k 2.4k 2.4k
20k
3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响。

设置 2.4,c l R k R =Ω=∞，U i 适量，调节R bw ，用示波器观察输出电压波形，在U o 不失真的条件下，测量数据U o 值,计算放大倍数，记入表格2-3
表2-3（ 2.4,,c l i R k R U =Ω=∞= mV ）
I c (mA) 0.5 1.0 2.0 2.5 3.0 4.0 U o (V) Av
注意：测量I c 时，要先将信号源输出旋钮调至零（即U i=0）。

4、测量最大不失真输出电压
设置 2.4, 2.4c l R k R k =Ω=Ω，同时调节R bw 和输入信号幅值，用示波器观察最大不失真输出电压。

记录表2-5。

表2-5（ 2.4, 2.4c l R k R k =Ω=Ω）
I c （mA ）
U i （mV ）
U o （V ）
U op-p （V ）
5、测量输入电阻
为了测量放大器的输入电阻，按图2-2电路在被测放大器和输入端与信号源之间串入已知电阻R s ，在放大器正常工作的情况下（设置
2.4, 2.4, 2.0c l c R k R k I mA =Ω=Ω=），测量U s 和U i ，则输入电阻R i 定义为:
//(/)/[()/]i i i i R s i S i s R U I U U R U U U R ===-
注意：电阻R s 的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R i 和R s 同一数量级为好，一般1-2k Ω。

测量数据记录表格2-6。

6、测量输出电阻
按图2-3，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接入负载R l 的输出电压
U o 和接入负载后输出电压U l ，根据
[/()]l l o l o U R R R U =+
即可求出R o
[(/)1]o o l l R U U R =- 注意：测试中，要保持R l 接入前后输入信号的大小不变。

数据记录表2-6。

表2-6（ 2.4, 2.4, 2.0c l c R k R k I mA =Ω=Ω=）
测量
次数 U i
（ mV ） U s （mV ）
R i （k Ω） U o U l
R o
测量值
理论值 测量值 理论值 1 2
图2-2 输入电阻测量原理图
图2-3 输出电阻测量原理图
五、实验报告撰写要求：
1、 测量数据与理论值进行比较，分析误差产生原因；
2、 总结R l 和静态工作点对电路放大倍数的影响情况；
3、 总结静态工作点变化对放大器输出波形的影响；
4、 分析讨论在调试实验过程中出现的问题，并写出实验体会。

六、预习要求
1、画出放大电路的直流通路和交流通路。

2、复习教材中相关知识，并估算实验电路的性能指标，假设9013
12200,20,60, 2.4, 2.4b b c l R k R k R k R k β==Ω=Ω=Ω=Ω，估算放大器的静态工作点，电压放大倍数，输入电阻，输出电阻，并填入相应的表格当中。

3、当调节偏置电阻R b2，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降U ce 怎样变化？
4、改变静态工作点对放大器的输入电阻有否影响？
5、改变外接电阻对输出电阻有否影响？。