三极管共射放大电路实验报告
共射放大电路实验报告

实验报告课程名称:电子电路设计实验 指导老师:李锡华,叶险峰,施红军 成绩:________ 实验名称:晶体管共射放大电路分析 实验类型:设计实验 同组学生姓名:一、实验目的1、学习晶体管放大电路的设计方法,2、掌握放大电路静态工作点的调整和测量方法,了解放大器的非线性失真。
3、掌握放大电路电压增益、输入电阻、输出电阻、通频带等主要性能指标的测量方法。
4、理解射极电阻和旁路电容在负反馈中所起的作用及对放大电路性能的影响。
5、学习晶体管放大电路元件参数选取方法,掌握单级放大器设计的一般原则。
二、实验任务与要求1.设计一个阻容耦合单级放大电路已知条件:=+10V cc V , 5.1L R k =Ω,10,600i SV mV R ==Ω性能指标要求:30L f Hz <,对频率为1kHz 的正弦信号15/,7.5v iA V V R k >>Ω2.设计要求(1)写出详细设计过程并进行验算 (2)用软件进行仿真 3.电路安装、调整与测量自己编写调试步骤,自己设计数据记录表格4.写出设计性实验报告三、实验方案设计与实验参数计算共射放大电路(一).电路电阻求解过程(β=100)(没有设置上课要求的160的原因是因为电路其他参数要求和讲义作业要求基本一样,为了显示区别,将β改为100进行设计):(1)考虑噪声系数,高频小型号晶体管工作电流一般设定在1mA 以下,取I c =1mA (2)为使Q 点稳定,取25BBCC VV =,即4V, (3)0.7 3.3BB EEV R k I -≈=Ω,恰为电阻标称值(4)212124:3:2CCBB R V V VR R R R ==+∴=取R 2为R i 下限值的3倍可满足输入电阻的要求,即R 2=22.5k ,R 1=33.75k;112110=0.1,60,40cc BB V V IR I mA R K R K IR -===Ω=Ω由综上:取标称值R1=51k ,R2=33k(5) 25T T eE CV V r I I =≈=Ω(6)从输入电阻角度考虑:,取(获得4V 足够大的正负信号摆幅)得:从电压增益的角度考虑:>15V/V,取得:;为(二).电路频率特性(1) 电容与低频截止频率取;(三).参数指标验算过程由已确定的参数:=+10V cc V , 5.1L R k =Ω,10,600i S V mV R ==Ω,计算得:,所有参数符合指标.四、实验步骤与过程(一).实验电路仿真:1. 代入参数的实验电路2.直流工作点Q:2.1仿真类型与参数设置:选择时域瞬态分析(Time domain),由于交流小信号的频率为1kHZ,设置仿真时间为2个周期,0-2ms,扫描步长为0.02ms,精度足够2.2图像处理:将交流小信号源断开,分别观察IC,VCE,VBE,VC,的波形,利用标尺(toggle cursor)得到仿真值为:IC=0.892V,VCE=2.38V,VBE=0.622V,VC=5.45V3.交流参数分析:3.1仿真类型与参数设置:选择频域分析(AC SWEEP),要将电压源由给定频率的VSIN源换成可供频率扫描的V AC,幅值设定为10mV;为得到完整频域特性,扫描频率选择对数扫描,从1HZ到100MHZ,采样点设置为10, 3.2图像处理(其他图像略去,只摘取需要用到标尺工具的复杂图像)(1).电压增益:观察V2(RL)/V1(RS)的频域波形,用标尺得出1Khz时的电压增益为17.607;在直流分析中,设置y轴变量为max(V2(RL))/max(V1(RS),利用标尺得到电压增益为178.55mv/9.993mv=17.87;(2).上下限截止频率与通频带:同样是上面的频域增益波形,利用orcad自带的信号处理函数可以得到:Fl=26.24877HZ,FH=1.99MHZ,由于FL相对较小,通频带近似为FH(3).输入电阻:观察V(VS+)/I(C1)的频域波形,利用标尺可得,当信号源的频率为1Khz时,输入电阻Ri=7.6816kΩ4.数据处理与误差分析ICVCEVBEVCAVFLRI理论计算值0.917 2.210.7 5.32320.24268.305电子仿真结果0.892 2.380.6225.4517.8926.257.6816相对误差0.0272630.0769230.0238590.1161070.0096150.075063计算可得除VCE 外直流工作点的相对误差约为2.5%,而频幅特性相对误差约为10%,较大;直流工作状态的误差主要是由于将VCE 直接认定为0.7V 导致的,而交流特性是由三极管直流工作点决定的,且计算时忽略了电容对电路产生的影响,且忽略厄利效应,所以会有至少3类误差的叠加,导致误差较大.(二).实际电路测试:1.测试原理:(注释:由于事先不知道实际测试电路所用三极管放大倍数只有160的,而我设计是用100的,所以在测试时无法利用我的设计方案,采用了另一个设计方案,附在报告最后.)1.静态工作点:(1)按元件参数安装、连接电路(2)不加输入信号,调节R C 两端的电压使IC 符合设计值 (3)测量放大电路的静态工作点,并和理论值相比较2.电压增益:(1)保持静态工作点不变,利用示波器观察输入信号波形,调节信号源,使输出信号为频率1kHz,幅值30MV 的正弦波.(2)输入、输出波形用双踪显示观察,指出它们的相位关系。
三极管共射极放大电路实验报告

实验报告课程名称: 电路与模拟电子技术实验 指导老师: 张冶沁 成绩:__________________ 实验名称: 三极管共射极放大电路 实验类型: 电路实验 同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得一、实验目的和要求1.学习共射放大电路的设计方法与调试技术;2.掌握放大器静态工作点的测量与调整方法,了解在不同偏置条件下静态工作点对放大器性能的影响;3.学习放大电路的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及频率特性等性能指标的测试方法;4.了解静态工作点与输出波形失真的关系,掌握最大不失真输出电压的测量方法;5.进一步熟悉示波器、函数信号发生器的使用。
二、实验内容和原理1.静态工作点的调整与测量2.测量电压放大倍数3.测量最大不失真输出电压4.测量输入电阻5.测量输出电阻6.测量上限频率和下限频率7.研究静态工作点对输出波形的影响三、主要仪器设备示波器、信号发生器、万用表 共射电路实验板四、操作方法和实验步骤1.静态工作点的测量和调试 实验步骤:(1)按所设计的放大器的元件连接电路,根据电路原理图仔细检查电路的完整性。
(2)开启直流稳压电源,用万用表检测15V 工作电压,确认后,关闭电源。
(3)将放大器电路板的工作电源端与15V 直流稳压电源接通。
然后,开启电源。
此时,放大器处于工作状态。
(4)调节偏置电位器,使放大电路的静态工作点满足设计要求I CQ =6mA 。
为方便起见,测量I CQ 时,一般采用测量电阻R C 两端的压降V Rc ,然后根据I CQ =V Rc /Rc 计算出I CQ 。
(5)测量晶体管共射极放大电路的静态工作点,并将测量值、仿真值、理论估算值记录在下表中进行比较。
2.测量电压放大倍数(R L =∞、R L =1k Ω)专业: 姓名:学号: 日期: 地点:学生序号6实验步骤:(1)从函数信号发生器输出1kHz的正弦波,加到电路板上的Us端。
放大电路设计与分析实验报告

放大电路设计与分析实验报告实验目的:1. 熟悉放大电路的设计和分析方法。
2. 掌握放大电路的参数计算和实验测量方法。
3. 理解各种放大电路的特点和应用场合。
实验原理:放大电路是电子电路的重要组成部分。
它可以将小信号放大到较大幅度,从而实现信号增强、波形整形、滤波等功能。
放大电路一般由一个放大器和其它元器件组成。
放大器的基本功能是将输入信号放大到一定程度,同时不改变其波形和频率。
按照输出信号的特点,放大电路可以分为音频放大电路、射频放大电路、功率放大电路等。
在放大电路中,放大器是核心部件。
一般来说,放大器的增益和频率响应是其最重要的特性。
增益是指输出电压和输入电压之比,通常用分贝(dB)表示。
频率响应是指输出信号的幅度和频率之间的关系。
在一定频率范围内,放大器的增益和频率响应应该保持稳定。
在放大电路设计中,需要注意以下几个方面:1. 输入阻抗和输出阻抗的匹配。
2. 偏置电路的设计,确保放大器的工作状态稳定。
3. 常用的放大电路拓扑结构,如共射放大电路、共基放大电路、共集放大电路等。
实验仪器:1. 双踪示波器。
2. 函数信号发生器。
3. 直流稳压电源。
4. 万用表。
5. 电阻箱、电容箱。
实验步骤:1. 搭建共射放大电路。
将三极管(NPN型)作为放大器核心部件,外加偏置电路和输入、输出电容等元器件。
其中,偏置电路应该满足三极管工作状态的要求,即基极电压为正,发射级和集电级处于正向偏置状态。
输入电容应该滤除输入信号中的直流分量,输出电容应该防止信号向下级传播时对下级线路产生影响。
将电路连接到直流稳压电源、函数信号发生器和示波器上,调整函数信号发生器的幅度和频率,记录电路的输入信号与输出信号的波形和幅度,计算电路的增益和频率响应曲线。
2. 搭建共基放大电路。
将三极管(PNP型)的基极接到地电平上,集电级接到负电源电平,发射级接到输入电源,外加输出电容和输入电容等元器件。
其中,输出电容应该防止信号向下级传播时对下级线路产生影响,输入电容应该滤除输入信号中的直流分量。
三极管共射放大电路实验报告

实验报告一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)七、讨论、心得一、实验目的和要求1.掌握放大电路静态工作点的测量与调整方法,了解在不同偏置条件下静态工作点对放大电路性能的影响。
2.学习放大电路的电压放大倍数和最大不失真输出电压的测量方法。
3.学习放大电路输入、输出电阻的测量方法以及频率特性的测量方法。
二、实验内容和原理仿真电路图专业:姓名:学号:日期:地点:实验名称:_______________________________姓名:________________学号:__________________静态工作点变化而引起的饱和失真与截止失真1. 静态工作点的调整和测量: 调节R W1,使Q 点满足要求(I CQ =1.5mA)。
测量个点的静态电压值2. R L =∞及R L =2K 时,电压放大倍数的测量 : 保持静态工作点不变!输入中频段正弦波,示波器监视输出波形,交流毫伏表测出有效值。
3. R L =∞时,最大不失真输出电压V omax (有效值)≥3V : 增大输入信号幅度与调节R W1,用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压V omax 。
4. 输入电阻和输出电阻的测量: 采用分压法或半压法测量输入、输出电阻。
5. 放大电路上限频率f H 、下限频率f L 的测量 : 改变输入信号频率,下降到中频段输出电压的0.707倍。
6. 观察静态工作点对输出波形的影响 : 饱和失真、截止失真、同时出现。
三、主要仪器设备示波器、函数信号发生器、12V 稳压源、万用表、实验电路板、三极管9013、电位器、各种电阻及电容器若干等四、操作方法和实验步骤准备工作:a) 修改实验电路◆ 将K 1用连接线短路(短接R 7); ◆ R W2用连接线短路;◆ 在V 1处插入NPN 型三极管(9013);◆ 将R L 接入到A 为R L =2k ,不接入为R L =∞(开路) 。
功率放大电路实验报告

功率放大电路
实验目的:
1)学会用仿真来分析电路,了解电路的工作原理及特性;
2)进一步学习功率放大电路的特性及作用。
实验器材:
1)有Multisim仿真软件的计算机一台。
实验原理:
1)三极管共集放大电路放在电路的输出级进行功率放大;
2)利用两个相同参数不同型号的三极管进行互补对称连接,
进行功率放大。
实验步骤:
1)根据以下图所示的电路,连接好仿真电路;检查无误后进
行电路仿真
2)输入电压信号将输入、输出波形记录如下
实验结论(结果):
由以上波形可知电路并没有电压放大作用,但是有很大的电流放大作用,电路输入电阻极大,输出电阻极小,能够保证输出功率。
三极管 实验报告

三极管实验报告三极管实验报告引言:三极管是一种重要的电子元件,广泛应用于电子设备中。
本实验旨在通过实际操作和观察,深入了解三极管的工作原理和特性。
实验一:三极管的基本结构和工作原理三极管是由三个掺杂不同材料的半导体层组成,分别是发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。
在正常工作状态下,发射极和基极之间的电流较大,而集电极和基极之间的电流较小。
这种电流放大的特性使得三极管成为电子设备中的重要元件。
实验二:三极管的放大特性本实验使用了一个简单的放大电路,由三极管、电阻和电源组成。
通过改变输入电压和电阻的数值,观察三极管的放大效果。
实验结果显示,当输入电压较小时,输出电压与输入电压基本相等,放大效果较弱。
然而,当输入电压增大到一定程度时,输出电压迅速增大,放大效果显著。
这表明三极管在一定范围内具有放大功能,可以将弱信号放大为强信号。
实验三:三极管的开关特性三极管还具有开关功能。
在实验中,我们将三极管配置为开关电路,通过控制基极电流的大小来控制电路的开关状态。
实验结果表明,当基极电流为零时,三极管处于关闭状态,电路断开。
而当基极电流增大到一定程度时,三极管处于导通状态,电路闭合。
这种开关特性使得三极管在电子设备中的应用非常广泛,例如作为触发器、计时器等。
实验四:三极管的温度特性三极管的工作稳定性与温度密切相关。
我们进行了一系列实验,通过改变环境温度,观察三极管的工作状态和性能变化。
实验结果显示,随着温度的升高,三极管的放大效果减弱,输出电压变小。
这是因为温度升高会导致三极管内部电子的热运动增加,从而影响电子的传输和放大效果。
因此,在实际应用中,需要考虑温度对三极管的影响,采取适当的措施来保持其稳定性。
结论:通过本次实验,我们对三极管的基本结构、工作原理和特性有了更深入的了解。
三极管作为一种重要的电子元件,在电子设备中发挥着重要的作用。
我们可以利用其放大和开关特性,设计和制造出各种各样的电子产品,为人们的生活和工作提供方便和便利。
共射极放大电路实验报告
共射极放大电路实验报告共射极放大电路实验报告引言:共射极放大电路是一种常见的电子电路,广泛应用于放大信号的场合。
本实验旨在通过搭建共射极放大电路并对其进行实验验证,深入理解其原理与特性。
一、实验目的本次实验的主要目的是:1. 理解共射极放大电路的基本原理;2. 学会搭建并调试共射极放大电路;3. 测量并分析共射极放大电路的放大倍数、输入阻抗和输出阻抗等特性。
二、实验器材与原理1. 实验器材:(1)信号发生器(2)二极管(3)电阻、电容等元件(4)示波器(5)万用表2. 原理:共射极放大电路是一种三极管放大电路,其基本原理是利用三极管的放大作用,将输入信号放大后输出。
在共射极放大电路中,输入信号通过电容耦合方式进入基极,通过电阻与发射极相连,并通过电阻与负载电阻相连,输出信号从负载电阻中取出。
1. 搭建电路:按照实验原理,按照电路图搭建共射极放大电路。
注意连接正确,避免短路和接反等问题。
2. 调试电路:将信号发生器的输出端与输入端相连,设置合适的频率和幅度。
通过示波器观察输出信号的波形,并调整电路参数,使得输出波形达到最佳状态。
3. 测量电路特性:使用万用表测量电路中各个元件的电压和电流值,记录并计算输入阻抗、输出阻抗和放大倍数等特性参数。
四、实验结果与分析在实验中,我们搭建了共射极放大电路,并成功调试出了较好的输出波形。
通过测量和计算,得到了以下结果:1. 输入阻抗:根据测量数据,我们计算得到共射极放大电路的输入阻抗为XXX。
2. 输出阻抗:根据测量数据,我们计算得到共射极放大电路的输出阻抗为XXX。
3. 放大倍数:通过测量输入信号和输出信号的幅度,我们计算得到共射极放大电路的放大倍数为XXX。
通过对实验结果的分析,我们可以看出共射极放大电路具有较高的放大倍数和较低的输出阻抗,适用于需要放大信号的应用场合。
通过本次实验,我们深入了解了共射极放大电路的原理与特性,并成功搭建了该电路并进行了调试。
实验结果表明,共射极放大电路具有较高的放大倍数和较低的输出阻抗,具有重要的应用价值。
三极管放大实验报告
(一)、实验目的1.对晶体三极管进行实物识别,了解它们的命名方法和主要技术指标;2.学习放大电路动态参数(电压放大倍数等)的测量方法;3.调节电路相关参数,用示波器观测输出波形,对饱和失真失真的情况进行研究;4.通过实验进一步熟悉三极管的使用方法及放大电路的研究方法。
(二)、实验原理一、三极管1. 三极管基本知识三极管,是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号,也用作无触点开关。
三极管的分类方式很多,按照材料可分为硅管和锗管;按照结构可分为NPN和PNP;按照功能可分为开关管、功率管、达林顿管、光敏管等;按照功率可分为小功率管、中功率管和大功率管;按照工作频率可分为低频管、高频管和超频管;按照安装方式可分为插件三极管和贴片三极管。
三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。
三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,根据排列方式的不同可将三极管分为PNP和NPN两种。
从三个区引出相应的电极,分别为基极b发射极e和集电极c。
发射区和基区之间的PN 结叫发射结,集电区和基区之间的PN结叫集电极。
基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大。
两种不同类型三极管的表示方式如图1所示,PNP型三极管发射区"发射"的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。
发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。
图1 不同类型三极管表示方式2.三极管放大原理(1)发射区向基区发射电子电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。
同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。
实验一基本共射放大电路实验报告
实验一基本共射放大电路实验报告一、实验目的:1.掌握基本共射放大电路的组成和工作原理;2.学会在实验条件下测量并计算电路的增益。
二、实验仪器:1.示波器;2.多用电表;3.功放电路板。
三、实验原理:基本共射放大电路由NPN晶体管、输入电阻、输出电阻和负载电阻组成。
工作原理如下:当输入信号向基极施加交流信号时,晶体管工作于放大状态。
由于输入电阻的存在,输入信号会将电流注入基极,导致基极电流增大。
而这个增大的电流会引发晶体管的放大作用。
输出电阻起到了与负载电阻相匹配的作用,使原信号可以通过负载电阻得到放大。
四、实验步骤:1.按照电路图搭建基本共射放大电路;2.将输入信号接入示波器的输入端,并调节示波器参数使波形清晰可见;3.测量输出信号的幅值,并用多用电表测量电路各个元件的电压和电流。
五、实验结果与分析:根据示波器上显示的波形,我们可以得到输入信号和输出信号的波形图,并通过测量得到其幅值。
根据实验数据,可以计算电路的输入电阻和输出电阻,以及电路的增益。
具体计算步骤如下:1.计算输入电阻:输入电阻可以通过测量输入电流和输入电压得到,用输入电压除以输入电流即可。
2.计算输出电阻:输出电阻可以通过测量输出电压和输出电流得到,用输出电压除以输出电流即可。
3.计算增益:增益是指输出信号幅值与输入信号幅值之间的比值,通过测量输出信号和输入信号的幅值即可计算。
根据实验数据和上述计算步骤,我们可以得到电路的输入电阻、输出电阻以及增益的数值。
六、实验分析与结论:通过实验,我们成功搭建了基本共射放大电路,并且根据测量数据计算了电路的输入电阻、输出电阻以及增益。
这些数据可以帮助我们评估电路的性能和效果。
实验结果分析:1.输入电阻越大,表示电路对输入信号的损耗越小,但也较容易受到外界干扰。
2.输出电阻越小,表示电路可以驱动更大的负载电阻,但也对负载电阻变化较敏感。
3.增益越大,表示电路对输入信号的放大效果越好,但也容易引起失真。
实验三--晶体管共射极单管放大器
实验三 晶体管共射极单管放大器一、实验目的1. 学会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2. 掌握放大器电压放大倍数A V 、输入电阻R i 、输出电阻R O 及最大不失真输出电压的测试方法。
3. 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验仪的使用方法。
二、实验原理晶体管单级放大电路有三种基本接法,即共射电路、共集电路、共基电路。
三种基本接法的特点分别为:1. 共射电路既能放大电流又能放大电压,输入电阻在三种电路中居中,输出电阻大,频带较窄;常做为低频电压放大电路的单元电路。
2. 共集电路只能放大电流不能放大电压,是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路,具有电压跟随的特点。
常用于电压放大电路的输入级和输出级,在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。
3. 共基电路只能放大电压不能放大电流,输入电阻小,电压放大倍数和输出电阻与共射电路相当,但频率特性是三种接法中最好的电路,常用于宽频带放大器。
放大电路的主要性能指标有:放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带等。
而保证基本放大电路处于线性工作状态(不产生非线性失真)的必要条件是设置合适的静态工作点Q ,Q 点不但影响电路输出是否失真,而且直接影响放大器的动态参数。
本实验所采用的放大电路为电阻分压式工作点稳定的单管放大电路(图3-1)。
它的偏置电路采用R B1和R B2组成分压电路,因此基极电位U B 几乎仅决定于R B1与R B2对V CC 的分压,而与环境温度的变化无关;同时三极管的发射极中接有电阻R E ,它将输出电流I C 的变化引回到输入回路来影响输入量U BE ,以达到稳定静态工作点的目的。
当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以得到一个与u i 相位相反,幅值被放大了的输出信号u O ,从而实现了电压放大。
图3-1电路的静态工作点可用下式估算:CC 2B 1B 1B B R +R R ≈U V C EBEB E I ≈R U U I -=)R R (I V ≈U E C C CC CE +-而电压放大倍数、输入电阻、输出电阻分别为: beLC V r R //R A β-= be 2B 1B i r //R //R =RC O R ≈R 注意:测量放大器的静态工作点时,应在输入信号u i =0的条件下进行。
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三极管共射放大电路实验报告静态工作点变化而引起的饱和失真与截止失真1. 静态工作点的调整和测量 : 调节R W1,使Q 点满足要求(I CQ =1.5mA)。
测量个点的静态电压值2. R L =∞及R L =2K 时,电压放大倍数的测量 : 保持静态工作点不变!输入中频段正弦波,示波器监视输出波形,交流毫伏表测出有效值。
3. R L =∞时,最大不失真输出电压V omax (有效值)≥3V : 增大输入信号幅度与调节R W1,用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压V omax 。
4. 输入电阻和输出电阻的测量 : 采用分压法或半压法测量输入、输出电阻。
5. 放大电路上限频率f H 、下限频率f L 的测量 : 改变输入信号频率,下降到中频段输出电压的0.707倍。
6. 观察静态工作点对输出波形的影响 : 饱和失真、截止失真、同时出现。
三、主要仪器设备示波器、函数信号发生器、12V稳压源、万用表、实验电路板、三极管9013、电位器、各种电阻及电容器若干等四、操作方法和实验步骤准备工作:a)修改实验电路◆将K1用连接线短路(短接R7);◆R W2用连接线短路;◆在V1处插入NPN型三极管(9013);◆将R L接入到A为R L=2k,不接入为R L=∞(开路) 。
b)开启直流稳压电源,将直流稳压电源的输出调整到12V,并用万用表检测输出电压。
c)确认输出电压为12V后,关闭直流稳压电源。
d)用导线将电路板的工作电源与12V直流稳压电源连接。
e)开启直流稳压电源。
此时,放大电路已处于工作状态。
实验步骤1.测量并调整放大电路的静态工作点a)调节电位器RW1,使电路满足ICQ=1.5mA。
为方便起见,测量ICQ时,一般采用测量电阻Rc两端的压降VRc ,然后根据ICQ=VRc/Rc计算出ICQ。
b)测量晶体管共射极放大电路的静态工作点,用表格记录测量值与理论估算值。
2.测量放大电路的电压放大倍数Av保持静态工作点不变,放大电路S端输入频率约为1kHz、幅度约为30mV的正弦波信号Vs。
接信号后测量a)RL开路,输出端接示波器,监视Vo波形,当波形无失真现象时,用交流毫伏表分别测量Vs 、Vi、V ’o电压值,将其值记录在下表中,并计算电压放大倍数Av。
b)接入RL=2k,采用上述方法分别测量Vs、Vi、Vo电压值,将其值记录在下表中,并计算RL=2k时的电压放大倍数Av。
c)用示波器双踪观察Vo和Vi的波形,测出它们的大小和相位。
并将波形画在同一坐标纸上。
3.测量RL=∞时的最大不失真输出电压Vomax测量方法:使RL=∞,增大输入信号,同时调节RW1,改变静态工作点,使波形Vo同时出现饱和与截止失真。
然后,逐步减小输入信号Vi,当无明显失真时,测得最大不失真输出电压Vomax、输入电压Vimax、计算放大倍数Av并与前项所测得的结果进行比较,两者数值应一致;断开输入信号Vi,依据静态工作点的测量方法,测得ICQmax值。
4.输入电阻和输出电阻的测量(1) 放大电路的输入电阻Ri 的测量放大电路的输入电阻Ri可用电阻分压法来测量,图中R为已知阻值的外接电阻,用交流毫伏表分别测出Vs 和Vi,则可计算出输入内阻若R为可变电阻,调节R的阻值,使Vi=1/2Vs,则Ri=R。
这种方法称为半压法测输入电阻。
(2) 放大电路的输出电阻Ro 的测量放大电路的输出电阻可用增益改变法来测量,分别测出负载开路时的输出电压V‘o和接入负载RL后的输出电压Vo5.放大电路上限频率fH 、下限频率fL的测量通常当电压增益下降到中频增益0.707倍时(即下降3dB)所对应的上下限频率用 fH 和 fL表示。
则fH与fL之间的范围就称为放大电路的通频带宽度BW。
(1) 在RL=∞条件下,放大器输入端接入中频段正弦波,增大输入信号幅度,监视输出电压Vo保持不失真。
用交流毫伏表测出此时输出电压值Vo;(2) 保持信号源输出信号幅度不变,改变信号源输出频率(增加或减小),当交流毫伏表测数的输出电压值达到V o×0.707值时,停止信号源频率的改变,此时信号源所对应的输出频率即为上限频率fH 或下限频率fL。
6.观察静态工作点对输出波形的影响在RL=∞情况下,将频率为中频段的正弦信号加在放大器的输入端,增大输入信号幅度,监视输出电压V o保持最大不失真的正弦波(输出正弦波幅度尽量大)。
(1) 将电位器RW1的滑动端向下端调,可使静态电流ICQ下降,用示波器观察输出波形是否出现失真、记录此时的波形,并测出相应的集电极静态电流 (测量集电极静态电流时,需要断开放大器的输入正弦信号 )。
若失真不够明显,可适当增大输入信号。
(2) 将电位器RW1的滑动端向上端调,可使静态电流ICQ增大,观察输出波形失真的变化,记录此时的波形,并测出相应的集电极静态电流。
记录两种情况下的输出波形和相对应的集电极静态电流。
说明截止失真与饱和失真的形状有何区别和集电极偏置电流的大小对放大电路输出动态范围的影响。
五、实验数据记录和处理1.静态工作点的测量及理论估算值2.用示波器双踪观察Vo 和Vi 的波形,测出它们的大小和相位V BQ (V) V BEQ (V) V CEQ (V) I CQ (mA) 理论估算值3.394 0.6754.331 1.500 测量值 3.310.624.321.497测试条件实测值(有效值)理论值V s (mV ) V i (mV )V ’o 或V o (V )V omax (V )A vA vR L =∞ 23.264 9.769 1.4966 1.833 153.2 175.543R L =2k Ω 23.264 9.573 575.4mV 705.5mV 60.168.8133.测量R L =∞时的最大不失真输出电压VomaxICQmax(mA) Vi(max)(mV) Vo(max)(V)Av 1.6512.7852.1443167.74.输入电阻和输出电阻的测量Ri=R1*V(i)/(V(s)-V(i))=5100*9.769/(23.264-9.769)=3691.9欧姆RO=(VO ’/VO-1)*RL=(1.4966/0.5754-1)*2000=3201.9欧姆5.放大电路上限频率f H 、下限频率f L 的测量当RL=∞时,记录输入信号频率f =1kHz 时的电压输出值,用示波器监视的幅值,保证输入电压幅值不变,如在测量过程中出现变化,需要及时调整Vi 的幅值。
增大Vi 频率,使Vo 下降到0.707Vo 时,对应的信号频率为输出电压的上限频率fH;同理,减小Vi 频率,使下Vo 降到0.707Vo 时,对应的信号频率为输出电压的下限频率fL 。
实验时,RL=2k,输入信号Vo=578.0mV,0.707Vo=408.7mV,Vi=9.668mV,在测量过程中,用示波器监测Vi幅值,同时配合调节其幅值和频率,至Vo 近似等于408.7mV,得到fL=137.1HZfH=152kHZ附:2. R L=∞时Vi和Vo的波形R=2k时Vi和Vo的波形L电路仿真得到的理论Av R L =2k 时R L =∞时Frequency10Hz30Hz100Hz 300Hz 1.0KHz 3.0KHz 10KHz 30KHz 100KHz 300KHz 1.0MHz 3.0MHz 10MHz 30MHz 100MHzv(A)/v(H)020406080=∞时的最大不失真输出电压Vomax 3.测量RL电路仿真5个不同幅值下的结果4. 输入电阻和输出电阻的测量时,之前测出的Vs电路仿真 输入电阻Time48.0ms48.2ms 48.4ms 48.6ms 48.8ms 49.0ms 49.2ms 49.4ms 49.6ms 49.8ms 50.0msV(A)-5.0V0V5.0V输出电阻 RL=100meg 时RL=2k 时Time48.0ms 48.2ms48.4ms 48.6ms 48.8ms 49.0ms 49.2ms 49.4ms 49.6ms 49.8ms 50.0ms5100*V(H)/( V(S)-V(H))-200K200KV(S)-10mV0VSEL>> TimeRMS(V(A))RMS(V(A))TimeRO=(VO’/VO-1)*RL=(383.797/150.412-1)*2000=3103.4=3.1034k5.放大电路上限频率f H、下限频率f L的测量(R L=2k)放大电路上下限的测量电路仿真RL=100meg时FH=15.360MHZ FrequencyDB(V(A) / V(H))FL=91.862HZRL=2k 时FH=38.484MHZFL=95.353HZFrequency10Hz30Hz100Hz 300Hz 1.0KHz 3.0KHz 10KHz 30KHz 100KHz 300KHz 1.0MHz 3.0MHz 10MHz 30MHz 100MHzDB(V(A)/V(H))10203040六、实验结果与分析1、静态工作点的测量结果与理论仿真差距不大,测量时也比较成功,没有遇到什么大的障碍。
2、测得的在带负载和开路下的电压放大倍数Av符合实际,虽与仿真有所偏差仍可接受。
其中测深入电压是信号过小,在示波器上显示的波形受其他因数干扰较明显,会有较多毛刺且间隔均匀。
3、在最后回来测此静态工作点下以及在其他静态工作点下的最大电压时出现问题,饱和失真临界在示波器上容易识别,可是截止失真的临界比较模糊。
于是,我在示波器上测输出电压的+width和period,可是+width 很容易就大于period的一半。
如果以+width等于period的一半为信号不失真,那么测得的不失真最大输出将会很小,如若不然,又很难定义一个截止失真的边界以测定最大不失真输出电压。
4、测上下限频率时,要在调节频率的同时监控输入波形的幅值并保持其基本不变,因此所测得结果可能会偏差较大。
七讨论、心得思考题(1)在测试放大器的各项参数时,为什么要用示波器监视输出波形不失真?因为实验所测参数均为放大器处于放大工作状态下的工作参数,当示波器波形出现失真时,放大器工作在饱和区或截止区,即放大器非正常工作,所以要在示波器监视输出波形不失真的情况下测试放大器的各项参数。
(2)在测试Au、Ri和Ro时,怎样选择输入信号Vs的大小和频率?选择输入信号的大小时要用示波器监视输出波形保证既不发生饱和失真又不发生截止失真,本实验要求选择输入信号幅值为30mV,选择输入信号频率时要考虑实验要求,既不能低于放大电路的下限频率,又不能高于放大电路的上限频率,本实验要求工作在中频段,应选择1kHz。