实验3晶体管两级放大器

实验3晶体管两级放大器1实验目的1.加深理解放大电路各项性能指标。2.掌握如何合理设置静态工作点，测试放大器频率特性，了解放大器的失真及消除方法。3.掌握负反馈对放大器性能的影响。4.掌握负反馈放大器性能的测试方法。2实验仪器设备与元器件1．低频电路实验箱，双踪示波器，数字万用表，交流毫伏表，信号发生器2．软件NIMultisim10。3实验概述要求预习：多极放大电路内容，两级阻容放大器的静态分析和动态分析方法。负反馈放大器的分析方法，负反馈对放大器各项性能的影响。根据实验内容的要求，分别列出各项测试的步骤、测试原理图、需测试的数据及其表格；在Multisim软件平台上进行放大器电路仿真，测试和比较开环闭环电路放大电路的性能指标。负反馈通过降低放大器的放大倍数，从而获得放大器多方面参数的改善。如稳定放大倍数，改善输入电阻，输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。负反馈在电子电路中有广泛的应用，几乎所有实用放大器都带有负反馈。负反馈放大器有四种组态：电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。多级放大电路的级间电压串联负反馈能拟制反馈环内的干扰，使电压增益稳定；输入电阻增加；输出电阻减小。1.两级阻容放大器实验电路图如下所示：连接J3，J5，J8，J9图1晶体管两级阻容放大电路（1）阻容耦合因有隔直作用，故各级静态工作点互相独立，只要按单级分析方法，一级一级地计算就可以了。（2）两级放大电路的动态分析1)电压放大倍数的估算21AAA单管基本共射电路电压放大倍数的公式如下：'(1)ReLbeRAr要特别注意的是，公式中的,'LR不仅是本级电路输出端的等效电阻，还应包含下级电路等效至输入端的电阻，即前一级输出端往后看总的等效电阻。2)输入电阻的估算两级放大电路的输入电阻一般来说就是输入级电路的输入电阻，即：Ri≈Ri13)输出电阻的估算两级放大电路的输出电阻一般来说就是输出级电路的输出电阻，即：Ro≈Ro2（3）两级放大电路的频率响应1)幅频特性已知两级放大电路总的电压放大倍数是各级放大电路放大倍数的乘积，则其对数幅频特性便是各级对数幅频特性之和，即：||lg20||lg20||lg2021AAA2)相频特性两级放大电路总的相位为各级放大电路相位移之和，即212.两级电压串联负反馈放大电路连接J3，J5，J8，J9，J7放大电路成为两级电压串联负反馈放大电路。（1）负反馈对电压放大倍数的影响开环电路：RF不接入电路中，闭环电路：RF接入电路中。负反馈放大器的闭环放大倍数当AO很大时当Ao很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。（2）负反馈对输入、输出电阻的影响串联负反馈使电路的输入电阻增加：串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加电压负反馈使电路的输出电阻减小电压负反馈目的是阻止Vo的变化，稳定输出电压。（3）负反馈对频率特性的影响引入负反馈使电路的通频带宽度增加：（4）负反馈对失真的改善作用4实验内容实验分两个部分，一是两极开环放大电路测量，二是闭环放大电路测量1.测量静态工作点图1中，连接J3、J5、J8，J9，断开J4、J6、J7、J10组成两极开环放大电路测量调节RW1电位器将第一级的静态工作点设置较低（VCE0.5VCC）。第二级采用动态设置法，输出动态范围最大。设置好后用万用表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表FAAAooF1FAF1fofRRRVVF44ioifrFAr)1()1(FArrooofoofBFAB)1(3.1。表3.12.测试两级放大器的各项性能指标（1）测量放大倍数输入端vi接正弦信号（f=1KHZ），调节Vi的大小，用示波器观察放大器输出电压VO2的波形，在不失真的情况下用毫伏表测量出Vi、VO1、VO2，算出两级放大器的倍数，VO1与VO2分别为第一级电压输出与第二级电压输出。AV1为第一级电压放大倍数，AV2（V02/V01）为第二级电压放大倍数，AV为整个电压放大倍数，根据接入的不同负载测量性能指标记入表3.2。表3.2负载Vi(mV)VO1(V)VO2(V)AV1AV2AVRi(KΩ)RO(KΩ)RL=∞7.010.0922.03113.121.7285.71.88∞RL=3K6.860.0901.00213.111.13146.061.9323.08（2）输出电阻和输入电阻的测量第一级的输入电阻为放大电路的输入电阻，第二级的输出电阻为放大电路的输出电阻，测量方法参照单级电路。5实验思考题1整理实验数据，分析实验结果，将实验值与理论值进行比较。答：影响放大器频率特性的主要因素是电路中存在的各种电容元件。放大器的上限频率，主要受晶体管的结电容及散电容（电路的分布电容）的限制；放大器的下限频率，主要受耦合电容C1、C2、C5及射极旁路电容C4、C6的影响。2分析电路参数对频率特性的影响。答：在放大电路中引入负反馈，虽然会导致闭环增益的下降（即放大器的放大倍数减小），但能使放大电路的许多性能得到改善。例如，可以提高增益的稳定性，扩展通频带，减小非线性失真，改变输入电阻和输出电阻等。3根据实验内容总结负反馈对放大电路各项性能的影响。答：串联负反馈使输入电阻增加。并联负反馈使输入电阻减少。VB(V)VE(V)VC(V)IC(mA)第一级0.6045511.99390.0603410.9第二级1.404619.10830.7894911.6电压负反馈使输出电阻减少。电流负反馈使输出电阻增加。负反馈可以改善放大电路的非线性失真。4测量有射极跟随器，有级间负反馈的放大电路指标，应如何进行操作？答：（1）将电路开环，逐步加大Vi的幅值，使输出信号出现失真（但不要过分失真）记录失真波形的幅值。（2）将电路闭环，逐步加大Vi的幅值，使输出幅度接近开环失真时的波形幅度，此时波形不失真。