模电实验1(阻容耦合放大器)

实验一阻容耦合放大器的研究1.1实验目的1．根据给出的单级放大电路进行电路安装。2．研究单级低频小信号放大器静态工作点的意义。3．掌握放大器主要性能指标的测试方法。4．掌握用射随器提高放大器负载能力的方法。1.2实验原理在晶体管放大器的三种组态中，由于共射极放大器既有电流放大，又有电压放大，所以在以信号放大为目的时，一般用共射放大器。分压式电流负反馈偏置是共射放大器广为采用的偏置形式，如下页图所示。它的分析计算方法，调整技术和性能的测试方法等，都带有普遍意义，并适用多级放大器。1.2实验原理电路中Rc为晶体管的直流负载，其交流负载由Rc与外接负载RL组成。Rb1、Rb2及Re组成分压式电流反馈偏置电路。1.2实验原理发射极交流旁路电容Ce是用来消除Re对信号增益的影响，隔直电容Cl、C2是将前一级输出的直流电压隔断，以免影响后一级的工作状态，同时将前一级输出的交流信号耦合到后一级。1.2实验原理1．静态工作点2．动态范围（最大输出幅度）3．频率特性4．放大倍数的测量1．静态工作点放大器的静态工作点是指当放大器没有信号输入时，晶体管各极的直流电流和直流电压在特性曲线上所决定的点。静态工作点选择是否合理，将直接影响放大特性的好坏，为使信号得到不失真的放大，放大器的工作点一般选在线性区的中点。但在小信号放大器中，由于输入信号小，运用范围也小，工作点可选低一些，以减少直流功耗。1．静态工作点通常，为了使工作点稳定，应先稳定ICQ，ICQ≈IEQ，因此，只要稳定了IEQ也就稳定了ICQ。若满足I1IBQ，则几乎与晶体管的参数无关，可视为恒定不变的。若满足VBVBE，则这样IEQ可视为稳定的。实际中Rb1通常用一固定电阻与电位器串联，以便调整工作点IBQ。212bbbCCBRRRVV212CCbBbbVRVRREQBQBEBQEQeeeVVVVIRRR2．动态范围（最大输出幅度）放大器的最大不失真输出信号的峰值称为放大器的动态范围：则则动态范围的大小，与VCC、RC及工作点均有关系。只要选择适当，就能保证得到所需的动态范围。=2=22OPPOmrmsVVV3．频率特性Av与f的关系（用逐点法测量）下表中测量频率的点数应按2-5-1的规律进行频率范围由20Hz～200KHz。（注意：测量带负载的输出电压VOL,且当f改变时，保持Vi不变）f(Hz)20501002005001k2kVOL(mv)f(Hz)5k10k20k50k100k150k200kVOL(mv)3．频率特性幅频特性曲线的描绘，对横坐标的取值取对数，得：Lg20=1.3Lg50=1.69，Lg100=2.0Lg200=2.3，Lg500=2.69…其结果几乎以等间隔分布，因此，横坐标用对数标注显得更为方便，如下图：f(Hz)Av画图时，曲线用频率的对数值(Lgf)与Av（纵坐标不取对数）描点所得,它的横坐标只是用对数间隔标注，坐标标记仍是频率f,而不是用频率的对数(Lgf)表示。100101k01000k100k10k2050AV-（f）曲线4．放大倍数的测量放大倍数是反映放大电路对信号放大能力的一个参数，有电压放大倍数、电流放大倍数之分，电压放大倍数是指输入，输出电压的有效值（或峰值）之比：放大倍数的测量，实际上是交流电压的测量，对于低频正弦电压，可用晶体管毫伏表直接测量Vi及Vo。而对非正弦电压可通过示波器比较法进行测量。测量仪器连接如图所示。iVVAOVbe'rSLVRRA测量放大倍数的方框图被测电路信号源晶体管毫伏表12示波器4．放大倍数的测量为了避免不必要的机壳间的感应和干扰，必须将所有仪器的接地端连接在一起。示波器接在放大器的输出端，用于观察输出信号是否有失真（对于正弦波电压，应无明显的削波现象），因而，测量放大倍数，必须是在输出信号不失真条件下的放大倍数。如果信号波形已经失真，再测量放大倍数就毫无意义了。1.3实验内容1．根据给出的单级放大电路进行电路安装。2.静态工作点的调试：用万用表的直流电压档测量所设计电路中集电极对地，发射极对地的电压时，如果VC=VCC或VCE=0，则说明IC=0，晶体管工作在截止区；如果VC太小，即VE=VCE≤0.5V，则说明IC太大，使RC上降压过大，晶体管工作在饱和区。上述两种情况都是静态工作点选择不合理，应调整Rb1,，使ICQ，VCE符合规定值。在判明放大器不截止，也不饱和后，调节Rb1值，使工作点达到计算值，测量晶体管各极电压值，数据填入书中表3.1.1。1.3实验内容3．测量放大倍数AV按图接好电路，调节信号发生器，使输入f=1000Hz，vi=10mVrms的信号接至放大器的输入端，用示波器观察输出波形，在波形不失真的情况下，用晶体管毫伏表测量出v0数据填入书中表3.1.2。4．研究负载RL的改变，对电压放大倍数的影响将外接载RL分别换成1KΩ和5.1KΩ，在波形不失真的情况下，测量V0，数据填入书中表3.1.3。1.3实验内容5．按照下表测量并绘制该电路的频率响应特性曲线6．观察静态工作点的变化，对放大器输出波形的影响，保持VCC、RC及vi不变，改变Rb1值，使工作点偏低(引起截止失真)和偏高(引起饱和失真)，用示波器观察并绘下放大器输出的波形，并用VE、VB、VCE测试数据说明是何种失真波形。f(Hz)501002005001k2k5kVOL(mv)f(Hz)10k20k50k100k200k500K1MVOL(mv)实验电路1.4实验仪器1．直流稳压电源1台2．函数信号发生器1台3．双踪示波器1台4．晶体管毫伏表1台5．万用表1只1.5预习与实验报告1．用EDA技术对电路进行仿真，打印出仿真结果以备与实验测试结果相比较。2．根据给定的电路，计算电路参数。3．整理和计算测量效据，并列成表格。1.6实验研究与思考题1．在测量过程中，为什么所有仪器的公共端(接地端)要连接在一起?2．在计算放大倍数Av时，输入信号vi用低频信号发生器输出端开路测量得的值和用低频信号发生器输入接入放大器测得的值，有什么不同?在什么条件下，可以近似看成一样?3．单管放大器，在输入正弦信号不变的条件下：（1）使其有最大不失真输出波形，应调整什么元件．（2）Rb1变大，工作点如何变化?（3）VCC升高，工作点如何变化?4．判别放大器工作在截止或饱和的方法有哪些?