两级阻容耦合放大电路

两级阻容耦合放大电路实验目的（1）熟悉晶体管的管型、管脚和电解电容器的极性。（2）学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调节方法。（3）测量每级放大器静态工作点，并比较测量值与计算值。（4）测量每级放大器的电压增益，并比较测量值与计算值。（5）测量两级阻容耦合放大电路的电压增益，并比较测量值与计算值。（6）观察两级阻容耦合放大电路的输入与输出波形，测量其相位差。实验原理及实验电路通常放大电路的输入信号都是很弱的，一般为毫伏或微伏数量级，输入功率常在1mV以下。为了推动负载工作，因此要求把几个单级放大电路连接起来，使信号逐级得到放大，方可在输出获得必要的电压幅值或足够的功率。由几个单级放大电路连接起来的电路称为多级放大电路。在多级放大电路中，每两个单级放大电路之间的连接方式叫耦合；如耦合电路是采用电阻、电容进行耦合，则叫做“阻容耦合”。阻容耦合交流放大电路是低频放大电路中应用得最多、最为常见的电路。本实验采用的是两级阻容耦合放大电路，如图3-1所示。图3-1两级阻容耦合放大电路在晶体管V1的输出特性曲线中直流负载线与横轴的交点UCEQ1=VCC，与纵轴的交点（UCE=0时）集电极电流为1CQI311EECCCRRRV静态工作点Q1位于直流负载线的中部附近，由静态时的集电极电流ICQ1和集-射电压UCEQ1确定。当流过上下偏流电阻的电流足够大时，晶体管V1的基级偏压为2111RRVRUCCB晶体管V1的静态发射极电流为311311117.0EEBEEEBEQRRURRUBUI静态集电极电流近似等于发射极电流，即1111EQBQEQCQIIII晶体管V1的静态集电极电压为111CCQCCCQRIVU两级阻容耦合放大电路的总电压放大倍数为21uuuAAA其中，第一级放大电路的电压放大倍数为11111)1(EbeLuRrRA晶体管V1的等效负载电阻为211iCLRRR可作为第一级放大电路的外接负载，第二级放大电路的输入电阻为])1(//[//222432EbeiRrRRR晶体管V1和V2的输入电阻分别为11126)1(300EQbeIr22226)1(300EQbeIr第二级放大电路的电压放大倍数为222222)1(EbeLuRrRA其中，等效交流负载电阻LCLRRR22。实验步骤1、两级放大电路静态工作点的测量。（1）创建如图3-2所示两级阻容耦合放大电路。断开函数信号发生器与电路的连接，将电路输入端接地。单击仿真开关，进行仿真分析。用数字万用表或动态测试探针分别测量节点电压VB1、VC1、VE1、VB2、VC2及VE，并记录测量结果于表3-1中。图3-2两级阻容耦合放大电路静态工作点测量原理图（2）根据阻值R1、R2和电源电压VCC，计算节点电压UB1。（3）设UBE为0.7V，由基极偏压UB1估算V1管的射极偏压UE1、射极电流IE1和集电极电流IC1。根据IE1，VCC和RC1估算集电极偏压UC1。（4）确定V1管的静态工作点Q1，即IBQ1，ICQ1和UCEQ1。2、两级电压放大倍数的测量。（1）创建如图3-3所示两级阻容耦合放大电路。将函数信号发生器接入电路。单击仿真开关，进行仿真分析。由双踪示波器显示的波形，记录输入电压峰值Ui1p和输出电压峰值Uo1p，同时记录输入输出波形的相位差。（2）创建如图3-4所示两级阻容耦合放大电路。将函数信号发生器接入电路。单击仿真开关，进行仿真分析。由双踪示波器显示的波形，记录输入电压峰值Ui2p和输出电压峰值Uo2p，同时记录输入输出波形的相位差。图3-3第一级电压放大倍数测量原理图图3-4第二级电压放大倍数测量原理图（3）创建如图3-5所示两级阻容耦合放大电路。将函数信号发生器接入电路。单击仿真开关，进行仿真分析。由双踪示波器显示的波形，记录输入电压峰值Uip和输出电压峰值Uop，同时记录输入输出波形的相位差。（4）根据电压的读数，计算第一级放大电路的电压放大倍数Au1、第二级放大电路的电图3-5总电路电压放大倍数测量原理图压放大倍数Au2和总电路的电压放大倍数Au。（5）用第一级放大电路的电压放大倍数Au1和第二级放大电路的电压放大倍数Au2计算总电路电压放大倍数Au。（6）设β为200，用RC1，RE1，rbe1，rbe2，R3，R4和RE2计算第一级放大电路的电压放大倍数Au1。（7）用RC2，RL，rbe2和RE2计算第二级放大电路的电压放大倍数Au2。表3-1两级阻容耦合放大电路测量数据记录表格静态工作点输入输出电压第一级第二级VB1（V）VC1（V）VE1（V）VB2（V）VC2（V）VE2（V）Ui1p（mV）Uo1p（mV）Ui2p（mV）Uo2p（mV）Uip（mV）Uop（mV）3、两级阻容耦合放大电路频率特性的测量创建如图3-5所示两级阻容耦合放大电路。将函数信号发生器接入电路。单击仿真开关，进行仿真分析。在保持输入信号10mV的条件下，改变输入信号的频率f（由低到高），观察放大电路输出电压Uop的变化规律，并测取其参数值记录于表3-2中（注意：特性曲线弯曲部分应多测几个点）。实验数据分析及讨论（1）将第一级放大电路电压放大倍数的测量值与计算值比较，情况如何？（2）将第二级放大电路电压放大倍数的测量值与计算值比较，情况如何？（3）两级阻容耦合放大电路电压放大倍数与分级计算值比较，情况如何？（4）两级阻容耦合放大电路输出波形与输入波形之间的相位差是多少？表3-2频率特性曲线测量数据记录表格f（Hz）Uop（mV）f（Hz）Uop（mV）（5）根据表3-1的测量数据，计算表3-3中的各参数值。（6）试说明什么电阻是第一级放大电路的负载电阻；第二级放大电路的输入电阻的大小对第一级放大电路有何影响？（7）根据测量数据表3-2的值，试在坐标纸上画出两级阻容耦合放大电路的频率特性曲线。表3-4两级阻容耦合放大电路测量值及计算值电压放大倍数输入输出电阻第一级放大倍数Au1第二级放大倍数Au2总电压放大倍数Au第一级第二级测量值计算值测量值计算值测量值计算值输入电输出电输入电输出电阻Ri1阻Ro1阻Ri2阻Ro2