模拟电子技术实验指导书.doc

河海大学文天学院电子技术实验指导书模拟电子技术王飞2013.2实验一 晶体管单管放大电路一、实验目的1．学习放大电路静态工作点调试方法，分析静态工作点对放大电路性能的影响2．学习放大电路电压放大倍数及最大不失真输出电压的测量方法3．测量放大电路输入、输出电阻4．进一步熟悉各种电子仪器的使用二、实验原理图 1－1 为电阻分压式静态工作点稳定放大电路，它的偏置电路采用 RB1 = RW1 + R3 和RB2 = RW2 + R4 组成的分压电路，并在发射级中接有电阻 RE = R6，用来稳定静态工作点当在放大电路输入端输入信号 Ui 后，在放大电路输出端便可得到与 Ui 相位相反、被放大了的输出信号 U0，实现了电压放大 R1 和 R2 组成输入信号的分压电路，其目的是防止输入信号过大，损坏三极管图 1－1在电路中静态工作点为：CBBUR21EEI)(CCI动态参数：电压放大倍数 k3./50 RRUACbeLCi其中 )m(v261(3EbeIr输入电阻：若开关合上，即 R7 短接beBi r/21输出电阻： 5rCo放大电路输入电阻测试方法：若输入信号源 US 经 R1 = 5.1k 与 C1 串联后再接到三极管V1 的基极，测得 US 和 ，即可计算出'i ''rii输出电阻可用下式计算： L)1(0'其中 为 RL 未接入时（ RL = ）U 0 之值，U 0 为接入 RL 时 U0 之值。

'01．静态工作点的测试1）静态工作点的测量放大电路的静态工作点是指在放大电路输入端不加输入信号 Ui 时，在电源电压 VCC 作用下，三极管的基极电流 IB，集电极电流 IC 以及集成极与发射极之间的电压 UCE 等测量静态工作点时，应使放大电路输入信号 Ui = 0，即将信号源输出旋钮旋至零（通常需将放大电路输入端与地短接） 然后测出 IC，或测出 RE 两端电压，间接计算出 IC 来，I B = IC / , UBE, UCE 用数字式直流电压表进行测量，在测试中应注意：a) 测量电压 UBE、U CE 时，为防止引入干扰，应采用先测量 B、C、E 对地的电位后进行计算，即：UBE = UB – UE UCE = UC – UE b) 为了测量 IB、I C 和 IE，为了方便起见，一般先直接测量出 UE 后，再由计算得到：RBI总之，为了测量静态工作点只需用直流电压表测出 UC、U B、U E 即可推算出2）静态工作点的调试：放大电路的基本任务是在不失真的前提下，对输入信号进行放大，故设置放大电路静态工作点的原则是：保证输出波形不失真并使放大电路具有较高的电压放大倍数改变电路参数 UCC、R C、R B 都将引起静态工作点的变化，通常以调节上偏置电阻取得一合适的静态工作点，如图 1－1 中调节 RW1。

R B1 减小将引起 IC 增加，使工作点偏高，放大电路容易产生饱和失真，如图 1－2－a 所示，U 0 负半周被削顶当 RB1 增加，则 IC 减小，使工作点偏低，放大电路容易产生截止失真，如图 1－2－b 所示U 0 正半周被缩顶适当调节 Rb1 可得到合适的静态工作点图 1－22．电压放大倍数的测量测量电压放大倍数的前提是放大电路输出波形不应失真，在测量时应同时观察输出电压波形在 U0 不失真条件下分别测量输出电压 U0 和输入电压 Ui 的值，则： iUA0电 压 放 大 倍 数 大 小 和 静 态 工 作 点 位 置 有 关 ， 因 此 在 测 量 前 应 先 调 试 好 一 定 的 静 态 工 作 点 3．最大不失真输出电压的测量为了在动态时获得最大不失真输出电压，静态工作点应尽可能选在交流负载线中点，因此在上述调试静态工作点的基础上，应尽量加大 Ui，同时适当调节偏置电阻 RB1（R W1） ，若加大 Ui 先出现饱和失真，说明静态工作点太高，应将 RB1 增大，使 IC 小下来，即静态工作点低下来若加大 Ui 时先出现截止失真，则说明静态工作点太低，应减小 RB1 使 IC 增大。

直至当 Ui 增大时截止失真和饱和失真几乎同时出现，此时的静态工作点即在交流负载线中点这时，再慢慢减小 Ui，当刚刚出现输出电压不失真时，此时的输出电压即为最大不失真输出三、实验设备及所用组件箱名 称 数 量 备 注模拟（模数综合）电子技术实验箱 1数字式直流电压、电流表 1函数发生器及数字频率计 1电子管毫伏表 1双踪电子示波器 1四、实验步骤1．用图示仪测量所用管子的 值测量 VCE = 6V, IC = 1mA 和 IC = 3mA 时的 值 1 = 2．静态工作点测试：a) 将三极管 V1 的信号输入端 H 与地短接（即用一短线将 H 端接地端连通） 用线短接电位器 RW2 和电阻 R7连接 R6 和 C2 的上面两端b) 调节 RW1，使 IC = 2mA，测 UC、U B、U E 值计入表 1－1 中表 1－1  = 测量值 计算值IC (mA) UC (V) UB (V) UE (V) IC (mA) UCE (V) IB (V)3．电压放大倍数的测量a) 将 H、K 点用一短线接通，保持 IC = 2mA，调节函数发生器，使其输出正弦波信号，频率为 f = 1kHz，信号加在 US 和接地端之间，逐渐加大输出信号幅度，使 Ui = 5mV， （注意：U i 是 H 端对地的电压） ，同时用示波器观察输出信号 U0 的波形，在 U0 不失真情况下，测量下述二种情况下的 U0 值。

记入表 1－2 中（1）R C = 3.3k RL = （2）R C = 3.3k RL = 2k表 1－2RC (k) RL (k) U0 (V) Ui 波形 U0 波形 AU图形互相反相b) 用示波器观察 Ui、U 0 间相位关系，描绘之4．静态工作点对电压放大倍数的影响使 RL = ，U i = 5mV，用示波器监视 U0 波形，在 U0 不失真的范围内，测出数组 IC 和U0 值记入表 1－3表 1－3IC (mV)U0 (mV)AU5．最大不失真输出电压的测量使 RL = ， 尽 量 加 大 Ui， 同 时 调 节 RW1 改 变 静 态 工 作 点 ， 使 U0 波 形 同 时 出 现 削 顶 失 真 和缩 顶 失 真 ， 再 稍 许 减 小 Ui， 使 U0 无 明 显 失 真 ， 测 量 此 时 的 Uimax 和 Uomx 及 IC 值 记 入 表1－4表 1－4IC (mA) Uimax (mV) Uomax (V) AU6．静态工作点对放大电路失真的影响取 IC = 1.5mA，R L = ， 调 节 Ui，使之略小于 Uimax，此时 U0 波形不失真，测量 UCE和 IC 值，并绘出 U0 波形，调节 RW1，使 IC 减小，观察 U0 波形的变化，当 U0 波形出现失真后，绘出 U0 波形，然后将函数发生器输出信号幅度调节旋钮至零，测量此时的UC、 UCE。

调节 RW1，使 IC 增大，当 U0 波形产生失真后，绘出 U0 波形，然后将信号源输出旋钮旋至零，测量此时 UCE、I C 值，将上述结果记入表 1－5表 1－5IC (mA) UCE (V) U0 波形 属何种失真7．输入电阻 ri 的测量最简单的办法是采用如图 1－3 所示的串联电阻法，在放大电路与信号源之间串入一个已知阻值的电阻 RS，通过测出 US 和 Ui 的电压来求得 riiir''本实验中，用 R1 代替 RS，断开 H、K 间短线其余同前面实验，函数发生器输出信号电压 US 加于 US 和接地端之间（见图 2－1）其余同前面实验测得 US、U i'，记入表 1－6，度计算出 ri图 1－3测试时注意 US 不应取得太大，以免晶体管工作在非线性区表 1－6 R1 = 5.1k，R L = 2kUi' US 计算 ri U0 U0L 计算 r08．输出电阻 r0 的测量测量输出电阻时的电路如图 1－3－b 所示，测出放大电路输出电压在接入负载 RL 时的值 U0 和不接负载（R L = ）时的输出电压 U0'的变化来求得输出电阻具体方法是将图1－1 又恢复原状，即 H、K 再次短接起来，函数发生器输出从 US 和地端输入，且将放大电路输入信号的频率调至 1kHz，幅度保持恒定（U i 约 5mV）的正弦电压，用双踪示波器监视输入，输出波形不失真的前提下，测得负载电阻 RL 接入和不接入二种情况下放大电路的输出电压 U0 和 U0'从而求得输出电阻LRr)1('将测到的值记入表 1－6，并计算出 r0。

实验二 晶体管多级放大电路一、实验目的1．掌握多级放大电路的电压放大倍数的测量方法2．测量多级放大电路的频率特性3．了解工作点对动态范围的影响二、实验原理实验电路如图 2－1 所示总的电压放大倍数 2102102Uii AUA图 2－1本实验电路输入端加入了一个 的分压器，其目的是为105.321R了使交流毫伏表可在同一量程下测 US 和 U02，以减少因仪表不同量程带来的附加误差电阻 R1、 R2 应选精密电阻，且 R2<< ri1接入 C7 = 6800pF 是为了使放大电路的 fh 下降，便于用一般实验室仪器进行测量必须指出，当改变信号源频率时，其输出电压的大小略有变化，测放大电路幅频特性时，应予以注意三、实验设备及所用组件箱名 称 数 量 备 注 模拟（模数综合）电子技术实验箱 1数字式直流电压、电流表 1函数发生器及数字频率计 1电子管毫伏表 1双踪示波器 1四、实验步骤1．实验一中已测了三极管 V1 的 1 的值，本实验中再测三极管 V2 和 V3 的值，记入表2－1 中表 2－11 2 32．调节工作点（1）按图 3－1 接线，图中 H、K 用线接起来，R W2 两端用线短接，与 R7 并联的小开关合上，连接 R6 和 C2 的上面两端，将 V1 的集电极与 C4 电容正极接通，就组成了图 3－1的两级阻容耦合放大电路。

2）调节 RW1 和 RW3，使 IE1  1.3mA，I E3 = 4.9mA（通过测量 R6、R 12 上电压求得） ，将 V1、V 3 的工作点记入表 2－2表 2－2 工作点测试UB1(V) UE1(V) UC1(V) IC1(mA) UB3(V) UE3(V) UC3(V) IC3(mA)实验值表中：U B1、U E1、U C1 分别代表三极管 V1 的基极对地电位，发射极对地及集电极对地电位UB3、U E3、U C3 分别代表三极管 V3 的基极、发射极、集电极对地电位， IC1 为 V1 的集电极电流 ；I C3 的集电极电流 61RVEC123RIEC3．测量放大倍数当输入信号 Ui 的频率 f = 1KHz，U i 的大小应使输出电压不失真，R L = 2k时，测试各级放大倍数测得的数据填入表 2－3但须注意，应在示波器监视输出波形不失真条件下，才能读取数据表 2－3 各级放大倍数测试（R L = 2k）Ui(mV) U01(mV) U02(mV) Au1 Au2 Au 总实验值计算值4．测量幅频特性保持 US = 100mV 的条件下，改变输入信号的频率，先找出本放大电路的 fL 和 fh，然后测试多级放大电路的幅频特性。

测放大电路下限频率 fL 和上限频率 fh 的方法是：在测量放大倍数实验（ 3）中，已测出了中频段的电压放大倍数 Au，和此时放大电路的输出电压 U0 = U02 的值调节函数发生器输出正弦波频率，若先降低频率，且保持 Ui 大小不。