重邮模电实验报告.pdf
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模拟电子电路实验资料 1 / 6 重庆邮电大学实验报告 实验实验课程：课程： 电工电子（电工电子（2 2）模电）模电 实验名称：实验名称： 单级低频放大器单级低频放大器 实验时间：实验时间： 第第 1010 周周星期三星期三 9 9- -1212 节节 学学 院：院： 自动化自动化 专专 业：业： 电气工程及其自动化类电气工程及其自动化类 班班 级：级： 08013130801313 学学 号：号： 20132128072013212807 姓姓 名：名： 黄添林黄添林 指导老师：指导老师： 刘双临刘双临 20152015 年年 5 5 月月 1111 日日 模拟电子电路实验资料 2 / 6 实验课程 电工电子（2）模电 实验名称 单级低频放大器 实验时间 第 10 周星期三 9-12 节 实验地点 S501 指导老师 刘双临 模拟电子电路实验 （单级低频放大器） 一、一、 实验目的实验目的 1．熟悉单级共发放大器的工程估算，掌握单级放大器静态工作点的调整与测试方法； 2．熟悉电路参数变化对静态工作点的影响；熟悉静态工作点对放大器性能的影响； 3．掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及幅频特性的测试方法； 4．掌握放大器动态范围的调整方法及最大输出动态范围的测试方法。
二、二、 实验仪表及设备实验仪表及设备 1．数字存储示波器 2．双路直流稳压电源 3．函数信号发生器 4．数字万用表 三、实验电路图三、实验电路图 图 1.1 所示为共发射极放大电路原理图图中 T 是 NPN 型晶体管 9014，起放大作用，是整个电路的核心VCC是直流工作电源它为发射极提供正向偏置电压，为集电极提供反向偏置电压，也是信号放大的能源Rw、Rb1、Rb2、Re及 Rc共同组成直流偏置电路；它们和电源 VCC一起为晶体三极管提供稳定合适的静态工作点，以保证晶体三极管工作在放大区，能够不失真的放大信号 Rc为集电极偏置电阻， 用以将放大的集电极电流转化为信号电压输出， 使放大电路具有电压放大的功能 RL为外接负载电阻 电容 C1、 C2 为耦合电容， 用以将信号源、放大电路和负载连接成一个整体；同时电容 C1、C2具有“隔离直流，通过交流”的作用对直流信号来说，由于容抗无限大，此时电容相当于开路，从而保证信号源与放大电路、放大电路与负载之间没有直流通过；对于交流信号来说，由于容抗很小，可近似看作短路，因此电容 C1、C2能够使输入与输出的交流信号顺利通过电容 Ce为旁路电容，用来消除 Re对放大电路放大倍数的影响。
四、知识准备四、知识准备 1．复习单管共发射极放大器的相关理论知识； Rw 100kΩRb1 10kΩRe 1kΩC210μFC110μF RL 3kΩ+-+-+VCC+12VuouiT9014Rc 3kΩRb2 10kΩCe 100μF图 1.1 单级低频放大器 模拟电子电路实验资料 3 / 6 2．根据理论知识对实验电路的静态工作点、电压增益、输入电阻、输出电阻进行工程估算 五、实验原理五、实验原理 1. 偏置电路形式的选择 放大器的静态工作点可由简单偏置电路和分压式偏置电流负反馈电路提供简单偏置电路结构简单，但静态工作点易受环境温度或其它条件变化（例如更换管子）的影响而明显偏移，从而使输出波形可能产生失真；而分压式偏置电流负反馈电路具有自动调节和稳定静态工作点的能力，其静态工作点在环境温度或其它条件变化（例如更换管子）时能基本保持不变，因而得到了广泛的应用 实验电路采用如图 1-1 所示的分压式偏置电流负反馈电路提供静态工作点 2. 静态工作点的选择与调整 放大器的基本任务是不失真的放大信号要使放大器能够正常工作，必须设置合理的静态工作点 为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应该选择在输出特性曲线上交流负载线的中点；若静态工作点选得过高，就会引起饱和失真；若静态工作点选得过低，就会产生截止失真。
对于小信号而言，由于输出交流信号幅度很小，非线性失真不是主要问题；因此静态工作点不一定要选在交流负载线的中点，而可根据设计要求选择例如，希望放大器耗电小、噪声低或输入阻抗高，静态工作点可选低一些；希望放大器增益高，静态工作点可适当选高一些等等 测量静态工作点的目的就是了解三极管的静态工作点是否合适如果不合适则必须对其进行调整；调整静态工作点通常是通过改变基极上偏置电阻来实现本实验是通过调整电位器 Rw来达到调整静态工作点的目的 六、实验内容及步骤六、实验内容及步骤 1．．搭接搭接实验实验电路电路 按图 1.1 所示正确搭接实验电路，检查无误后方可通电实验 2．．测量静态工作点测量静态工作点 ( (1) ) 观察观察 RW的变化对静态工作点的影响的变化对静态工作点的影响 1) 按表 1.1 的要求调整电路； 2) 将电路的交流输入端接地； 3) 按表 1.1 的要求测量不同 RW的情况下电路的静态工作点； 计算相应数据， 判断三极管的工作状态；将数据记录于表 1.1 中 ( (2) ) 观察观察 Rc的变化对静态工作点的影响的变化对静态工作点的影响 1) 按表 1.2 的要求调整电路； 表表 1.1 观察观察 RW的变化对静态工作点的影响的变化对静态工作点的影响 测试条件 测试数据 计算数据 工作状 态判断 RW(kΩ) VCC(V) VBQ(V) VEQ(V) VCQ(V) VBEQ(V) VCEQ(V) IEQ(mA) 0 11.82 3.93 3.21 3.23 1.72 0.02 3.21 饱和 20 11.72 2.98 2.32 4.69 0.66 2.37 2.32 放大 110 11.70 0.99 0.39 10.42 0.60 10.03 0.39 放大 模拟电子电路实验资料 4 / 6 2) 将电路的交流输入端接地； 3) 按表 1.2 的要求测量不同 Rc的情况下电路的静态工作点； 计算相应数据， 判断三极管的工作状态；将数据记录于表 1.2 中。
4) 完成测试后按图 1.1 恢复电路 3．测量电压放大倍数．测量电压放大倍数 Auu (1) 按表 1.3 的要求调整电路； (2) 输入正弦信号（频率选择在中频段，幅度以输出波形不失真为准）并保持不变；用示波器观察输入信号 ui与输出信号 uo的波形； 在输出波形不失真的情况下， 改变负载电阻 R L， 测量相应的输出电压 uo，计算电压放大倍数 Auu；观察并记录输入信号与输出信号的相位关系，绘制相应波形；将相关数据记录于表 1.3 中； (3) 完成测试后按图 1.1 恢复电路 4．测量输入电阻．测量输入电阻 Ri (1) 按表 1.4 的要求调整电路； (2) 选取合适的辅助电阻 R输入正弦信号（频率选择在中频段，幅度以输出波形不失真为准）并保持不变；用示波器观察输入信号 ui与输出信号 uo的波形；在输出波形不失真的情况下，测量 R 不接入时的输出值 uo1和 R 接入时的输出值 uo2，计算输入电阻 R i；将相关数据记录于表 1.4 中； (3) 完成测试后按图 1.1 恢复电路 表表 1.2 观察观察 Rc的变化对静态工作点的影响的变化对静态工作点的影响 测试条件 测试数据 计算数据 工作状 态判断 RW(kΩ) Rc(kΩ) VCC(V) VBQ(V) VEQ(V) VCQ(V) VBEQ(V) VCEQ(V) ICQ(mA) 20 1 11.68 2.96 2.32 9.33 0.64 7.01 2.35 放大 3 11.72 2.98 2.32 4.69 0.66 2.37 2.34 放大 3.9 11.67 2.95 2.31 3.66 0.64 1.35 2.31 放大 表表 1.3 测量电压放大倍数测量电压放大倍数 Auu 测试条件 测试数据 计算数据 相位关系 RW(kΩ) RL(kΩ) 信号类型 f(kHz) ui(mV) uo(mV) Auu 20 1 正弦波 2 5 312 62.4 反向 3 正弦波 2 5 495 99 反向 10 正弦波 2 5 848 169.6 反向 表表 1.4 测量输入电阻测量输入电阻 Ri 测试条件 测试数据 计算数据 RW(kΩ) 信号类型 f(kHz) ui(mV) R(kΩ) uo1(mV) uo2(mV) Ri(kΩ) 20 正弦波 2 5 0 495 ─ 2.66 10 ─ 104 模拟电子电路实验资料 5 / 6 5．测量输出电阻．测量输出电阻 Ro (1) 按表 1.5 的要求调整电路； (2) 选取合适的辅助电阻 RL。
输入正弦信号（频率选择在中频段，幅度以输出波形不失真为准）并保持不变；用示波器观察输入信号 ui与输出信号 uo的波形；在输出波形不失真的情况下， 测量电路空载 （即RL不接入）时的输出值 uo和有载（即 RL接入）时的输出值 uoL，计算输出电阻 Ro；将相关数据记录于表1.5 中； (3) 完成测试后按图 1.1 恢复电路 6．测量幅频特性．测量幅频特性 (1) 按表 1.6 的要求调整电路； (2) 输入正弦信号（频率选择在中频段，幅度以输出波形不失真为准） ；用示波器观察输入信号 ui与输出信号 uo的波形；在输出波形不失真的情况下，测量在中频 f o时的输出电压 uo（即中频输出） ，计算电压放大倍数 Auu（即中频增益） ； (3) 根据 uo和 Auu计算出截止频率对应的输出 0.707u o和增益 0.707Auu； (4) 保持输入信号的幅度不变；不断增加（或减小）输入信号的频率，此时电路的输出 uo会下降；找到使输出为 0.707uo时对应的频率,即为上截止频率 fH(或下截止频率 fL)；计算通频带宽 BW，绘制幅频特性曲线；将相关数据记录于表 1.6 中； (5) 完成测试后按图 1.1 恢复电路。
7．观察波形失真情况．观察波形失真情况 (1) 按表 1.6 的要求调整电路； (2) 输入正弦信号（频率选择在中频段，幅度以输出波形不失真为准） ；用示波器观察输入信号 ui与输出信号 uo的波形； (3) 保持输入信号的频率不变，不断增加输入信号的幅度，输出信号的幅度将不断增加；输出波形也将会由不失真波形变为失真波形；仔细观察输出波形正半周及负半周由不失真变为失真的变化情况，判断其失真类型；记录输出波形正、负半周均产生失真时的波形（注意不要使三极管进入深度失真状态） ，并标明失真类型； (4) 完成测试后按图 1.1 恢复电路 表表 1.5 测量输出电阻测量输出电阻 Ro 测试条件 测试数据 计算数据 RW(kΩ) 信号类型 f(kHz) ui(mV) RL(kΩ) uo(mV) uoL(mV) Ro(kΩ) 20 正弦波 2 5 ∞ 1020 ─ 3.18 3 ─ 495 表表 1.6 测量幅频特性测量幅频特性 RW(kΩ) 信号类型 ui(mV) uo(mV) Auu 0.707uo(mV) 0.707Auu fL(Hz) fo(kHz) fH(kHz) BW(kHz) 20 正弦波 5 495 99 349.965 69.993 178 460.089 920 819.822 模拟电子电路实验资料 6 / 6 七、思考与分析七、思考与分析 (1) 若采用 PNP 型三极管，输出波形失真情况与 NPN 型三极管相比有什么不同？ 答：与 NPN 型三极管相对 X 轴对称。
(2) 若改变电容 C1或 C3的大小，电路的幅频特性将如何改变？ (3) 若采用 PNP 型三极管，实验电路中的电源及电容极性有什么改变？ 答。
