模拟电路实训模块3个综合.

实训一、单管共射放大电路
一、电路原理图
二、实训步骤
1、按照电路原理图制作好电路，制作电路之前测出三极管的交流放大倍数，制作电路时注意三极管的引脚序号不能接错、电解电容的极性（长的引脚为正极）不能接反，否则电容会爆浆。

2、先不输入交流信号，接上12V 的直流电源，调整电位器，使三极管基极电压为3V 左右。

3、测量静态工作点
用万用表直流电压档测量出CEQ U 、EQ U ，则5
R U I EQ CQ ≈
4、输入交流信号，用示波器观察信号放大过程 在单管放大电路的输入端输入峰峰值为10mv 、频率为1KHZ 的正弦波，观察输出信号是否放大、输入与输出的相位关系，从而体会“放大”这一过程。

5、动态指标的测量 （1）电压放大倍数
在波形不失真的条件下用晶体管毫伏表测量出放大器的输入电压i U （有效值）和o U （有效值）的值，或者用示波器测出P iP U -和P OP U -的值（峰—峰值），则：
P
iP P
OP i O u U U U U A --==
（2）输入电阻i R
用“串联电阻法”测量放大电路的输入电阻，在信号源输出与放大器输入端之间，串入一个1K 欧姆的电阻，在输出波形不失真的条件下，用晶体管毫伏表或示波器分别测量出S U 和i U 的值，测量原理如下：
则：R U U U r i
S i
i -=
（3）输出电阻的测量 测试电路如下：
在波形不失真的情况下，首先测量负载L R 开路时放大器的输出电压'
O U 的值，
然后接入负载L R 再测量放大器负载上的电压O U ，则
L O
O
O o R U U U r -='
实训二、两级放大电路
一、电路图
二、电路分析计算
1、静态分析
由图可见，该电路为两级共射放大电路连接而成。

级与级之间的耦合方式为“阻容耦合”，所以两级电路的静态工作点相互独立、互不影响，因而两级放大电路的静态工作点可单独分析。

前一级的直流偏置方式为固定式，后一级偏置方式为分压式。

两级直流偏置分别见图（a）、（b）。

假设两只9013的三极管β值分别为1β、2β，实际β值需测量而得。

则可分别计算出（a ）、（b ）的静态工作点，静态工作点的计算参见教材相应内容。

两级2、放大电路放大倍数输入电阻，输出电阻的计算。

为了对电路的动态指标进行分析，可先逐级画出交流通路电路。

如图所示：
由交流通路可知，输入电压i u 送入第一级放大后，其输出作为第二级的输入电压
22,i i u u 送入第二级放大后，输出给负载9R ，其输出电压为o u ，故该电路的电压
放大倍数为：
i o u u A ＝
u 21u u u A A A = i
o u u A 1u1＝ 2u2＝i o u u
A 12o i u u = 由于单管共射放大电路电压放大倍数的计算方法可知：
1
265411)
//////(be be u r r R R R A β-
=
2
9722)
//(be u r R R A β-
=
由上式可以计算出各级放大倍数分别为1u A 和2u A ，则可计算出
i u u u i o i
u i o u A A A u u u A u u ⋅⋅=⋅=⋅==2122121
三 实验步骤
1、静态工作点的测量
(1) 第一级
①用万用表测量出3R 上的电压为1U ,则13
11CQ EQ EQ I R U I ≈=，计算出1CQ I 的值。

②用万用表测量出1CEQ U 的值。

(2) 第二级
① 用万用表测量出8R 上的直流电压为2EQ U ，计算出28
22CQ EQ EQ I R U I ≈=
② 测量出2CEQ U
2、 用信号发生器给放大电路送入1mV 、频率为1kHz 的正弦信号，用示波器观察输出信号，比较输入电压i u 和输出电压o u 的大小和相位关系，体会和认识两级放大电路的功能和作用。

3、 测量动态指标
动态指标包括输入电阻i r ，输出电阻o r 及电压放大倍数u u u A A A ,,21测量方法与单管共射放大电路指标测量方法相同，请参考实训1.
四 总结
五 思考
1 为什么理论计算的静态工作点和动态指标与实测值之间存在差距，请列举几条条理由。

2 如何进一步改善电压放大倍数的稳定性已经扩展该电路的通频带BW 。

实训三、负反馈放大器
一、电路原理图
图2.1
二、电路理论分析
由图可见，本电路是由两级放大器添加负反馈而得到的，若开关断开，则电路为纯粹的两级放大器，在上一个实训中，已经验证了该放大器在开环状态下具有很高的增益。

引入负反馈后，闭环放大器的增益会降低，但电路其他方面的性能会有很大的改善，如在提高输入电阻、减小输出电阻、提高增益的稳定性、减小非线性失真和扩展带宽等方面效果显著。

1、反馈类型分析
在开环情况下，放大器的交流通路为：
图2.2
若忽略虚线框的电路组成，开环放大器可以抽象为如下的模型：
图2.3
反馈网络为：
图2.4
由电路原理图可知，反馈网络接入开环放大器的组成形式为：
图2.5
由图2.1中所标注的瞬时极性可判断为负反馈，由图2.5的组成结构可知，
反馈网络与输入端串联，与输出端并联，采样输出电压。

则该反馈为电压串联负反馈。

2、闭环增益分析计算
由图2.4可知，该反馈网络的反馈系数为：
34
1
2102=
+=
=
R R R u u F o
f 闭环增益公式：AF
A
A f +=
1
1+AF 为反馈深度，只有当1+AF 远大于1时，便满足深度负反馈的要求，工程计算是时，只要1+AF ≥10即可。

假设三极管9013的电流放大系数为100，估算出开环增益在5000以上，具体值在实训二中可实测得到。

如开环增益按照5000计算，则反馈深度为：
148134
1
50001≈+⨯
=+AF 可见反馈深度远大于1，为深度伏反馈。

在深度负反馈的条件下，闭环增益为：
F AF A A f 1
1≈+=
由此可计算出本实训电路的闭环电压放大倍数为：
3411
2
10=+=≈
R R F A uf
3、输入电阻、输出电阻分析计算 （1）闭环放大器的输入电阻为：
i if r AF r )1(+=
i r 开环输入电阻，本电路中的开环输入电阻为约为1.1K ，引入串联负反馈后，输入电阻可提高至数百倍。

（2）闭环放大器的输出电阻为：
AF
r r o
of +=
1
o r 开环输出电阻，本电路中的理论值为2.4K ，引入串联负反馈后，输出电阻可
减小至数百分之一，能显著提高电路的带负载能力。

三、实训步骤
1、安装负反馈网络。

按照电路图，在实训二电路的基础上加上反馈网络，即取消2R 的短路线，按图接上10R 、开关和耦合电容6C 。

2、测量开环参数。

将开关拨至空挡，测量放大器开环的相关参数，即：电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，并做好数据记录。

测量方法与单管放大器相同。

输入电压幅度尽可能小，保证放大器输出不失真。

该步骤若在两级放大器中已经测得，结论可以直接运用。

3、体会负反馈对放大倍数的影响。

输入信号大小不变的条件下，将开关拨至接通挡，观察输出电压波形在幅度上变化，并记录输出电压的大小。

比较开关断通前后，输出电压的大小关系，体会负反馈的对放大倍数的影响。

4、测量输入、输出电阻。

测量引入负反馈后放大器的输入、输出电阻，并记录数据，分别比较f i r 与
i r 以及of r 与o r 的大小变化，体会负反馈对放大器输入、输出电阻的影响。

5、体会负反馈改善放大器的非线性失真。

断开开关，适当增加输入电压的幅度，使输出电压出现失真现象，在示波器上可以观察到失真的波形，记录下该失真的波形图。

再接通开关，观察输出电压的波形是否失真，从而体会负反馈对放大器非线性失真的改善。

6、测量反馈系数，研究反馈系数F 和闭环增益uf A 、i u 和f u 的关系。

在放大器闭环的状态下，测量出i u 、o u 和f u ，验证34
1
2102=
+=
=R R R u u F o
f 和3411
2
10=+=≈
R R F A uf 的关系是否成立；观察f i u u ≈的关系是否成立。

i u 为闭环放大器的输入电压，f u 为2R 上的电压，o u 为输出电压。

四、总结
1、记录实验过程中所得数据，并与理论数据对比，比较放大器开环与闭环两种
状态下的性能。

表1 ：放大倍数的测量
表2 ：输入、输出电阻的测量
五、思考
1、负反馈都有哪些类型，分别说明四种类型的负反馈作用和适用场合？
2、该实训电路中引入反馈时为何要接电容
C，不接对电路会有什么影响？
6
3、如何为本实训电路引入电流并联负反馈？试画出电路图。