实验一 单管放大电路_68260459

实验一单管放大电路

一、实验目的

1.掌握放大电路静态工作点的调整与测试方法。

2.掌握放大电路主要性能指标的测试方法，了解静态工作点对动态性能的影响。

3.掌握晶体管输出特性曲线的测试方法。

4.掌握晶体管输出特性、放大电路静态工作点和动态参数的仿真测试方法。

5.了解发射极电阻对放大电路性能的影响。

二、实验必作内容

实验电路如图1所示。

说明：图1中u S、R s分别代表信号源及其内阻，信号源输出正弦交流信号。

1.测试晶体管输出特性曲线

测试晶体管9011输出特性曲线及在静态工作点Q附近的β值。

2.调整放大电路静态工作点

调节R W，测量U CQ、U EQ，使I CQ=1mA。测试I CQ=1mA下的R b1值。

3.测试放大电路的主要性能指标

在I CQ=1mA时，测试电压放大倍数、输入电阻R i、输出电阻R o和幅频特性。

4.静态工作点对放大电路的动态性能的影响

调节R W，使I CQ=2mA，测试R b1值、测试、R i、R o、。

测试中，输入信号有效值U i ≈ 5mV，频率为10kHz。

三、实验选作内容

1.发射极电阻对动态性能的影响

改接电容C e，使之与R e2并联，测试I CQ=1mA下的、R i、R o。与上面测试结果相比较，总结发射极电阻对电路动态性能的影响。

2.静态工作点对最大不失真输出电压的影响

分别在I CQ=1mA和2mA情况下，失真度为10%时测试放大电路的，并与理论值比较（该题只做仿真实验）。

四、实验要求

1.对实验内容先进行仿真测试再搭建硬件电路测试。

2.仿真实验使用Multisim软件。图1电路中，晶体管型号为MRF9011L，仿真时需将模型参数中的BF(β ) 修改为实用晶体管9011的实测β值。

3.记录实验内容中各项仿真与硬件测试数据。

五、预习要求

1.复习共射放大电路的基本工作原理。

2.学习放大电路、R i、R o、的测试方法。

3.测试9011的输出特性曲线。“晶体管输出特性曲线的测试”方法见课程文件。

4.计算图1单管共射放大电路的、R i、R o。

计算中ß取实测值。设晶体管U BEQ≈0.7V，若ß在150～260、I CQ为2mA~1mA间，则r bb’取值范围650 Ω～950 Ω。

5.拟定各项测试内容的操作步骤，设计好实验数据记录表格。

6.学习使用Multisim软件测试晶体管输出特性曲线、放大电路静态工作点、动态参数的方法。请利用课下时间搭接电路，对电路进行仿真。第5周实验课上老师将检查学生的仿真结果。

《Multisim仿真应用手册》、《Multisim V7使用说明书》见课程文件。

六、实验注意事项

1.测试静态工作点和放大电路动态参数时放大电路要与仪器仪表共地。

2.放大电路输入信号U i应无直流分量即上、下半周对称的信号，信号幅值以示波器测试值为准。

3.、R i、R o、的测试方法见附录。

4.测试时首先要保证静态工作点符合要求。用示波器监视放大器输出波形, 在保证输出波形不失真的情况下测试。

七、实验报告

1.整理实验数据，对数据进行理论分析，并将仿真数据、测试值与理论计算值进行比较，分析其误差及产生误差的主要原因。

2.实验中若电路出现故障，请分析故障原因。

3.总结、分析发射极电阻对放大电路动态参数的影响。

4.总结放大电路主要性能指标的测试方法。

5.回答思考题。

八、思考题

1.R b1为什么要由一个电位器和一个固定电阻器串联组成？电解电容两端的静态电压方向与它的极性应该有何关系？

2.测试放大电路R i时，若串联电阻的阻值比其R i的大得多或小得多，对测试结果会有什么影响？请对测试误差进行分析。

3.能否用数字万用表测试图1所示放大电路的R i、R o、，为什么？

附录：放大电路的测试方法

放大电路的性能指标见华成英、童诗白主编的《模拟电子技术基础》（第四版）2.1节。

放大电路的测试应遵循“先静态后动态的原则”。

一、放大电路静态工作点的测试

静态工作点是放大电路在输入信号为0时晶体管各极的电流及极间电压。

测试静态工作点时，先去掉信号源，并将输入端短路，再用万用表的直流电压档测试。

以图1电路为例，静态工作点Q包括晶体管的U BEQ、U CEQ、I BQ和I CQ。为使放大电路与测试仪表共地，通常应通过测试晶体管b、c、e三个极的直流电位来得到U BEQ和U CEQ，通过测试电阻上的电压而间接求得I BQ和I CQ。

另外，在测试和调整Q点时，可以通过U CEQ值来判断管子的状态，若U CEQ等于饱和压降，则说明晶体管已进入饱和区；若U CEQ约为电源电压，则说明晶体管已经截止。

值得注意的是，由于β随管子而异也随Q点而变，因此一般不是按照计算出来的R b1值调整Q点，而是调节R b1使U CEQ达到给定值。

二、放大电路动态参数的测试

动态参数是指放大电路的性能指标，包括、R i、R o、以及失真度等项。

放大电路常用正弦波作为测试信号，且其幅值要小，以避免输出波形产生非线性失真。放大电路对不同频率信号的放大能力是不同的，放大电路只适用于放大某一个特定频率范围内的信号。因此，在测试放大电路动态参数时，首先应选取一个频率适中的小幅值信号，其次要选用适合的仪器观察输出信号的波形是否失真。

常用的测试仪器有信号发生器、示波器、交流毫伏表、失真度测量仪等。交流毫伏表是用来测试正弦信号的有效值。随着测量技术的发展，许多示波器带有交流毫伏表功能。

测试中用电压有效值表示正弦信号的幅值。

1.电压放大倍数的测试

测试放大电路电压放大倍数时，首先应该选择放大电路通带内小信号作为输入信号，如输入信号的有效值U i ≈5mV，然后用示波器观察输出信号的波形。在信号不失真的条件下测试输出电压U O，通过计算U O／U i即得。

实验中，使用“EE1642B1型信号发生器”产生正弦信号。

使用DSO-X2012A数字示波器测量正弦电压信号时，可用示波器“Mess”功能，直接读出被测电压信号的有效值，如图2。

2.

图2示波器测量方式的设定