实验6 分立元件放大电路综合实验

实验6 分立元件放大电路综合实验

一、实验目的

1. 掌握调整晶体管放大器静态工作点的方法，分析静态工作点改变对输出波形影响。

2. 掌握测量放大器在未加负反馈和带有正反馈时的放大倍数、输入电阻和输出电阻。

3. 理解负反馈对放大器性能的影响，进一步熟悉仪器仪表的使用。

二、实验原理

1.静态工作点的测试。

单管放大器的原理图如下图所示，将直流电源E C调好，分别测量晶体管各级对

地电压U BQ、U CQ、U EQ，通过以下公式可以计算得：U BEQ=U BQ−U EQ,

,U CEQ=U CQ−U EQ.

I CQ≈I EQ=U EQ

R E

2.电压放大倍数的测量

测量电压放大倍数时，必须在输出波形不失真的条件下进行测量，因此要用示

波器监视输出波形。分别测量输入电压和输出电压的峰峰值或有效值，两者之

比就是电压放大倍数。

3.输入电阻和输出电阻的测量

将放大器看成一个整体元件，则测量电路如图：

则有：输入电阻r0=U i

I i =U i

U i′−U i

×R,输出电阻r0=(U0

U L

−1)×R.

4.放大器幅频特性的测定

放大器的频率特性反映了放大器对不同频率输入信号的放大能力。使用示波器也可以测量放大电路的频率特性。

三、实验仪器

1. 直流稳压电源；

2. 示波器；

3. 函数发生器；

4. 数字万用表；

5. 放大电路板

四、实验内容

1)用万用表判别晶体三极管的e,b,c极，用数字万用表测量晶体三极管的β值。

2)调整与测量静态工作点

Ec为12V，调整Rw，使I EQ=2.5mA,即调U EQ=2.5V，记录测试结果。

3)测量电压放大倍数Au

1. 断开R F和C F，在输出波形不失真的情况下，测量输出电压的有效值U O，计算电

压放大倍数A U。

2. 接通R F和C F，测量U O，计算A U。

4)测量输入电阻和输出电阻

1. 测量输入电阻r i，断开R F和C F，取Ui=5mV,f=1kHZ,用示波器观察输出波形，在

不失真的情况下，测出Ui’,计算r i。然后接入两个电阻，再次计算r i。

2. 测量输出电阻r0。断开R F和C F ，输出端开路，调节输入信号的大小，用示波器

观察输出波形，在不失真的情况下，使得输出电压U0的有效值为1000mV,f=1kHZ，然后，再接入负载电阻，测量输出电压的有效值U OL，根据公式计算得输出电阻r0.

接通两个电阻，重复上面的测量，计算输出电阻。

5)观察负反馈稳定放大倍数的作用

1. 断开R F和C F ，接入负载电阻RL=5.1kΩ,调节输入信号为f=1kHZ，U’i=10mV，

分别测量R C=R C1=1.5kΩ和R C=R C1//R C2=1.5kΩ//2kΩ时，放大器的输出电压值，计算相应的放大倍数Au及放大倍数的相对变化值△Au/Au。

2. 接通R F和C F ，重复上述实验。

6)观察静态工作点对输出波形的影响和负反馈对放大器非线性波形失真的改善

取Ui=5mV,f=1kHZ,改变静态工作点，观察记录此时的输出波形，测量各点的静态值，判断晶体管的工作状态，输出波形画在坐标纸上，标出峰值。

五、注意事项

1. 先调整好稳压电源为12V，各仪器与放大器连接一定要共地。

2. 应在带载状态下测定函数发生器的输出电压，当需要小信号时，应按下ATT键

衰减20dB。

3. 电路图中的RS一定要接入。

4. 用双踪示波器双通道同时显示波形时，一定要共地，防止短路。

六、数据处理

1. 静态工作点的测量

2. 示波器动态参数的测量（仿真结果）

本实验没有做成功，一下为软件仿真结果。所输入的正弦交流信号有效值30mV，频率1000HZ，所用三极管型号：2N1711，以下为仿真结果测量的电压值和波形图。

从中有：U S=31.09mV，Ui=14.35mV，Uo=218.2mV,U OL=107.00mV，则有：

A U=−U OL

U i =−7.45 , A S=−U OL

U i

=−3.44, r i=U i×R S

U S−U i

=9.12KΩ,

R O=R L（

U O

S

−1）=12.03KΩ

Figure 1实验2 波形图

3. 改变静态工作点对输出波形的影响及负反馈对输出波形失真的调节。

4种波形的波形图如下：

七、思考题

1. RS起到增大输入电阻的作用，使得输入电压尽可能成为一个电压源。

如果不加的话，可能会使放大器的输入电压不等于信号电压或偏差过大。

2. 改变静态工作点对输入电阻有影响，负载电阻对输出电阻没有影响。

通过改变RW来改变静态工作点的位置。静态工作点应该测量U BQ,U CQ,U EQ。

2.3. 可通过串联一个小电阻来使电流信号变为电压信号。

3. 调整RW 来改变静态工作点使放大器处于饱和失真或截止失真状态。

4. 本实验采用负反馈调节。引入负反馈的目的在于改善放大电路的工作性能，一般放大电路中都有负反馈环节，往往直流负反馈和交流负反馈同时存在，前者的作用是稳定静态工作点，但同时它又是交流负反馈电阻。串联负反馈使放大电路的输入电阻增高，并联负反馈则使输入电阻减低；电压负反馈使放大电路的输出电阻减小，具有稳定出电压的作用；而电流负反馈使输出电阻增大，具有稳定输出电流的作用。

Figure 2 饱和失真-断开开关

Figure 3 饱和失真-闭合开关

Figure 4 截止失真-断开开关

Figure 5 截止失真-闭合开关