《本科模拟电子技术实验》教案

4.1 共射极单管放大电路的研究

1. 实验目的

（1）学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响；

（2）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法；

（3）熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。

2. 实验设备与器材

实验所用设备与器材见表4.1。

3. 实验电路与说明

实验电路如图4.1所示，为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。安装电路时，要注意电解电容极性、直流电源正负极和信号源的极性。

图4.1 共射极单管放大器实验电路

4. 实验内容与步骤

（1）电路安装

① 安装之前先检查各元器件的参数是否正确，区分三极管的三个电极，并测量其β值。

② 按图4.1所示电路，在面包板或实验台上搭接电路。安装完毕后，应认真检查连线是否正确、牢固。

（2）测试静态工作点

① 电路安装完毕经检查无误后，首先将直流稳压电源调到12V ，接通直流电源前，先将R W 调至最大， 函数信号发生器输出旋钮旋至零,再接通直流电源, 调节R P ，使I C ＝2.0mA （即U e ＝2.0V ）。

② 用万用表测量电路的静态电压U CC 、U BQ 、U EQ 、U BEQ 、U CEQ ，并记录在表4.2中。

（3）测量电压放大倍数

① 将信号发生器的输出信号调到频率为1kHz 、幅度为10 mV 左右的正弦波，接到放大电路输入端,然后用示波器观察输出信号的波形。在整个实验过程中，要保证输出信号不产生失真。如输出信号产生失真，可适当减小输入信号的幅度。

② 用电子毫伏表测量测量下述二种情况下的U O 值，并用双踪示波器观察u O 和u i 的相位关

系，记入表2－2；用公式

o u i U A U =

和

s o

us U

A U =，计算出不接负载时对输入电压U i

的电压放大倍数和对信号源U s 的电压放大倍数，记录在表4.3中。

（4）观察静态工作点对输出波形失真的影响

置R c＝2.4kΩ，R L＝2.4kΩ，u i＝0，调节R P使I c＝2.0mA，测出U ce值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小R W，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的I c和U ce值，记入表4.4中。每次测I C和U CE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。

(5) 测量最大不失真输出电压的幅度

置R C＝2.4kΩ，R L＝2.4kΩ，调节信号发生器输出，使U s逐渐增大，用示波器观察输出信号的波形。直到输出波形刚要出现失真而没有出现失真时，停止增大U s，这时示波器所显示的正弦波电压幅度，就是放大电路的最大不失真输出电压幅度，将该值记录下来。然后继续增大U s，观察输出信号波形的失真情况。

5. 实验总结与分析

（1）用理论分析方法计算出电路的静态工作点，填入表4.2中，再与测量值进行比较，并分析误差的原因。

（2）通过电路的动态分析，计算出电路的电压放大倍数，包括不接负载时的A u、A us以及接上负载时的A u、A us。将计算结果填入表8.3中，再与测量值进行比较，并分析产生误差的原因。

（3）回答以下问题：

①放大电路所接负载电阻发生变化时，对电路的电压放大倍数有何影响？

②怎样用测量信号电压的方法来测量放大电路的输入电阻和输出电阻？

（4）心得体会与其他。

4.3 负反馈放大电路的研究

1. 实验目的

（1）加深理解放大电路中引入负反馈的方法；

（2）研究负反馈对放大器性能的影响；

（3）掌握负反馈放大器性能的测试方法。

2. 实验设备与器材

实验所用设备与器材见表4.8。

3. 实验电路与说明

由于晶体管的参数会随着环境温度改变而改变，不仅放大器的工作点、放大倍数不稳定，还存在失真、干扰等问题。为改善放大器的这些性能，常常在放大器中加入负反馈环节

负反馈在电子电路中的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等根据输出端取样方式和输入端连接方式的不同，可以把负反馈放大器分成四种基本组态：电流串联负反馈、电压串联负反馈、电流并联负反馈、电压并联负反馈。

图4.5为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过R f把输出电压u o引回到输

入端，加在晶体管T1的发射极上，在发射极电阻R f1上形成反馈电压u f。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈

图4.5 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器

4. 实验内容与步骤

（1）电路安装

①安装之前先检查各元器件的参数是否正确，区分三极管的三个电极，并测量其β值。

②按图4.5所示电路，在面包板或实验台上搭接电路。安装完毕后，应认真检查连线是否正确、牢固。

（2）测试静态工作点

①电路安装完毕经检查无误后，首先将直流稳压电源调到12V，再接通直流电源，输入信号暂时不接。

②用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表4.9。

（3）测试基本放大器的各项性能指标

①把R f断开后，其他连线不动，将信号发生器的输出信号调到频率为1kHz、幅度为5mV 左右的正弦波，接到放大电路输入端,然后用示波器观察输出信号的波形。在整个实验过程中，要保证输出信号不产生失真。如输出信号产生失真，可适当减小输入信号的幅度。

②在u O不失真的情况下，用交流毫伏表测量U S、U i、U L，记入表4.10中，保持U S不变，断开负载电阻R L（注意，R f不要断开），测量空载时的输出电压U O，记入表4.10中。

(4)测试负反馈放大器的各项性能指标

将实验电路恢复为图4.5的负反馈放大电路。适当加大U S（约10mV），在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的A uf、R if和R Of，记入表4.10。

表4.10 测量数据