模电实验单级共射放大电路精选文档格式.docx
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CQ
RE
IBQ
2.静态工作点的选择
放大器静态工作点的选择是指对三极管集电极电流IC（或VCE）的调整与测试。
在晶体管低频放大电路中，静态工作点的选择及稳定具有举足轻重的作用，直接关系到放大电路能否正常可靠地工作。
若工作点偏高（IC放大），则放大
器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时输出信号Uo的负半周将被削底；
若工作点偏低，则易产生截止失真，即Uo的正半周被削顶（一般截止失真不如饱和失真明显）。
这些情况都不符合不失真放大的要求。
所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大电路的输入端加入一定的输入电压Ui，并检查输出电
压Uo的大小和波形是否满足要求。
如不满足，则应调节静态工作点的位置。
还应说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言。
若输入信号幅度很小，则即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。
所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。
若须满足较大信号幅度的要求，则静态工作点最好尽量靠近输出特性曲线上交流负载线的中点，如图Q点，使静态Vce大致等于电源电压的一半。
这样可使交流信号输入时，工作点Q沿着交流负载线向上或向下移动较大范围，使得输出电压的动态范围大致在2Vceq范围内变化，从而获得较大的输出电压幅度，且波形上下对称。
实际工作中往往通过调节基极偏置电阻的大小，观察输出波形的变化。
当输入电阻逐渐放大时，若要输出波形正、负同时出现削波现象，即表明此时放大电路的静态工作点选择合适，此时放大电路动态范围最大。
按照图连好电路，在输入端引入正弦信号，用示波器观察输出。
静态工作点具体的调节步骤如下：
实验现象
无失真
出现截止失真
出现饱和失真
两种失真都出现
操作方法
加大输入信号
减小Rp
增大Rp
减小输入信号
据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进行。
直到输入信号略微增大，两种失真同时出现；
输入信号略微减小，两种失真同时消失时，可以
认为此时的静态工作点正好处于交流负载线的中点。
去掉输入信号，测量Vbeq，
Vceq，Ibq，Icq，就得到了该电路的最佳静态工作点。
3•电压放大倍数的测量
电压放大倍数是指输出电压Vo和输入电压Vi之比，其值与负载Rl有关，是
衡量放大电路放大能力的指标。
Av匕
Vi
4.输入电阻和输出电阻的测量
（1）输入电阻。
输入电阻是指从放大器输入端看进去的等效电阻，它表明放大器对信号源的影响程度。
一般采用间接法进行测量。
当被测电路的输入电阻不太高时（与毫伏级电压表内阻相比），采用如
图的电路进行测量。
在信号源与被测放大器的输入端之间串入一已知电阻R，
在放大器正常工作的情况下（保证输出电压不失真），用交流毫伏表测出Vs
和Vi,根据输入电阻的定义可得:
VR
~R
VsVi
测量时应注意，电阻
R值不宜取得过大，易引入干扰；
但也不宜取得过小,
否则测量误差较大。
通常取与R为同一数量级比较合适，本实验取R=1~2kQ
（2）输出电阻。
输出电阻是指从放大器输出端看进去信号源的等效电阻，用来描述信号输出方式和带负载的能力。
输出电阻也用间接法测量，原理如图，根据戴维南定理，放大器的输出端可以等效为一个理想的电压源和输出电阻Ro相串联。
实验中可以通过测量放大器空载时的输出电压V。
和加上已知负载后的
输出电压Vl，根据式子测试其输出电阻Ro
Vl
由此可求输出电阻R。
冷1Rl（Rl为阻值已知的电阻，一般情况下
曲线平坦，放大倍数不随频率而变，随着频率的减小或增大，放大倍数
0.707时，相对应的低频频率和高
频频率分别称为下限频率
和上限频率fH。
通频带fBW定义为
为数千欧）。
5•幅频特性的测量
放大器放大的实际信号由不同的谐波组成，只有当放大器对不同频率信号的放大能力相同时，放大信号才能不失真。
但实际上，放大器的交流放大电路含有耦合电容、旁路电容、分布电容和晶体管极间电容等电抗元件，使得放大倍数与信号的频率有关，此关系即为放大器的频率特性。
放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数Av与输入信号频率fi之间的
关系曲线，如图。
在一个较宽的频率范围内，这一段频率范围称为中频段。
在中频段以外,都将下降。
当放大倍数降为中频段放大倍数的
三、实验内容及步骤
（一）仿真分析
1.静态工作点的调整
（1）用示波器同时观察图所示电路的输入和输出波形。
输入信号设为正弦
波、频率fi1kHz、信号电压峰值vip100mV。
（2）进行仿真分析。
双击示波器XSC1图标，打开示波器面板，观察放大电路的输入、输出信号波形。
（3）逐渐增大输入信号的幅度，使放大电路的输出信号略有失真（饱和失真或截止失真），调节电位器Rp，消除失真。
（4）重复步骤（3），直到略微增大输入信号幅值，输出信号同时出现饱和和截止失真；
再略微减小输入信号的幅值，输出信号的失真现象同时消失。
此时得到的输出信号电压，即为最大不失真输出电压。
2.静态工作点测量用万用表测量。
将万用表接入电路，单击仿真开关，进行电路分析。
此时，万用表显示的数值即为放大电路的静态工作点。
3.放大电路的动态指标测试
（1）电压放大倍数测量。
调整放大器到合适的静态工作点，在图示电路中，闭合开关J1，J2，调整输入电压vip100mV，频率fi1kHz。
单击仿真开关进行仿真，打开示波器，观察输入、输出电压波形。
在输出波形不失真的情况下，用万用表测出Vi和V。
的有效值V和V。
，根据式子计算电压放大倍数
（2）输入电阻测量。
在图示电路中，断开开关Ji，闭合开关J2，调整输入
电压Vip100mV，频率fi1kHz。
单击仿真开关进行仿真，打开示波器，观察输入、输出电压波形。
在输出波形不失真的情况下，用万用表测出电阻R两端电压Vs，Vi的有效值Vs和Vi，根据式子计算输入电阻R。
（3）输出电阻测量。
在图示电路中，闭合开关Ji，调整输入电压Vip100mV，
频率fi1kHz。
单击仿真开关进行仿真，打开示波器，观察输入、输出电压波形。
在输出波形不失真的情况下，用万用表测出开关
J2打开和闭合两种情况下电压
V。
，Vl的有效值V。
和Vl，根据式子计算输出电阻Roo
（4）放大电路的幅频特性测量。
直接测量法。
将波特图仪连接在电路中。
双击波特图仪，设置其参数：
垂直F=100MHz，I=1Hz，水平F=100dB，I=-100dB，单击仿真开关进行仿真。
放大电路的幅频响应和相频响应分别如图。
（二）实验室操作
1.静态工作点的测量
（1）按照实验原理图连接电路，布线要整齐、均匀、便于检查，经检查无误接通12V直流电源。
（2）在放大电路的输入端加入1kHz、峰值为100mV的正弦波，将放大电路的输出端接示波器。
调节电位器，使示波器所显示的输出波形最大不失真。
关掉函数信号发生器电源，使输入电压vi0，用万用表分别测量三极管三个级对地的电压（Vbq,Vcq,Veq）,Vceq和Icq。
并将测量结果记录于表，与估算值进行比较。
3.静态工作点对输出波形的影响
将频率为1kHz的正弦波信号加到放大器的输入端、调节输入信号幅值，使输出波形不失真的正弦波。
（1）将电位器Rp的阻值调为最大，此时静态电流Icq下降，用示波器观察输出波形是否出现失真，并画下此时的波形。
若失真不够明显，可适当增大输入信号幅值。
（2）将电位器Rp的阻值调为最小，此时静态电流Icq增大，观察输出波形的变化情况，画下此时的波形，并将相应结果记录于表。
4.电压放大倍数测量
（1）打开函数信号发生器电源，输入1kHz，峰值为100mV的正弦波信号。
当输出开路（Rl）时，测量输入输出电压V输和V。
的有效值Vi和Vo的大小，并根据式子计算电压放大倍数。
（2）放大电路输出端接入R2k的负载电阻，保持输入电压Vi不变，测量输出电压V。
，计算此时的电压放大倍数，并分析负载对放大电路电压放大倍数的影响。
（3）用双踪示波器观察Vi和V。
的波形，比较两波形之间的相位关系。
5.输入电阻和输出电阻测量
（1）按照实验原理图连接电路，断开J!
，用示波器分别测出电阻R两端电压Vs，Vi的有效值Vs和V，根据式子计算该放大电路输入电阻Ri。
（2）闭合J1，测量负载开路（J2断开）时的输出电压V。
和接上2kQ负载（J2闭合）时的输出电压Vl，根据式子计算该放大电路的输出电阻Ro。
将步骤4和5的测试结果记录整理，填入表中，并对实验结果进行讨论。
6.幅频特性的测量
（1）打开函数信号发生器的电源，输入1kHz，峰值为100mV的正弦波信号，输出端接2k负载电阻Rl，用示波器分别测量Vi，V。
的大小，计算电压放大倍数。
（2）保持输入信号电压Vi的幅度不变，分别增大和减小信号的频率，再测量放
大器的输出电压Vo。
当输出电压降到中频值的1-2时，对应的频率即为放大器是上限截止频率fH或下限截止频率fL，计算BW。
将上述测量结果记录整理后填入表中，并对实验结果进行讨论
四、实验设备
（1）双路直流稳压电源一台
（2）函数信号发生器一台。
（3）示波器一台。
（4）毫伏表一台。
（5）万用表一块。
（6）三极管一个。
（7）电容三个。
（8）电阻六个。
五、实验数据及结果分析
1.静态工作点的调整和测量
（1）仿真电路
MOmVpk
（2）实验得最大不失真，电位器位置为63%
（3）撤掉信号发生器，用万用表进行测量
63%
L（
1509V
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静态工作点（仿真）
VBQ
VCQ
VEQ
VCEQ
ICQ
1.509V
10.508V
827.5mV
9.681V
744.294uA
2.静态工作点对输出波形的影响
（1）Rp最大
（2）Rp最小
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