第3章模拟电子技术部分实验1025.docx
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第3章模拟电子技术部分实验1025
第三章模拟电子技术部分实验
§3.1实验一单级放大电路
一．实验目的
1．加深对共射极单级小信号放大器特性的理解
2．掌握单级放大器的调试方法和特性测量
3．学习放大器的动态特性
4．熟练掌握示波器等常用电子仪器的使用方法
二．实验原理
放大器的基本任务是不失真地放大信号，要使放大器能够正常工作，必须合理地设置静态工作点Q。
为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应该选在特性曲线上交流负载线的中点。
若工作点选得太高，就会引起饱和失真；若工作点选得太低。
就会引起截止失真，如图3.1.1所示。
基极电流Ib的大小不同，静态工作点在负载线上的位置也就不同。
即Ib可以确定晶体管的工作状态，通常称它为偏置电流，简称偏流。
Rb称为偏置电阻。
通常是改变Rb的阻值来调节偏流Ib的大小。
三、实验仪器
1．示波器
2．信号发生器
3．数字万用表
四、实验内容及步骤
1．装接电路
（1）用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。
（2）按图3.1.2所示，连接电路（注意：
接线前先测量十12V电源，关断电源后再连线），由于实验箱上Rb1阻值过大，需给Rb1并联一个10K电位器。
并将Rp（100K）的阻值调到较大位置。
（3）接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。
2．直流工作点的调测（RL=5k1Ω）
（1）调节电路，使放大器获得最大不失真的输出电压，即静态工作点在交流负载线的中点。
在放大器的输入端加入f=1kHz幅度约10-20mv的正弦波信号，信号源信号（40db）通过输入端衰减的方法，提供给放大器输入端一个幅度约10-20mv的正弦波（Vp-p=20-40mv）。
l）调大信号源幅度，利用示波器观察。
使波形同时出现饱和失真和截止失真；
2）调节（调大）Rp使波形只出现截止失真；
3）反向调节（调小）Rp，使截止失真现象逐渐减弱，直到饱和失真和截止失真再一次同时出现；
4）调小信号幅度，使输出重新只出现截止失真；
5）重复步骤3）、4）的操作，使Q点逐渐逼近交流负载线的中点。
直到若调小信号幅度，饱和失真和截止失真同时消失，调大则同时出现，则此时Q点位于交流负载线的中点，即可获得最大不失真输出电压。
（2）断开输入信号，用万用表测量静态参数。
实测（v）
实测计算（利用电位和电阻）
VBE
VE
VC
VB
Rb（kΩ）
IE（mA）
IC（mA）
IB（µA）
β
注：
直接测量VBE或利用VBE=VB－VE计算VBE都可。
3．测量电压增益Av并观察RL对Av的影响
（1）空载（即RL=∞）时的Av
在放大器的输入端加入1kHz的正弦信号，输出空载，用示波器同时观察输入、输出信号。
调节输入信号大小，在输出端获得最大不失真波形时（此时由热噪声引入的影响最小），测量输入电压Vi和输出电压Vo，将数据添入下表
（2）测量带负载RL=2k2Ω时的Av
在放大器的输出端连接RL=2k2Ω，重复步骤
（1）的操作，将数据填入下表
给定参数
实测（Vp-p）
实测计算
估算
负载（Ω）
Vi（mv）
Vo（v）
Av
Av
RL=∞
RL=2k2Ω
4．（选作）测放大器的输入电阻ri和输出电阻ro
（1）放大器的输入电阻ri
在输入回路中串接一个已知电阻Rs＝5k1，在电阻的左侧加入1kHz正弦信号，调节信号幅度，使输出信号最大不失真，用示波器测量输入信号的幅度记为VS，则放大器的输入电阻ri＝Rs／[（VS／Vi）－1]
（2）放大器的输出电阻ro
输入一确定的Vi信号，将RL=∞时的Vo记为Vo，将RL＝2K2Ω的Vo记为VL，则放大器的输出电阻ro＝[（Vo／VL）－l]×RL
将上面测量数据及计算结果填入下表
测输入电阻（Rs＝5k1）
测输出电阻（RL＝2K2Ω）
实测
测算
估算
实测
测算
估算
VS（mv）
Vi（mv）
ri
ri
Vo（v）
RL=∞
VL（v）
RL＝2K2Ω
ro
ro
五．实验报告要求
1．绘制实验原理图
2．整理实验数据，画出必要的波形和曲线。
3．对实验结果和实验现象进行分析讨论。
4．回答思考题
六、思考题
1．Rb代表什么？
如何测量?
2．Q点过高或过低分别出现什么失真？
§3.2实验二射极跟随器
一、实验目的
1．掌握射极跟随器的特性及测量方法。
2．进一步学习放大器各项参数测量方法。
二、实验原理
射极跟随器的电路原理图如图3.2.1所示。
它是一个电压串联负反馈放大电路。
由于信号从发射极输出，故称该电路为射极跟随器。
该电路的特点是：
第一，电压放大倍数近似等于1，这是深度电压负反馈的结果。
但是，它的射极电流仍比基极电流要大得多，所以它具有一定的电流和功率放大作用；
第二，输入、输出信号同相；
第三，输入阻抗高，输出阻抗低；
第四，输出电压能在较大范围内跟随输入电压作线性变化。
图3.2.1射极跟随器原理图
.
三、实验仪器
1．示波器
2．信号发生器
3．数字万用表
四、实验内容与步骤
1．按图3.2.2电路接线。
图3.2.2实验线路图
2.直流工作点的调整
将电源十12v接上，在B点加f=1kHZ正弦波信号，输出端用示波器监视，反复调整RP及信号源输出幅度，使输出幅度在示波器屏幕上得到一个最大不失真波形，然后断开输入信号，用万用表测量晶体管各极对地的电位，即为该放大器静态工作点，将所测数据填入表3.2.1中。
表3.2.1
VE（v）
VB（v）
VC（v）
IE=VE/Re（计算）
3．测量电压放大倍数Av
接入负载RL＝1kΩ，在B点加f＝1kHz信号，调输入信号幅度（此时偏置电位器RP不能再旋动），用示波器观察，在输出最大不失真情况下用示波器测出Vi，VL值，将所测数据填入表3.2.2中。
表3.2.2
Vi（v）
VL（v）
Av=VL/Vi
4．测量输出电阻ro
在B点加f=1kHz正弦波信号，Vi=100mV左右（Vp-p=200mv可由信号源衰减20db后获得），接上负载RL＝2k2Ω时，用示波器观察输出波形，并测出空载输出电压VO（RL=∞），有负载输出电压VL（RL＝2k2Ω）的值。
则ro=（VO/VL一1）RL
将所测数据填入表3.2.3中。
表3.2.3
VO（mv）
VL（mv）
ro=（VO/VL—1）RL
5．测量放大器输入电阻ri（采用换算法）
在输入端串入5k1Ω电阻，A点加入f=1kHz某一确定幅度的正弦信号，用示波器观察空载（RL=∞）输出波形，用示波器分别测A，B点对地电位Vs,Vi。
则ri=[Vi/（Vs—Vi）]•R=R/[（Vs/Vi）—1]
将测量数据填入表3.2.4中。
表3.2.4
Vs（v）
Vi（v）
ri=R/[（Vs/Vi）—1]
6．（选作）测射极跟随器的跟随特性并测量输出电压峰峰值VOPP。
接入负载RL＝2k2Ω时，在B点加入f=1kHz的正弦信号，逐点增大输入信号幅度Vi，用示波器监视输出端，在波形不失真时，测出所对应的VL值，计算出Av，并用示波器测量输出电压的峰峰值VOPP，与使用万用表测得的对应输出电压有效值比较．将所测数据填入表3.2.5中。
表3.2.5
1
2
3
4
5
Vi（mv）
VL（mv）
VOPP（v）
Av
五、实验报告
1．绘出实验原理电路图，标明实验的元件参数值。
2．整理实验数据及说明实验中出现的各种现象，得出有关的结论；画出必要的波形及曲线．
3．实验结果与理论计算比较，分析产生误差的原因．
§3.3实验三负反馈放大电路
一、实验目的
1．研究负反馈对放大器性能的影响。
2．掌握反馈放大器性能的测试方法。
二、实验仪器
1．双踪示波器。
2．音频信号发生器。
3．数字万用表。
三、实验原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用。
其原理是通过降低放大器的放大倍数，从而获得放大器多方面动态参数的改善。
如稳定放大倍数，改善输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。
因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。
本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
四、实验内容
1．负反馈放大器开环和闭环放大倍数和输出电阻的测量
（1）开环电路
2图接线，RF先不接入。
②输入端B点接入f=lkHzVi=lmv左右的正弦波。
输入lmv信号采用输入端衰减法（一般采用实验箱上加衰减的办法，即信号源用一个较大的信号。
例如输入端A点加100mv，在实验板上经100:
1衰减电阻信号在B点降为lmv）调整工作点使输出信号不失真。
注意：
如发现有寄生振荡，可采用以下措施消除：
a）重新布线，尽可能走线最短。
b）可在三极管eb间加几P到几百P的电容。
c）信号源与放大器用屏蔽线连接。
如若无法得到1mv信号，也可将信号略微取得大一些，如4mv-10mv之间的某值也可。
③用示波器观察uo1、uo的波形，在保证输出波形不失真和无振荡的情况下，按表3.3.1所示测量Vi、Vo的值，并计算Au和ro的值。
表3.3.1
Vi（mv）
Vo（v）
Au
ro（Ω）
RL=∞
RL=1k5Ω
其中ro的计算公式是：
式中：
UoO是输出端空载时的输出电压，UoL是接入负载RL时的输出电压。
（2）闭环电路
利用图3.3.1中的CF、RF支路引入级间电压串联负反馈。
令f=lkHzVi=lmv左右按表3.3.2所示，分别测量RL=∞和RL=1k5Ω时Vo值，并计算Auf和ro。
根据实测结果，验证Auf是否近似等于1/F，并讨论电压级间负反馈电路的带负载能力。
表3.3.2
Vi（mv）
Vo（mv）
Auf
ro（Ω）
RL=∞
RL=1k5Ω
2.观察负反馈对非线性失真的改善作用（此时取RL=1k5Ωf=1kHz）
（1）将图3.3.1电路开环，逐步加大Vi的幅度，使输出信号出现失真（注意不要过份失真）记录失真波形幅度。
（2）将电路闭环，观察输出情况，并适当增加Vi幅度，使输出幅度接近开环时失真波形及波形幅度。
（3）选做：
若RF＝3kΩ不变，但RF接入1V1的基极，会出现什么情况？
实验验证之。
（4）画出上述各步实验的波形图。
3．测放大器频率持性
（1）将图3.3.1电路先开环（此时RL=1k5Ω），选择Vi；适当幅度（频率为1kHz）使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。
（2）保持输入信号幅度不变逐步增加频率，
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