信息工程系课程实验报告规范放大电路概要.docx
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信息工程系课程实验报告规范放大电路概要
福建农林大学计算机与信息学院
信息工程类
实验报告
课程名称：
低频电子技术
姓名：
系：
信息工程
专业：
电子信息
年级：
2006级
学号：
指导教师：
潘晓文
职称：
副教授
2008年月日
附件二：
实验报告实验项目列表格式
实验项目列表
序号
实验项目名称
成绩
指导教师
1
晶体管共射极单管放大器
潘晓文
2
负反馈放大器
潘晓文
3
差动放大器
潘晓文
4
LC正弦波振荡电路
潘晓文
5
集成运算放大器的基本应用信号处理——有源滤波器
潘晓文
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告
系：
信息工程专业：
电子信息年级：
2006级
姓名：
学号：
实验课程：
低频电子
实验室号：
_______实验设备号：
实验时间：
指导教师签字：
成绩：
晶体管共射极单管放大器
1．实验目的和要求
（1）掌握放大器静态工作点的调试方法，学会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．实验原理
1、放大器静态指标的测试
图1
图1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RB2和RB1组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，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Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui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。
在图1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式估算，VCC为供电电源，此为+12V。
（1）
（2）
（3）
电压放大倍数
（4）
输入电阻
（5）
输出电阻
（6）
测量放大器的静态工作点，应在输入信号Ui=0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的数字万用表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。
一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用算出IC。
（也可根据，由UC确定IC），同时也能算出。
放大器静态工作点的调试是指对三极管集电极电流IC（或UCE）调整与测试。
静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大的影响。
如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，如工作点偏低则易产生截止失真。
如须满足较大信号的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
改变电路参数UCC，RC，RB（RB1，RB2）都会引起静态工作点的变化。
2、放大器动态指标测试
放大器动态指标测试包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。
1）电压放大倍数AV的测量
调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压ui，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值Ui和Uo，则
AV=（7）
2）输入电阻Ri的测量
为了测量放大器的输入电阻，按图2电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得。
图2
R===（8）
3）输出电阻RO的测量
按图1-4电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载RL的输出电压UO和接入负载后输出电压UL，根据
U=（9）
即可求出RO
RO=（）R（10）
4）最大不失真输出电压UOPP的测量（最大动态范围）
为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。
在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节RW（改变静态工作点），用示波器观察uo，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图1-5）时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。
然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出UO（有效值），则动态范围等于2UO。
或用示波器直接读出UOPP来。
3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）
（1）双踪示波器
（2）万用表
（3）交流毫伏表
（4）信号发生器
4．操作方法与实验步骤
按下述方法连线
图3
在实验箱的晶体管系列模块中，如图3所示，按图1所示连接电路：
DTP5作为信号Ui的输入端，DTP4（电容的正级）连接到DTP26（三极管基极），DTP26连接到DTP57，DTP63连接到DTP64（或任何GND），DTP26连接到DTP47（或任何10K电阻），再由DTP48连接到100K电位器（RW）的“1”端，“2”端和“3”端相连连接到DTP31，DTP27（三极管射极）连接到DTP51，DTP27连接到DTP59（或DTP60），DTP24连接到DTP32（或DTP33），DTP25先不接开路，最后把电源部分的+12V连接到DTP31。
5．实验内容及实验数据记录
（1）测量静态工作点
静态工作点测量条件：
输入接地即使Ui=0.
在步骤1连线基础上，DTP5接地（即Ui=0），打开直流开关，调节RW，使IC=2.0mA（即UE=2.4V），用万用表测量UB、UE、UC、RB2值。
记入表1。
表1IC=2.0mA
测量值
计算值
UB（V）
UE（V）
UC（V）
RB2（KΩ）
UBE（V）
UCE（V）
IC（mA）
3.03
2.4
7.65
75.9k
0.64
5.25
2
（2）测量电压放大倍数
调节一个频率为1KHz、峰峰值为50mV的正弦波作为输入信号Ui。
断开DTP5接地的线，把输入信号连接到DTP5，同时用双踪示波器观察放大器输入电压Ui（DTP5处）和输出电压Uo（DTP25处）的波形，在Uo波形不失真的条件下用毫伏表测量下述三种情况下（1.不变实验电路时；2.把DTP32和DTP33用连接线相连时；3.断开DTP32和DTP33连接线，DTP25连接到DTP52时）的Uo值（DTP25处），并用双踪示波器观察Uo和Ui的相位关系，记入表2。
表2IC=2.0mAUi=17.7mV（有效值）
RC（KΩ）
RL（KΩ）
U0（V）
AV
观察记录一组U0和Ui波形
2.4
∞
0.84
47.5
1.2
∞
0.46
26.0
2.4
2.4
0.43
24.3
（3）观察静态工作点对电压放大倍数的影响
在步骤3的RC=2.4KΩ，RL=∞连线条件下，调节一个频率为1KHz、峰峰值为50mV的正弦波作为输入信号Ui连到DTP5。
调节RW，用示波器监视输出电压波形，在uo不失真的条件下，测量数组IC和UO的值，记入表3。
测量IC时，要使Ui=0（断开输入信号Ui，DTP5接地）。
表3RC=2.4KΩ，RL=∞，Ui=17.7mV（有效值）
IC（mA）
1.732
1.808
2.0
2.2
2.40
U0（V）
0.86
0.87
0.52
0.33
0.081
AV
48.6
49.2
29.4
18.6
4.6
（4）观察静态工作点对输出波形失真的影响
在步骤3的RC=2.4KΩRL=∞连线条件下，使ui=0，调节RW使IC=2.0mA（参见本实验步骤2），测出UCE值。
调节一个频率为1KHz、峰峰值为50mV的正弦波作为输入信号Ui连到DTP5，再逐步加大输入信号，使输出电压Uo足够大但不失真。
然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出Uo的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表4中。
每次测IC和UCE值时要使输入信号为零（即使ui=0）。
表4RC=2.4KΩ，RL=∞，Ui=17.7mV
IC（mA）
UCE（V）
U0波形
失真情况
管子工作状态
1.5
5
不失真
放大
2.0
8
截止失真
截止
2.5
9
饱和失真
饱和
（5）测量最大不失真输出电压
在步骤3的RC=2.4KΩRL=2.4KΩ连线条件下，同时调节输入信号的幅度和电位器RW，用示波器和毫伏表测量UOPP及UO值，记入表5。
表5RC=2.4KΩ，RL=2.4KΩ
IC（mA）
Uim（mV）有效值
Uom（V）有效值
UOPP（V）峰峰值
2.5
17.7
4.4
12.4
6．实验数据处理与分析
（1）表1中计算值的计算公式：
UBE=UB—UE;UcE=Uc—UE；IC=UE/RE
（2）表2中Av=U0/Ui表R0=Rc//RL从表中可以看出R0越大Av越大。
U0的波形与Ui的波形相差π。
（3）表3显示，在Ui不变的情况下，IC越大U0与AV越小。
7．质疑、建议、问题讨论
（1）表1中的根据所测得数据就RB2于RB1以及VCC的数据，依据公式1计算UB应为3.2V，而是测得值为3.03V。
误差较大，根据实验箱的情况，估计是滑动变阻器Rw接触不良导致测量结果不准确。
根据公式3计算得到UCE为4.89V与表1中的计算值5.25V有误差。
（2）从表4可以看出IC=2.0mA不是最佳静态工作点。
福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告
系：
信息工程专业：
电子信息年级：
2006级
姓名：
学号：
实验课程：
低频电子
实验室号：
_______实验设备号：
实验时间：
指导教师签字：
成绩：
负反馈放大器
1．实验目的和要求
（1）通过实验了解串联电压负反馈对放大器性能的改善。
（2）了解负反馈放大器各项技术指标的测试方法。
（3）掌握负反馈放大电路频率特性的测量方法。
2．实验原理
图1带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器
图1为带有负反馈的两极阻容耦合放大电路，在电路中通过Rf把输出电压Uo引回到输入端，加在晶体管T1的发射极上，在发射极电阻RF1上形成反馈电压Uf。
根据反馈网络从基本放大器输出端取样方式的不同，可知它属于电压串联负反馈。
（1）负反馈使放大器的放大倍数降低，AVf的表达式为：
AVf=
（1）
从式中可见，加上负反馈后，AVf比AV降低了（1+AVFV）倍，并且|1+AVFV|愈大，放大倍数降低愈多。
深度反馈时，
（2）
（2）反馈系数
FV=（3）
（3）负反馈改变放大器的输入电阻与输出电阻
负反馈对放大器输入阻抗和输出阻抗的影响比较复杂。
不同的反馈形式，对阻抗的影响不一样。
一般并联负反馈能降低输入阻抗；而串联负反馈则提高输入阻抗，电压负反馈使输出阻抗降低；电流负反馈使输出阻抗升高。
输入电阻
Rif=（1+AVFV）Ri（4）
输出电阻
Rof=（5）
（4）负反馈扩展了放大器的通频带
引入负反馈后，放大器的上限频率与下限频率的表达式分别为：
（6）（7）（8）
可见，引入负反馈后，fHf向高端扩展了（1+AVFV）倍，fLf向低端扩展了（1+AVFV）倍，使通频带加宽。
（5）负反馈提高了放
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