西安交通大学电实验报告.docx

西安交通大学电实验报告.docx

《西安交通大学电实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西安交通大学电实验报告.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

西安交通大学电实验报告

模拟电子技术实验

实验报告

西安交通大学电信学院计算机11班

：

司默涵

实验名称

验收日期

验收成绩

验收教师

应得分

实得分

批阅人签字

认真程度

5,4,3,2,0

原始数据记录

5,4,3,2,0

公式、图、表的标准性

4,3,2,1

表述一致性

4,3,2,1

分析正确性

4,3,2,1

内容、步骤的完整性

4,3,2,1

心得体会

4,3,2,1,0

真实性扣分〔捏造、抄袭〕

0，-30，-20，-10

报告总分

30

：

学号：

2110505018

实验日期：

2013年4月12日

报告完成日期：

2013年4月日

实验2.1晶体管单级放大器预习报告

 一、实验目的

1、测量放大器静态工作点和放大倍数

2、观察静态工作点对放大器输出波形的影响

3、测量输入电阻、输出电阻

4、测量放大电路的幅频特性

 二、实验原理

1、测量晶体管的β

由于晶体管生产中存在的分散性，每个同学手中的管子参数可能不一致，因此，利用各种方法测量或者估计晶体管的β，是实验前必须进展的。

获得晶体管β，常见的仪器有：

晶体管图示议、万用表。

2、根据晶体管的β，合理选择电源电压和集电极电阻

在这一局部，很多项选择择并不是唯一的。

电源电压可以选择为＋12V，通过调节直流稳压电源实现。

选择Rc＝2kΩ。

3、估算RW和RB

根据电源电压，先使静态工作点位于直流负载线中点，那么：

V，

mA

又根据

，可以得到

，而

，可以估算出

kΩ

将RW＋RB的估算值用RWB表示，如果β为100，那么此值为377kΩ。

此时，可以按照下述方法选择电位器RW和电阻RB。

确定RW＋RB的最小值，也就是RB的值，此值应该比到达饱和状态的基极电阻还小，以确保调节RW为0时，晶体管肯定进入了饱和状态。

一般选取

。

比方当β＝100，可以选择RB=100kΩ。

确定RW＋RB的最大值，此值一般选择为式（2.1.1）计算获得的RWB的2～5倍。

以保证当RW调到最大时，使得晶体管最大限度地接近截止区。

因此，可以选择RW为（7.54～18.85）×βkΩ。

比方当β＝100，可以选择RW为1MΩ~2MΩ。

电位器标称值一般局限在1、2、5三档，比方1kΩ、2kΩ、5kΩ。

4、确定其它参数

电容器C1、C2的主要作用是隔直和信号耦合，同时，还在客观上造成了本放大电路不能放大低频信号。

原那么上讲，这两个电容器越大，其低频性能越好。

一般选取10μF～47μF。

RL可以选择2kΩ左右。

三、元器件选择和电路搭接

1、元器件选择

名称

规格

数量

三极管

9013

一只

电位器

105

一只

电解电容

10μF

2只

电阻

100kΩ

1只

电阻

2kΩ

2只

2、电路搭接

四、实验内容和步骤

1．静态工作点的调整和测量

对于一个晶体管放大电路，根据设计目的不同，静态工作点的选择也有不同的原那么。

一般来说，在没有特殊要求的情况下，静态工作点的选择，从理论上说，就是使其处于交流负载线的中点，也就是让输出信号能够到达最大限度的不失真。

因此，在本实验中，静态工作点的调整，就是用示波器观察输出，让输出信号到达最大限度的不失真。

当按照上述要求搭接好电路，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整步骤如表2.1.1所示：

表2.1.1静态工作点调整现象动作归纳

现象

出现截止失真

出现饱和失真

两种失真都出现

无失真

动作

减小RW

增大RW

减小输入信号

加大输入信号

根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进展。

当加大输入信号，两种失真同时出现，减小输入信号，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，就是最正确的静态工作点。

去掉输入信号，测量此时的UCQ，就得到了静态工作点。

2．电压放大倍数测量

放大电路的电压放大倍数测量，必须在输出信号没有明显失真的情况下进展。

测量方法可以分为粗略测量和精细测量两种。

可以根据测量要求选择测量方法。

粗略测量：

直接用示波器测量。

使用双踪示波器的两个通道，同时测量输入信号幅值和输出信号幅值，两者相除就是电压放大倍数。

或者使用单踪示波器，分别测量也可。

需要注意的是，这种测量，在输出信号失真的情况下，是毫无意义的。

测量时，必须按照上述的失真判断方法，密切观察输出信号的失真情况。

精细测量：

用晶体管毫伏表测量。

在保证输出信号没有失真的情况下，直接用晶体管毫伏表，分别测量输入信号和输出信号的有效值，直接相除也是电压放大倍数。

注意，这种测量，要求在测量的同时，一直用示波器监视输出信号，输出失真或者没有监测，测量都无效。

3．输入电阻测量

根据输入电阻的定义，按照图2.1.4所示电路测量。

选择R1与估计的输入电阻近似。

将一定频率的源信号参加us两端，用晶体管毫伏表分别测量us和ui处的电压有效值Us、Ui。

那么

    （2.1.2）

4．输出电阻测量

根据输出电阻的定义，按照图2.1.5所示电路测量。

断开开关S，在输入端参加一定频率的正弦信号，观察输出信号，在不失真的情况下，用晶体管毫伏表测量输出电压，记为Uo∞。

闭合开关S，输入信号不变，用晶体管毫伏表测量输出电压，记为UoL,那么输出电阻为：

            （2.1.3）

5．频率特性的测量

本实验提供的电路，存在耦合电容C1、C2。

这两个电容对低频信号都有阻断作用。

在实验前，我们就应该知道，在一个相当宽的频率范围内，本放大器的电压放大倍数根本不变，我们称之为中频放大倍数。

并且，随着输入信号频率的降低，本放大器的电压放大倍数也在降低。

当不断降低输入信号频率，使得电压放大倍数为中频放大倍数的0.707倍时，记录此时的输入信号频率，即为该电路的下限截止频率fL。

依照对应的方法增加输入信号频率，还可以找到上限截止频率fH。

但是由于本电路的fH较大，对设备要求较高，本次实验只进展下限截止频率的测量。

中频电压放大倍数的测量：

对本电路进展估算，可以知道其下限截止频率大约在百赫兹左右，因此，可以选取10倍于fL的值作为输入信号频率的起点，然后依次以1，2，5倍数增加频率，分别测量其放大倍数，当从测量值上看不出频率变化引起的电压放大倍数变化时，说明输入信号频率已经进入中频段，此时的电压放大倍数即为中频电压放大倍数。

下限截止频率的测量：

为了提高测量效率，一般将测量过程分为两步，首先粗测，保持输入信号幅度不变，调节其频率，在示波器上观察输出信号幅度，当其为中频输出幅度的0.7—0.8倍时，进入细测，细调输入信号频率，用晶体管毫伏表分别测量输入、输出信号的有效值，计算的电压放大倍数为中频放大倍数的0.707倍时，记录此时的输入信号频率〔可以用频率计、信号源频率显示或者示波器目测获得〕，即为下限截止频率。

实际上，对于一个是一阶高通的放大电路，你只要利用自己认为适宜的方法，调节输入信号频率，使得该频率下，电压放大倍数是中频电压放大倍数的0.707倍，这个频率就是下限截止频率。

而对于一个不能完全肯定其频率特性的电路，通常要结合粗测和细测，描绘出电路的幅频特性和相频特性。

本实验仅要求测量电路的下限截止频率。

注意，对频率特性的测量，应该在有负载的情况下进展。

五、数据估算

实验2.1晶体管单级放大器总结报告

一、电路设计、搭接过程

1、原理图：

2、电路搭接：

3、设计、搭接过程

①测量晶体管β值

利用万用表的hfe档，插入晶体管，读取晶体管的β值，并加上修正常数20即可。

②电路设计、搭接

参照原题图2.1.1进展电路搭接。

二、记录、分析静态工作点的调节过程

1、调节过程

利用万用表直流档20V测量晶体管集电极〔C〕与地之间的电压，调节电位器，令读数为6.00伏。

此时认为

=6.0V，

=3mA。

静态工作点位于交流负载线中点。

2、分析

下面介绍书上给出的调节方法。

对于一个晶体管放大电路，根据设计目的不同，静态工作点的选择也有不同的原那么。

一般来说，在没有特殊要求的情况下，静态工作点的选择，从理论上说，就是使其处于交流负载线的中点，也就是让输出信号能够到达最大限度的不失真。

因此，在本实验中，静态工作点的调整，就是用示波器观察输出，让输出信号到达最大限度的不失真。

当按照上述要求搭接好电路，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整步骤如表2.1.1所示：

表2.1.1静态工作点调整现象动作归纳

现象

出现截止失真

出现饱和失真

两种失真都出现

无失真

动作

减小RW

增大RW

减小输入信号

加大输入信号

根据示波器上观察到的现象，做出不同的调整动作，反复进展。

当加大输入信号，两种失真同时出现，减小输入信号，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，就是最正确的静态工作点。

去掉输入信号，测量此时的UCQ，就得到了静态工作点。

但这种方法是难以实现的。

因此利用之前的调节，在精度不高的要求下可以满足实验要求。

三、放大倍数的测量过程

1、测量过程

用晶体管毫伏表测量。

在保证输出信号没有失真的情况下，直接用晶体管毫伏表，分别测量输入信号〔Ui〕和输出信号〔Uo〕的有效值，直接相除也是电压放大倍数。

这种测量，要求在测量的同时，一直用示波器监视输出信号，输出失真或者没有监测，测量都无效。

用晶体管毫伏表测量。

在保证输出信号没有失真的情况下，直接用晶体管毫伏表，分别测量输入信号和输出信号的有效值，直接相除也是电压放大倍数。

注意，这种测量，要求在测量的同时，一直用示波器监视输出信号，输出失真或者没有监测，测量都无效。

测得数据见“原始数据记录〞。

2、误差计算

之前估算

=-102.6

实测

=-100.7

误差w=1.9%

3、误差分析

误差主要来源于晶体管的β值。

β值随静态工作点改变而改变，而本实验中，β使用万用表测量的，不能选择其静态工作点，其测量值是由万用表内部提供的。

因此存在较大误差是正常的。

详见心得体会。

四、输入电阻测量过程

1、测量过程

选择R1与估计的输入电阻近似。

将一定频率的源信号参加us两端，用晶体管毫伏表分别测量us和ui处的电压有效值Us、Ui。

那么

    （2.1.2）

实验中，选取R1=2kΩ

测得数据见“原始数据记录〞。

2、误差计算

之前估算

=2.3kΩ

实测

=2.52kΩ

误差w=8.7%

3、误差分析

由数据可见，实测的输入电阻大于估计的输入电阻。

测量输入电阻时，f=1000Hz,测量的输入电阻中应包含电容C1的容抗、导线阻值等阻抗在内，导致实测输入电阻较高。

五、输出电阻测量过程

1、测量过程

根据输出电阻的定义，按照图2.1.5所示电路测量。

断开开关S，在输入端参加一定频率的正弦信号，观察输出信号，在不失真的情况下，用晶体管毫伏表测量输出电压，记为Uo∞。

闭合开关S，输入信号不变，用晶体管毫伏表测量输出电压，记为UoL,那么输出电阻为：

            （2.1.3）

测得数据见“原始数据记录〞。

2、误差计算

之前估算

=2.0kΩ

实测

=1.97kΩ

误差w=3.0%

3、误差分析

输出电阻的误差较小，在电阻的允许误差范围内。

六、上、下限截止频率测量过程

1