模电共射放大电路实验报告记录.docx
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模电共射放大电路实验报告记录
模电共射放大电路实验报告记录
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实验一BJT单管共射电压放大电路
实验报告
自动化一班
李振昌
一、实验目的
（1）掌握共射放大电路的基本调试方法。
（2）掌握放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的基本分析方法。
（3）进一步熟练电子仪器的使用。
二、实验内容和原理
仿真电路图
装订线
静态工作点变化而引起的饱和失真与截止失真
静态工作点的调整和测量:
调节RW1，使Q点满足要求（ICQ＝1.5mA）。
测量个点的静态电压值
RL＝∞及RL＝2K时，电压放大倍数的测量:
保持静态工作点不变！
输入中频段正弦波，示波器监视输出波形，交流毫伏表测出有效值。
RL＝∞时，最大不失真输出电压Vomax（有效值）≥3V:
增大输入信号幅度与调节RW1，用示波器监视输出波形、交流毫伏表测出最大不失真输出电压Vomax。
输入电阻和输出电阻的测量:
采用分压法或半压法测量输入、输出电阻。
放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量:
改变输入信号频率，下降到中频段输出电压的0.707倍。
观察静态工作点对输出波形的影响:
饱和失真、截止失真、同时出现。
三、主要仪器设备
示波器、函数信号发生器、12V稳压源、万用表、实验电路板、三极管9013、电位器、各种电阻及电容器若干等
四、操作方法和实验步骤
准备工作：
修改实验电路
将K1用连接线短路（短接R7）；
RW2用连接线短路；
在V1处插入NPN型三极管（9013）；
将RL接入到A为RL=2k，不接入为RL＝∞（开路）。
开启直流稳压电源，将直流稳压电源的输出调整到12V，并用万用表检测输出电压。
确认输出电压为12V后，关闭直流稳压电源。
用导线将电路板的工作电源与12V直流稳压电源连接。
开启直流稳压电源。
此时，放大电路已处于工作状态。
实验步骤
1.测量并调整放大电路的静态工作点
调节电位器RW1，使电路满足ICQ=1.5mA。
为方便起见，测量ICQ时，一般采用测量电阻Rc两端的压降VRc，然后根据ICQ=VRc/Rc计算出ICQ。
测量晶体管共射极放大电路的静态工作点，用表格记录测量值与理论估算值。
2.测量放大电路的电压放大倍数Av
保持静态工作点不变，放大电路S端输入频率约为1kHz、幅度约为30mV的正弦波信号Vs。
接信号后测量
RL开路，输出端接示波器，监视Vo波形，当波形无失真现象时，用交流毫伏表分别测量Vs、Vi、V’o电压值，将其值记录在下表中，并计算电压放大倍数Av。
接入RL=2k，采用上述方法分别测量Vs、Vi、Vo电压值，将其值记录在下表中，并计算RL=2k时的电压放大倍数Av。
用示波器双踪观察Vo和Vi的波形，测出它们的大小和相位。
并将波形画在同一坐标纸上。
3.测量RL＝∞时的最大不失真输出电压Vomax
测量方法：
使RL＝∞，增大输入信号，同时调节RW1，改变静态工作点，使波形Vo同时出现饱和与截止失真。
然后，逐步减小输入信号Vi，当无明显失真时，测得最大不失真输出电压Vomax、输入电压Vimax、计算放大倍数Av并与前项所测得的结果进行比较，两者数值应一致；断开输入信号Vi，依据静态工作点的测量方法，测得ICQmax值。
4.输入电阻和输出电阻的测量
（1）放大电路的输入电阻Ri的测量
放大电路的输入电阻Ri可用电阻分压法来测量，图中R为已知阻值的外接电阻，用交流毫伏表分别测出Vs和Vi，则可计算出输入内阻
若R为可变电阻，调节R的阻值，使Vi=1/2Vs，则Ri=R。
这种方法称为半压法测输入电阻。
（2）放大电路的输出电阻Ro的测量
放大电路的输出电阻可用增益改变法来测量，分别测出负载开路时的输出电压V‘o和接入负载RL后的输出电压Vo
5.放大电路上限频率fH、下限频率fL的测量
通常当电压增益下降到中频增益0.707倍时（即下降3dB）所对应的上下限频率用fH和fL表示。
则fH
与fL之间的范围就称为放大电路的通频带宽度BW。
（1）在RL=∞条件下，放大器输入端接入中频段正弦波，增大输入信号幅度，监视输出电压Vo保持不失真。
用交流毫伏表测出此时输出电压值Vo；
（2）保持信号源输出信号幅度不变，改变信号源输出频率（增加或减小），当交流毫伏表测数的输出电压值达到Vo×0.707值时，停止信号源频率的改变，此时信号源所对应的输出频率即为上限频率fH或下限频率fL。
6.观察静态工作点对输出波形的影响
在RL=∞情况下，将频率为中频段的正弦信号加在放大器的输入端，增大输入信号幅度，监视输出电压Vo保持最大不失真的正弦波（输出正弦波幅度尽量大）。
（1）将电位器RW1的滑动端向下端调，可使静态电流ICQ下降，用示波器观察输出波形是否出现失真、记录此时的波形，并测出相应的集电极静态电流（测量集电极静态电流时，需要断开放大器的输入正弦信号）。
若失真不够明显，可适当增大输入信号。
（2）将电位器RW1的滑动端向上端调，可使静态电流ICQ增大，观察输出波形失真的变化，记录此时的波形，并测出相应的集电极静态电流。
记录两种情况下的输出波形和相对应的集电极静态电流。
说明截止失真与饱和失真的形状有何区别和集电极偏置电流的大小对放大电路输出动态范围的影响。
四、实验内容
（1）
测量值
计算值
UB（V）
UE（V）
UC（V）
RB1（KΩ）
UBE（V）
UCE（V）
IC（mA）
2.671
2.038
7.378
51.508
0.62
4.86
1.06
计算值：
UBE=UB-UE=2.671-2.038=0.633V
UCE=UC-UE=7.378-2.038=5.340V
IC≈IE==2.038/1.8=1.13mA
（2）电压放大倍数测量
在放大电路输入端加入频率为1KHZ,有效值为5mV的正弦信号ui，同时用示波器观察放大电路输出电压uo的波形。
在uo波形不失真的条件下，测量当RL=5.1KΩ和开路时的Ui和UO值，计算电压放大倍数Au。
RC（KΩ）
RL（KΩ）
V0（V）
Av
波形图
2
∞
0.717
142.1
1
∞
0.368
72.96
2
2
0.364
72.16
Ic=2.0mAVi=5.044mV
计算式：
Av=V0/Vi
（3）观测静态工作点对电压放大倍数的影响
置Rc=2KΩ，RL=∞，Vi适量，用示波器监视输出电压波形，在vo不失真的条件下，测量数组Ic和Vo值，计入表中。
Rc=2KΩRL=∞Vi=5.035mV
Ic（mA）
0.8
1.4
2.0
2.6
3.2
Vo（V）
0.297
0.503
0.690
0.860
1.012
Av
59
99.9
137.0
170.8
201.0
测量Ic时，要先将信号源输出旋钮旋至零。
（即使Vi=0）
（4）观察静态工作点对输出波形失真的影响
置Rc=2KΩ，RL=2KΩ，vi=0，调节Rw使得Ic=2mA，测出IcE值，再逐步增大输入信号，使输出电压vo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vo的波形，并测出失真情况下的Ic和Vce值，计入表中。
每次测Ic和和Vce值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。
Rc=2KΩRL=2KΩvi=0
（5）测量最大不失真电压
置Rc=2KΩ，RL=2KΩ，按照实验原理（4）中所述方法，同时调节输入信号的幅度和电位器Rw，用示波器和交流毫伏表测量Vopp和Vo值，计入表中。
Rc=2KΩRL=2KΩ
Ic（mA）
Vim（mV）
Vom（V）
Vo（p-p）（V）
3.502
5.000
0.543
1.500
（6）测量输入电阻和输出电阻
置Rc=2KΩ，RL=2KΩ，Ic=2mA。
输入f=1KHz的正弦信号，在输出电压vo不失真的情况下，用交流毫伏表测出Vs，Vi和VL，记入表中。
保持Vs不变，断开RL，测量输出电压vo，记入表中。
Vs（mv）
Vi（mv）
Ri（KΩ）
VL（V）
Vo（V）
Ro（KΩ）
测量值
计算值
测量值
计算值
4.864
3.200
1.270
1.923
0.227
0.456
1.873
2.018
（7）测量幅频特性曲线
取Rc=2KΩ，RL=2KΩ，Ic=2mA。
保持输入信号vi的幅度不变，改变信号源频率f，逐点测出相应的输出电压Vo，记入表中。
Vi=5.0mV
特殊频率
f1
f2
f3
f（KHz）
0.13
2
820
Vo（V）
0.239
0.346
0.235
Av=Vo/Vi
47.8
69.2
47
五、实验结论
1.列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压增益、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较，取一组数据进行比较，分析产生误差的原因。
比较输入电阻：
Ro（KΩ）
测量值
计算值
1.873
2.018
误差：
（2.018-1.873）/2.018*100%=7.19%
误差原因：
（1）三极管参数的离散性引起的；
（2）在实验中并没有rbe，即估测时数值偏小；
（3）仪器测量数据浮动，可能造成偶然误差；
2.总结Rc,RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。
Rc越大，电压放大倍数越大、输入电阻不受影响、输出电阻越大。
Ri越大，电压放大倍数越小、输入电阻越小、输出电阻不受影响。
静态工作点中电流越大，电压放大倍数越大、输入电阻越小、输出电阻不受影响。
但静态工作点太大或太小容易导致三极管进入饱和或截止。
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