两级放大电路的设计测试与调试.docx

两级放大电路的设计测试与调试.docx

《两级放大电路的设计测试与调试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《两级放大电路的设计测试与调试.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

两级放大电路的设计测试与调试

两级放大电路的设计、测试与调试

电子科技大学电子技术实验报告

学生姓名:

班级学号:

考核成绩:

实验地点:

指导老师:

试验时间:

实验名称:

两级放大电路的设计、测试与调试

一.实验目的

1.进一步掌握放大电路各种性能指标的测试方法。

2.掌握两级放大电路的设计原理、各性能指标的测试原理。

二.实验原理

由一只晶体管组成的基本组态放大器往往达不到所要求的放大倍数,或者其他指标达不到要求。

这时,可以将基本组态放大器作为一级单元电路,将其一级一级地连接起来构成多级放大器,以实现所需的技术指标。

信号传输方式成为耦合方式。

耦合方式主要有电容耦合、变压器耦合和直接耦合。

1.多级放大器指标的计算

一个三级放大器的通用模型如下图所示:

由模型图可以得到多级放大器的计算特点:

1iiRR=,多级放大器的输入电阻等于第一级放大器的输入电阻;末ooRR=,多级放大器的输出电阻等于末级放大器的输出电阻;前后LiRR=,后级放大器的输入电阻是前级放大器的负载;

后前soRR=,后前soovv=,前级放大器的输出电路是后级放大器的信号源;

321··vvvVAAAA=,总的电压增益等于各级电压增益相乘。

2.实验电路

实验电路如下图所示,可得该实验电路是一个电容耦合的两级放大器。

三.实验内容

1,测试静态工作点

令ccV=+12V,调节wR,是放大器第一级工作点1EV=1.6V,用数字万用表测量各管脚电压并记录与下表中。

2,放大倍数的测量

调整函数发生器,使放大器iU=5mV,f=1kHz的正弦信号,测量输出电压oU,计算电压增益,并记录与下表中。

3,输入电阻和输出电阻的测量

运用两次电压法测量两级放大器的输入电阻和输出电阻。

测试输入电阻时,在输入口接入取样电阻R=1kΩ;测试输出电阻时,在输出口接入负载电阻LR=1kΩ。

数据分别填入下表中。

4,测量两级放大器的幅频特性,并绘出频率特性曲线

用点频法测量两级放大器的频率特性,并求出带宽f∆=LHff-,记录相关数据并填入下表。

在对数坐标系上绘出放大器的幅频特性曲线和相频特性曲线:

课题：

基本共射极放大电路的静态调试

课堂类型：

讲练结合课时安排：

2/课时

一、教学目的：

知识目标：

1.熟悉基本共射极放大电路的组成、特点、工作原理。

2.掌握基本共射极放大电路的静态调试。

技能目标：

学会基本共发射极放大电路静态工作点的调试方法。

二、教学重点、难点：

重点：

基本共发射极放大电路的静态调试

难点：

基本共发射极放大电路的静态调试

三、教学设计

由于本章节是一个难点，将以学生动手操作观察现象为主,通过实验操作与理论相结合的方法，理论与操作相互进行，从而得出结论。

四、教学过程

1、复习与提问：

1）、三极管有哪几种工作状态？

（在黑板上画出三极管的输出特性图并提问让学生指出相应的区域）

2）、在模拟电子电路中三极管通常工作在什么区？

2、教学导入：

引子：

我们知道在模拟电路中,三极管通常都工作在放大区,那么如何保证三极管始终工作在放大区,也就是让发射结正偏、集电结反偏?

这节课我们主要来解决这个问题.

3、教学内容（在黑板上画出基本共射放大电路,进行讲解）.

1）、基本共射极放大电路电路图

2）、电路组成元件及作用（前面已经讲解过了，顺带复习下）

3）、放大器的放大过程（静态的概念：

即当输入信号电压Ui=0时,放大电路称为静态,或称为直流工作状态。

这时电路中没有变化量,电路中的电压、电流都是直流量，此时IB，IC，UCE的值对应三极管输出特性曲线上的一点，该点称为放大电路的静态工作点）

实践操作：

共发射极放大电路的静态分析（选择分压式偏置电路）

任务1、实验前的准备（学生按要求二人一组动手操作）

（1）、在测试判别三极管的电极和型号时，将万用表的档位打到R×100Ω或R×1K的档，使用完成后将万用表打在交流电压档。

（2）、在使用双踪示波器时，要特别注意其外接触头的接线，应该将其外部的旁路线与地相连，主触头与正极相连。

（3）、接线正确后才能通电测试

任务2：

具体操作过程（动手操作过程中,要求学生严格按照实验步骤一步一步操作）

（1）按图接线，即用导线短路RW2和R7

（2）调节函数发生器，使其输出正弦波信号，频率为f=1kHz，Ui=5mV待用。

（3）检查线路后打开电源，观察波形。

任务3：

在输入端加入信号源，使用双踪示波器观察UI和UO的波形,观察波形是否正常输出，若波形失真如何处理。

现象:

方法一,通过电阻调节波形观测：

当RW1偏小,输出波形发生饱合失真（说明工作点过高）;RW1偏大，输出波形发生截止失真（说明工作点偏低）;方法二,适当减少Ui的输入，直到输出波形不失真为止.（如下图所示）

提问?

波形失真时?

为什么要减少Ui的输入或可调节RW1?

可以看出，当波形发生失真时，如果适当的调节Ui或RW1，便可会引起，IB的变化，IC、UCE也随之变化，从而调整静态工作点位置（变化我们通过万用表的测量得出,使IC=2mA，即U5=6.6V，测UC、UB、UE值填入表1中）若Ui过大，使三极管工作在非线性区，即使工作点在交流负载线的中点，输出波形的顶部和底部同时被削去，称为“双向失真”（如左图所示）

静态工作点如何测量？

为什么UCE、UBE不能直接测量？

回答：

工作点的测量主要是测出三极管各电极对地直流电压UC、UB、UE和集电极电流IC，通过UCE=UC-UB计算得出，同理得出UBE。

对这二个电压不能直接测量的目的是防止某些仪表内阻不够高，而对测量结果带来较大误差

表1（注三极管的β=40）

测量值

计算值

IC（mA）

UC（V）

UB（V）

UE（V）

IC（mA）

UCE（V）

IB（mA）

任务4:

经过静态调节后你所得到的输入波形和输出波形的相位关系是怎么样的？

若出现不同的现状，是什么原因造成？

使放大电路输出一个不失真的波形，并分析输入Ui波形和输出UO波形的相位关系，并填入表2。

回答：

通过实险，得出输入波形与输出波形相位相反，即“倒相”，是由于输入信号电压ui与基极电流ib、集电极信号电流ic相位相同，而输出信号电压uo与ui相位相反，从而产生倒相的现像。

表2

RC（KΩ）

RL（KΩ）

AV

观察记录一组uO和u1波形

3．3

2

任务5:

当UCE过高或过低，会出现什么现像？

置RC＝3.3KΩ，RL＝2KΩ，ui＝0，调节RW使IC＝2.0mA，再逐步加大输入信号，使输出电压u0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u0的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表3中。

每次测IC和UCE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零

如果测出UCE<0.5V，说明管子已饱和；UCE接近电源电压VCC，说明管子已截止，此时就需要对静态工作点进行调整。

表3RC＝3.3KΩRL＝∞Ui＝　　mV

IC（mA）

u0波形

失真情况

管子工作状态

2.0

结论

通过试验我们看到在静态工作点合适的情况下，三极管能将小信号进行放大，如果静态工作点不合适，必须先调节好静态工作点，电路才能正常工作。

五、课堂练习：

二人一组动手操作,每人填写上面所示的表1、表2、表3。

六、课堂小结：

静态工作点的调测

七、作业：

根据实验的现象效果，完成实验报告并写好实验小结。

实践项目任务书

实践项目四：

两级负反馈放大电路分析、制作与调试

教师姓名余红娟授课时数2累计课时2

一、实践目标

1．安装、分析并测试两级负反馈放大电路分析、制作与调试

2．爱护工具、器材、整理、清洁、习惯与素养

二、实践设备与材料

1．工具

2．器材

3．仪器仪表

三、实践过程

1.安装实作示范电路，如图1-2所示。

图1-2示范电路

2.安装并按你的理解把放大器调整到放大状态，将测量结果填入表1-7中，然后回答问题。

表1-7多级放大器静态工作点测试

测试项目

级别

VBQ（V）

VEQ（V）

VCQ（V）

ICQ=

第一级

第二级

回答问题

①两级放大器静态工作点一样吗？

②你认为应该怎样调整二级放大器的静态工作点？

3.测量电压放大倍数。

（1）将开关S置于3，使电路处于开环状态；

（2）由信号源接入信号，幅度和频率读者自我确定；

（3）用毫伏表测量Ui、Uo1、Uo2，填入表1-8中；

（4）开关S置于1，电路处于闭环状态，测量Ui、Uo1、Uo2，填入表1-8中；

（5）开关S置于2，电路处于深度闭环状态，测量Ui、Uo3、Uo4，填入表1-8中。

表1-8测量负反馈放大器开、闭环放大倍数

测试项目

条件

Ui（mV）

Uol（mV）

Uo2（mV）

Au或Auf

开环

闭环

RF1=56k

RF2=3.3k

体会

4.测量输入电阻。

测试时，信号由B端输入，通过测试电阻R（由读者分析后确定）前后两端对地电压Us和Ui，即可求得开环输入电阻ri或闭环输入电阻rif。

表1-9输入电阻测试值

测试条件

参数值

测试值

计算值

Us（V）

Ui（V）

Ii=（Us-Ui）/R

Ui/Ii=r或rif

开环

S-3

闭环

S-1

S-2

回答问题

你如何选择（图1-2中）R的阻值

5.测量输出电阻。

信号由A端输入，其幅值维持不变，分别测试负载RL接与不接时的输出电压Uo和，即可求得开环输出电阻ro或闭环输出电阻rof。

表1-10输出电阻测试

测试条件

参数值

测试值

计算值

（V）

U0（V）

（/U0-1）/RL=ro或rof

开环

S-3

闭环

S-1

S-2

回答问题：

改变RL，rof跟随改变吗（试一试，再回答）

6.观察负反馈对非线性失真的改善。

表1-11观察负反馈对非线性失真的改善

项目

类别

测试条件

波形图（用示波器观察）

幅值（用毫伏表测量）

开环

S-3

增加Ui的幅度，直至输出波形失真

闭环

S-1

在输出波形失真条件下

S-2

在输出波形失真条件下

回答问题：

开环放大器由于工作点不合适，使放大器输出波形产生了极为严重的失真，问采用负反馈的方法来减小非线性失真，可行吗（试一试，再回答）

7．测频带宽度

增大输入信号频率直到输出信号下降到最大输出信号的，记录下此时的输入信号频率fH，减小输入信号频率直到输出信号下降到最大输出信号的，记录下此时的输入信号频率fL，频带宽度为BW=fH-fL

※8．用EWB仿真软件按照上面的步骤做一遍虚拟实践，增加印象（※：

可选择）

四、实践总结

从以下三个方面思考并总结：

1．多级放大电路