《无线电技术基础》共31页文档Word文档下载推荐.docx

1、 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。 二、原理说明 图 11 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 RB1 和 RB2 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。 图 11 共射极单管放大器实验电路 在图 11 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（

2、一般 510 倍） ，则它的静态工作点可用下式估算 UB R B1 U CC R B1 + R B2 IE U B ? U BE IC RE UCEUCCIC（RCRE） 电压放大倍数 R / R L A V = ? C rbe 输入电阻 RiRB1 / RB2 / rbe / / 输出电阻 RORC 由于电子器件性能的分散性比较大， 因此在设计和制作晶体管放大电路时， 离不开测量 和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计 和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必 定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习

3、放大器的理论知识和设计方法外， 还必须掌握必要的测量和调试技术。 放大器的测量和调试一般包括： 放大器静态工作点的测量与调试， 消除干扰与自激振荡 3 及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1） 静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号 ui0 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直流毫安表和直流电压表，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 UE 或 UC，然后算出 IC 的方法，例如，只要测出 UE，即可用 I C IE =

4、 UE U ? UC 算出 IC（也可根据 IC = CC ，由 UC 确定 IC） ， RE RC 同时也能算出 UBEUBUE，UCEUCUE。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2） 静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流 IC（或 UCE）的调整与测试。 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，此时 uO 的负半周将被削底，如图 12（a）所示； 如工作点偏低则易产生截止失真， uO 的正半周被缩顶 即 （一般截止失真不如饱和失真明显） ， 如图 12（b）所示。这些

5、情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进 行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压 ui，检查输出电压 uO 的大小和波形 是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。 （a）饱和失真 图 12 （b）截止失真 静态工作点对 uO 波形失真的影响 改变电路参数 UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图 13 所示。但 通常多采用调节偏置电阻 RB2 的方法来改变静态工作点，如减小 RB2，则可使静态工作点提高 等。 4 图 13 电路参数对静态工作点的影响 最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信 号

6、的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确 切地说， 产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。 如需满足较大信号幅度 的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。 2、放大器动态指标测试 放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态 范围）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 = U0 Ui 2） 输入电阻 Ri 的测量 为了测量放大器的输入电阻， 按

7、图 14 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 Ri = Ui Ui Ui R = = Ii U R U S ? Ui R 图 14 输入、输出电阻测量电路 测量时应注意下列几点: 由于电阻 R 两端没有电路公共接地点，所以测量 R 两端电压 UR 时必须分别测出 US 和 Ui，然后按 URUSUi 求出 UR 值。 电阻 R 的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取 R 与 Ri 为同一 数量级为好，本实验可取 R12K。 3） 输出电阻 R0 的测量 按图 1-4

8、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 入负载后的输出电压 UL，根据 UL = RL UO RO + RL 即可求出： R O =（ UO ? 1）R L UL 5 在测试中应注意，必须保持 RL 接入前后输入信号的大小不变。 4） 最大不失真输出电压 UOPP 的测量（最大动态范围） 如上所述，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。为此在 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 15）时，说明静态工作点已 调在交流负载线的中点

9、。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 2 2U 0 。或用示波器直接读出 UOPP 来。 图 15 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 3DG 3CG 9011（NPN） 9012（PNP） 9013（NPN） 图 16 晶体三极管管脚排列 三、实验设备 序号 1 2 3 4 5 6 7 晶体三极管 名 直流电源 函数信号发生器 双踪示波器 交流毫伏表 直流毫安表 万用表 3DG61（50 100）或 90111 （管 脚排列如图 66 所 示） 10 电阻器、电容器 若干 称 型号与规格 12V 数量 1 1 1

10、 1 1 1 备注 四、实验内容 6 实验电路如图 11 所示。各电子仪器连接时，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一 起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线， 则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。 1、调试静态工作点 接通直流电源前，先将 RW 调至最大， 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通12V 电 源、调节 RW，使 IC2.0mA（即 UE2.0V） 用直流电压表测量 UB、UE、UC 及用万用电表测 ， 量 RB2 值。记入表 11。 表 1-1 实验数据表一 （ IC2mA） 测 UB（V） UE（V） 量 值 UC（V） RB2（K）

11、UBE（V） 计 算 值 IC（mA） UCE（V） 2、测量电压放大倍数 在放大器输入端加入频率为 1KHz 的正弦信号 uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放 大器输入电压 Ui 10mV，同时用示波器观察放大器输出电压 uO 波形，在波形不失真的条件 下用交流毫伏表测量下述三种情况下的 UO 值，并用双踪示波器观察 uO 和 ui 的相位关系，记 入表 12。 表 12 实验数据表二 （ Ic2.0mA Ui mV ） RC（K） 2.4 1.2 2.4 RL（K） 2.4 Uo（V） AV 观察记录一组 uO 和 u1 波形 3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响 置 RC2.4K，R

12、L，Ui 适量，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 值，记入表 13。 表 13 IC（mA） UO（V） AV 实验数据表三 （ RC2.4K RL 2.0 U i mV ） 测量 IC 时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使 Ui0） 。 4、观察静态工作点对输出波形失真的影响 置 RC2.4K，RL2.4K， ui0，调节 RW 使 IC2.0mA，测出 UCE 值，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

13、UCE 值，记入表 14 中。每次测 IC 和 UCE 值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。 7 表 14 实验数据表四 （ RC2.4K RL U i mV IC（mA） u0 波形 失真情况 管子工作状态 2.0 5、测量最大不失真输出电压 置 RC2.4K，RL2.4K，按照实验原理 2.4）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 UOPP 及 UO 值，记入表 15。 表 15 实验数据表五 （ RC2.4K Uim（mV） RL2.4K ） UOPP（V） Uom（V） 五、实验总结 1、 列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数之值与

14、理论计算值比较 （取一组数据进行比较） ，分析产生误差原因。 2、总结 RC，RL 及静态工作点对放大器电压放大倍数的影响。 3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 4、分析讨论在调试过程中出现的问题。 六、预习要求 1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：3DG6 的 100，RB120K，RB260K，RC2.4K，RL2.4K。估算放大器的静态工作点，电压放 大倍数 AV，输入电阻 Ri 和输出电阻 RO 2、能否用直流电压表直接测量晶体管的 UBE？ 为什么实验中要采用测 UB、UE，再间接算 出 UBE 的方法？ 3、当调节偏置电阻 RB2，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降 UCE 怎样变化？ 4、改变静态工作点对放大器的输入电阻 Ri 有否影响？改变外接电阻 RL 对输出电阻 RO 有否影响？