三極管共射放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、專業(yè)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 日期： 地點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：_電路與電子實(shí)驗(yàn)_指導(dǎo)老師：_ _成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱：_三極管共射放大電路_實(shí)驗(yàn)類型：_ _同組學(xué)生姓名：_一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅ū靥睿┒?shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理（必填）三、主要儀器設(shè)備（必填）四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（必填）七、 討論、心得裝 訂 線一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?掌握放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)整方法，了解在不同偏置條件下靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路性能的影響。2學(xué)習(xí)放大電路的電壓放大倍數(shù)和最大不失真輸出電壓的測(cè)量方法。3學(xué)習(xí)放大電路輸入、輸出電阻的測(cè)量方法以及頻率特性的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理 仿真電路圖

2、 P.實(shí)驗(yàn)名稱：_姓名：_學(xué)號(hào)：_裝 訂 線 靜態(tài)工作點(diǎn)變化而引起的飽和失真與截止失真1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測(cè)量 : 調(diào)節(jié)RW1，使Q點(diǎn)滿足要求(ICQ1.5mA)。測(cè)量個(gè)點(diǎn)的靜態(tài)電壓值2. RL及RL2K時(shí)，電壓放大倍數(shù)的測(cè)量 : 保持靜態(tài)工作點(diǎn)不變！輸入中頻段正弦波，示波器監(jiān)視輸出波形，交流毫伏表測(cè)出有效值。3. RL時(shí)，最大不失真輸出電壓Vomax(有效值)3V : 增大輸入信號(hào)幅度與調(diào)節(jié)RW1，用示波器監(jiān)視輸出波形、交流毫伏表測(cè)出最大不失真輸出電壓Vomax 。4. 輸入電阻和輸出電阻的測(cè)量 : 采用分壓法或半壓法測(cè)量輸入、輸出電阻。5. 放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測(cè)量 :

3、 改變輸入信號(hào)頻率，下降到中頻段輸出電壓的0.707倍。6. 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響 : 飽和失真、截止失真、同時(shí)出現(xiàn)。三、主要儀器設(shè)備 示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、12V穩(wěn)壓源、萬(wàn)用表、實(shí)驗(yàn)電路板、三極管9013、電位器、各種電阻及電容器若干等四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟準(zhǔn)備工作：a) 修改實(shí)驗(yàn)電路u 將K1用連接線短路(短接R7)；u RW2用連接線短路；u 在V1處插入NPN型三極管(9013)； u 將RL接入到A為RL=2k，不接入為RL(開(kāi)路) 。b) 開(kāi)啟直流穩(wěn)壓電源，將直流穩(wěn)壓電源的輸出調(diào)整到12V，并用萬(wàn)用表檢測(cè)輸出電壓。c) 確認(rèn)輸出電壓為12V后，關(guān)閉直流穩(wěn)壓電源。d) 用

4、導(dǎo)線將電路板的工作電源與12V直流穩(wěn)壓電源連接。e) 開(kāi)啟直流穩(wěn)壓電源。此時(shí)，放大電路已處于工作狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)步驟1.測(cè)量并調(diào)整放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)a) 調(diào)節(jié)電位器RW1，使電路滿足ICQ=1.5mA。為方便起見(jiàn)，測(cè)量ICQ時(shí)，一般采用測(cè)量電阻Rc兩端的壓降VRc，然后根據(jù)ICQ=VRc/Rc計(jì)算出ICQ 。 b) 測(cè)量晶體管共射極放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，用表格記錄測(cè)量值與理論估算值。2.測(cè)量放大電路的電壓放大倍數(shù)Av 保持靜態(tài)工作點(diǎn)不變，放大電路S端輸入頻率約為1kHz、幅度約為30mV的正弦波信號(hào)Vs。接信號(hào)后測(cè)量a) RL開(kāi)路，輸出端接示波器，監(jiān)視Vo波形，當(dāng)波形無(wú)失真現(xiàn)象時(shí)，用交流毫伏表分別

5、測(cè)量Vs、Vi、V o電壓值，將其值記錄在下表中，并計(jì)算電壓放大倍數(shù)Av。b) 接入RL=2k，采用上述方法分別測(cè)量Vs、Vi、Vo電壓值，將其值記錄在下表中，并計(jì)算RL=2k時(shí)的電壓放大倍數(shù)Av。c) 用示波器雙蹤觀察Vo和Vi的波形，測(cè)出它們的大小和相位。并將波形畫(huà)在同一坐標(biāo)紙上。3.測(cè)量RL時(shí)的最大不失真輸出電壓Vomax 測(cè)量方法：使RL ，增大輸入信號(hào)，同時(shí)調(diào)節(jié)RW1，改變靜態(tài)工作點(diǎn)，使波形Vo同時(shí)出現(xiàn)飽和與截止失真。然后，逐步減小輸入信號(hào)Vi，當(dāng)無(wú)明顯失真時(shí)，測(cè)得最大不失真輸出電壓Vomax、輸入電壓Vimax、計(jì)算放大倍數(shù)Av并與前項(xiàng)所測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行比較，兩者數(shù)值應(yīng)一致；斷開(kāi)輸入

6、信號(hào)Vi，依據(jù)靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量方法，測(cè)得ICQmax值。4.輸入電阻和輸出電阻的測(cè)量(1) 放大電路的輸入電阻Ri 的測(cè)量 放大電路的輸入電阻Ri可用電阻分壓法來(lái)測(cè)量，圖中R為已知阻值的外接電阻，用交流毫伏表分別測(cè)出Vs和Vi，則可計(jì)算出輸入內(nèi)阻若R為可變電阻，調(diào)節(jié)R的阻值，使Vi=1/2Vs，則Ri=R。這種方法稱為半壓法測(cè)輸入電阻。(2) 放大電路的輸出電阻Ro 的測(cè)量 放大電路的輸出電阻可用增益改變法來(lái)測(cè)量，分別測(cè)出負(fù)載開(kāi)路時(shí)的輸出電壓V o和接入負(fù)載RL后的輸出電壓Vo5.放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測(cè)量 通常當(dāng)電壓增益下降到中頻增益0.707倍時(shí)(即下降3dB)所對(duì)應(yīng)的上下限

7、頻率用 fH和 fL表示。則fH與fL之間的范圍就稱為放大電路的通頻帶寬度BW。 (1) 在RL=條件下，放大器輸入端接入中頻段正弦波，增大輸入信號(hào)幅度，監(jiān)視輸出電壓Vo保持不失真。 用交流毫伏表測(cè)出此時(shí)輸出電壓值Vo；(2) 保持信號(hào)源輸出信號(hào)幅度不變，改變信號(hào)源輸出頻率(增加或減小)，當(dāng)交流毫伏表測(cè)數(shù)的輸出電壓值達(dá)到Vo0.707值時(shí)，停止信號(hào)源頻率的改變，此時(shí)信號(hào)源所對(duì)應(yīng)的輸出頻率即為上限頻率fH或下限頻率fL。6.觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形的影響 在RL=情況下，將頻率為中頻段的正弦信號(hào)加在放大器的輸入端，增大輸入信號(hào)幅度，監(jiān)視輸出電壓Vo保持最大不失真的正弦波(輸出正弦波幅度盡量大)。

8、 (1) 將電位器RW1的滑動(dòng)端向下端調(diào)，可使靜態(tài)電流ICQ下降，用示波器觀察輸出波形是否出現(xiàn)失真、記錄此時(shí)的波形，并測(cè)出相應(yīng)的集電極靜態(tài)電流 (測(cè)量集電極靜態(tài)電流時(shí)，需要斷開(kāi)放大器的輸入正弦信號(hào) )。若失真不夠明顯，可適當(dāng)增大輸入信號(hào)。 (2) 將電位器RW1的滑動(dòng)端向上端調(diào)，可使靜態(tài)電流ICQ增大，觀察輸出波形失真的變化，記錄此時(shí)的波形，并測(cè)出相應(yīng)的集電極靜態(tài)電流 。 記錄兩種情況下的輸出波形和相對(duì)應(yīng)的集電極靜態(tài)電流。說(shuō)明截止失真與飽和失真的形狀有何區(qū)別和集電極偏置電流的大小對(duì)放大電路輸出動(dòng)態(tài)范圍的影響。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理1.靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量及理論估算值VBQ(V)VBEQ(V)VCE

9、Q(V)ICQ(mA)理論估算值3.3940.6754.3311.500測(cè)量值3.310.624.321.4972.用示波器雙蹤觀察Vo和Vi的波形，測(cè)出它們的大小和相位測(cè)試條件實(shí)測(cè)值(有效值)理論值Vs（mV）Vi（mV）V o或Vo（V）Vomax（V）AvAvRL=23.2649.7691.49661.833153.2175.543RL=2k23.2649.573575.4mV705.5mV60.168.8133.測(cè)量RL時(shí)的最大不失真輸出電壓Vomax ICQmax(mA)Vi(max)(mV)Vo(max)(V)Av1.6512.7852.1443167.74.輸入電阻和輸出電阻的測(cè)

10、量裝 訂 線Ri=R1*V(i)/(V(s)-V(i)=5100*9.769/(23.264-9.769)=3691.9歐姆RO=(VO/VO-1)*RL=(1.4966/0.5754-1)*2000=3201.9歐姆5.放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測(cè)量當(dāng)RL=時(shí)，記錄輸入信號(hào)頻率f1kHz時(shí)的電壓輸出值，用示波器監(jiān)視的幅值，保證輸入電壓幅值不變，如在測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)變化，需要及時(shí)調(diào)整Vi的幅值。增大Vi頻率，使Vo下降到0.707Vo時(shí)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率為輸出電壓的上限頻率fH；同理，減小Vi頻率，使下Vo降到0.707Vo時(shí)，對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率為輸出電壓的下限頻率fL。實(shí)驗(yàn)時(shí)，RL=2k，

11、輸入信號(hào)Vo=578.0mV，0.707Vo=408.7mV，Vi=9.668mV，在測(cè)量過(guò)程中，用示波器監(jiān)測(cè)Vi幅值，同時(shí)配合調(diào)節(jié)其幅值和頻率，至Vo近似等于408.7mV，得到fL=137.1HZfH=152kHZ附：2. RL=時(shí)Vi和Vo的波形RL=2k時(shí)Vi和Vo的波形電路仿真得到的理論AvRL=2k時(shí)RL=時(shí)3. 測(cè)量RL時(shí)的最大不失真輸出電壓Vomax 電路仿真5個(gè)不同幅值下的結(jié)果4. 輸入電阻和輸出電阻的測(cè)量時(shí)，之前測(cè)出的Vs電路仿真輸入電阻輸出電阻RL=100meg時(shí)RL=2k時(shí)RO=(VO/VO-1)*RL=（383.797/150.412-1）*2000=3103.4=3

12、.1034k5.放大電路上限頻率fH、下限頻率fL的測(cè)量（RL=2k）放大電路上下限的測(cè)量電路仿真RL=100meg時(shí)FH=15.360MHZFL=91.862HZRL=2k時(shí)FH=38.484MHZFL=95.353HZ六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 1、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果與理論仿真差距不大，測(cè)量時(shí)也比較成功，沒(méi)有遇到什么大的障礙。 2、測(cè)得的在帶負(fù)載和開(kāi)路下的電壓放大倍數(shù)Av符合實(shí)際，雖與仿真有所偏差仍可接受。其中測(cè)深入電壓是信號(hào)過(guò)小，在示波器上顯示的波形受其他因數(shù)干擾較明顯，會(huì)有較多毛刺且間隔均勻。 3、在最后回來(lái)測(cè)此靜態(tài)工作點(diǎn)下以及在其他靜態(tài)工作點(diǎn)下的最大電壓時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，飽和失真臨界在示波器上容

13、易識(shí)別，可是截止失真的臨界比較模糊。于是，我在示波器上測(cè)輸出電壓的+width和period，可是+width很容易就大于period的一半。如果以+width等于period的一半為信號(hào)不失真，那么測(cè)得的不失真最大輸出將會(huì)很小，如若不然，又很難定義一個(gè)截止失真的邊界以測(cè)定最大不失真輸出電壓。 4、測(cè)上下限頻率時(shí)，要在調(diào)節(jié)頻率的同時(shí)監(jiān)控輸入波形的幅值并保持其基本不變，因此所測(cè)得結(jié)果可能會(huì)偏差較大。七 討論、心得思考題（1）在測(cè)試放大器的各項(xiàng)參數(shù)時(shí)，為什么要用示波器監(jiān)視輸出波形不失真？因?yàn)閷?shí)驗(yàn)所測(cè)參數(shù)均為放大器處于放大工作狀態(tài)下的工作參數(shù)，當(dāng)示波器波形出現(xiàn)失真時(shí)，放大器工作在飽和區(qū)或截止區(qū)，即放

14、大器非正常工作，所以要在示波器監(jiān)視輸出波形不失真的情況下測(cè)試放大器的各項(xiàng)參數(shù)。（2）在測(cè)試Au、Ri和Ro時(shí)，怎樣選擇輸入信號(hào)Vs的大小和頻率？選擇輸入信號(hào)的大小時(shí)要用示波器監(jiān)視輸出波形保證既不發(fā)生飽和失真又不發(fā)生截止失真，本實(shí)驗(yàn)要求選擇輸入信號(hào)幅值為30mV，選擇輸入信號(hào)頻率時(shí)要考慮實(shí)驗(yàn)要求，既不能低于放大電路的下限頻率，又不能高于放大電路的上限頻率，本實(shí)驗(yàn)要求工作在中頻段，應(yīng)選擇1kHz。（3）測(cè)試中，為什么不能將信號(hào)源、毫伏表、示波器中的任一儀器的二個(gè)測(cè)試端上接線換位，即各儀器的接地端不再連在一起？測(cè)試過(guò)程要求各儀器接線端共地，避免由于信號(hào)源、萬(wàn)用表、示波器的接入而使電路靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生變

15、化，從而在電路測(cè)試過(guò)程中引入新的誤差。（4）用示波器觀察放大電路輸入與輸出波形相位時(shí)，示波器上有關(guān)按鈕應(yīng)置什么位置？示波器應(yīng)按照如圖連接，通道一的地線接在電路板的共地端，另一端接在H端測(cè)輸入電壓，通道二接在A端測(cè)量輸出電壓。先選擇AutoScale鍵將波形調(diào)至穩(wěn)定，再按QuickMeas鍵進(jìn)行相關(guān)測(cè)量，在波形下方中的Source中先選擇1，在Select中選擇Phase，再按波形下方的Measure測(cè)量輸入電壓的相位；再在Source中選擇2，在Select中選擇Phase，再按波形下方的Measure測(cè)量輸出電壓的相位，兩相位之差即為相位差。（5）在測(cè)試放大電路的輸出電壓幅度、輸入電阻、輸出電阻時(shí)，能否用示波器來(lái)測(cè)電壓幅度？為什么選擇交流毫伏表？可以用示波器來(lái)代替交流毫伏表測(cè)試，因?yàn)槭静ㄆ髟谥蓄l段1kHz的條件下依然能夠正常工作。選擇交流毫伏表而不能用萬(wàn)用表測(cè)量因?yàn)槿f(wàn)用表只能在50Hz的低頻段下工作，在1kHz的條件下測(cè)量值有較大誤差。（6）在調(diào)試靜態(tài)工作電流ICQ時(shí)，能否用萬(wàn)用表測(cè)集電極對(duì)地電位VC來(lái)間接地得到ICQ呢？可以，利用ICQ=（VCC-VC）/R3間接求得集電極電流ICQ，不僅可以避免電路的重新拆線連接，而且能夠有效避免電流表的接入對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果引入誤差。(7)在測(cè)量輸入電阻時(shí)，為什么