分压式放大电路 (2)
- 格式:doc
- 大小:1.54 MB
- 文档页数:15
实验二 分压偏置式放大电路
一、实验目的
1、学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。
3、熟悉常用的电子仪器及模拟电路实验设备的使用
二、实验原理
图2-1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组成的分压式电路,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Us 后,在放大器的输出端便可得到一个与Us 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2-1 分压偏置式放大电路原理图
三、实验内容
1、静态工作点的测量:调节电位器,使CC CEQ V U 2
1 ,各元件示值如图2-2所示:
图2-2 静态工作电路图
测量静态值如下:
2、动态参数的测量:在输出不失真的情况下。
输入正弦信号(Us=2mV、f=1khZ),测量输出电压大小如表2-2所示。
2 分压式偏置放大电路2.1 分压式偏置放大电路的组成分压式偏置放大电路如图所示。
V 是放大管;R B1、R B2是偏置电阻,R B1、R B2组成分压式偏置电路,将电源电压U CC 分压后加到晶体管的基极;R E 是射极电阻,还是负反馈电阻;C E 是旁路电容与晶体管的射极电阻R E 并联,C E 的容量较大,具有“隔直、导交”的作用,使此电路有直流负反馈而无交流负反馈,即保证了静态工作点的稳定性,同时又保证了交流信号的放大能力没有降低。
. 图a 图b 2.2 稳定静态工作点的原理分压式偏置放大电路的直流通路如图a 所示。
当温度升高,I C 随着升高,I E 也会升高,电流I E 流经射极电阻R E 产生的压降U E 也升高。
又因为U BE=U B-U E ,如果基极电位U B 是恒定的,且与温度无关,则U BE 会随U E 的升高而减小,I B 也随之自动减小,结果使集电极电流I C 减小,从而实现I C 基本恒定的目的。
如果用符号“ ”表示减小,用“ ”表示增大,则静态工作点稳定过程可表示为:要实现上述稳定过程,首先必须保证基极电位U B 恒定。
由图b 可见,合理选择元件,使流过偏置 电阻R B1的电流I 1比晶体管的基极电流I B 大很多,则U CC 被R B1、R B2分压得晶体管的基极电位U B :分压式偏置放大电路中,采用了电流负反馈,反馈元件为R E 。
这种负反馈在直流条件下起稳定静态工作点的作用,但在交流条件下影响其动态参数,为此在该处并联一个较大容量的电容C E ,使R E 在交流通路中被短路,不起作用,从而免除了R E 对动态参数的影响。
.2.3 电路定量分析1.静态分析根据定理可得输出回路方程↓↓→↓−−−−−−→−↑↑→↑→↑→-=C B BE U U U U EE C I I U U I I T B E B BE 恒定且CCB B B B U R R R U 212+=EE CE C C CC R I U R I U ++=↑↓2.4动态分析由分压式偏置放大电路图A 可得交流通路如图C 所示及微变等效电路如图D 所示图C 分压式偏置电路的交流通路 图D 分压式偏置电路的交流微变等效电路 (1)电压放大倍数K输入电压sr i i b beU ir i r == 输出电压''sc c L b LU i R i R β=-=-⋅//'sc b L C Lsr b be beR i r U i R R K U r ββ-⋅⋅===-⋅(2)输入电阻sr r12////sr b b ber R R r =(3)输出电阻sc r sc Cr R =设计举例:要求设计一个工作点稳定的单管放大器,已知放大器输出端的负载电阻6fz R K =Ω,晶体管的电流放大系数β=50,信号频率f=1KH z,电压放大倍数K ≥100,放大器输出电压的有效值U SC ≥ 2.5V 。
分压式共射放大电路是一种常见的电路结构,用于放大输入信号并驱动负载电阻。
在该电路中,rb1和rb2起着重要作用,它们之间的关系对电路的性能有着重要的影响。
本文将对分压式共射放大电路和rb1、rb2的关系进行详细分析。
1. 分压式共射放大电路的基本原理分压式共射放大电路是一种常见的放大电路结构,它由三个基本元件组成:晶体管、输入电阻rb1和输出电阻rb2。
在该电路中,输入信号通过rb1接入晶体管的基极,而输出信号则通过rb2从晶体管的集电极提取。
这种结构使得电路具有较大的输入电阻和较小的输出电阻,从而能够有效地放大输入信号并驱动负载电阻。
2. rb1和rb2的作用在分压式共射放大电路中,rb1和rb2分别扮演着输入电阻和输出电阻的角色。
它们的大小直接影响了电路的放大倍数和频率响应特性。
具体来说,rb1决定了输入信号的功率传递效率,而rb2则决定了输出信号的失真程度。
合理选择rb1和rb2的数值对于优化电路性能至关重要。
3. rb1和rb2的关系在实际设计中,rb1和rb2之间存在一定的关系,它们的数值大小应该经过合理的计算和选择。
一般来说,rb2的数值要远大于rb1,以确保电路具有较小的输出电阻和较大的输入电阻。
也需要考虑rb2对电路带宽和稳定性的影响,避免频率失真和失调现象的发生。
4. rb1和rb2的优化方法针对rb1和rb2的选择,可以采取一些优化方法来实现电路性能的提升。
可以通过合理的电路设计和仿真分析,选取合适的rb1和rb2数值。
可以利用电路技术手段,如改变rb1和rb2的接入方式、增加滤波器等措施,来改善电路的频率响应和稳定性。
需要进行实际测试和调试,以验证电路的性能和稳定性,确保rb1和rb2的选择是合理的。
5. 结论分压式共射放大电路的rb1和rb2之间存在着密切的关系,它们的选择对电路性能有着重要的影响。
通过合理选择rb1和rb2的数值,优化电路的设计和仿真,采取一些优化方法,可以实现电路性能的提升,并确保电路具有较好的频率响应和稳定性。
分压式共射极放大电路的反馈类型解释说明以及概述1. 引言1.1 概述:分压式共射极放大电路是一种常见的放大电路结构,广泛应用于各个领域的电子设备中。
该电路通过使用反馈来调节输出信号与输入信号之间的关系,从而达到放大信号并增强系统性能的目的。
本文将重点讨论分压式共射极放大电路的几种常见反馈类型及其作用特点。
1.2 文章结构:本文首先介绍引言部分,然后详细解释和说明三种反馈类型(A、B、C),最后进行总结并展望未来研究方向。
1.3 目的:本文的主要目的是对分压式共射极放大电路中不同类型的反馈进行深入探讨,并阐明它们在提高系统性能方面所起到的作用和具有的特点。
通过这个对比研究,旨在为工程师和研究人员提供更好地选择适合其需求的反馈类型,并为进一步改进分压式共射极放大电路提供研究方向。
2. 分压式共射极放大电路的反馈类型2.1 反馈类型A反馈类型A是一种常见的分压式共射极放大电路的反馈方式。
在这种类型中,输出信号被引导回输入端,与输入信号相位相同,以提供增强的信号放大。
该反馈方式能够增加电路的增益稳定性和频率响应,并减少非线性失真现象。
此外,反馈类型A还可以改善电路的输入阻抗和输出阻抗。
2.2 反馈类型B另一种常见的分压式共射极放大电路的反馈方式是反馈类型B。
在这种类型中,输出信号被引导回输入端,但与输入信号相位相反。
反馈类型B可以产生一个负反馈环路,在此环路中,由于负载效应和非线性元件效应而产生的失真被减轻。
因此,它能够提供更好的线性性能和较低的失真水平。
2.3 反馈类型C最后一种常见的分压式共射极放大电路的反馈方式是反馈类型C。
在这种类型中,输出信号仅部分引导回输入端。
这种形式的部分正反馈可以提高放大电路的增益和频率响应,并减少幅度失真。
反馈类型C还可以改善电路的输入阻抗和输出阻抗,具有较好的线性特性。
这些不同类型的反馈方式都可以在分压式共射极放大电路中起到关键作用,提高整体性能并减少失真。
选择合适的反馈类型取决于具体应用需求和设计要求。
分压式单级放大电路
课程名称:分压式单级放大电路
学院::计算机学院
班级:信息安全专业 192111
小组成员:王莉娜,韩春玲,李晓
指导老师:罗大鹏
日期:20112年5月
目录
第一章课题简介 (2)
(小组成员介绍及分工) (2)
第二章初始分析 (3)
(原理分析) (4)
第三章电路的设计方案 (6)
第四章实验内容 (7)
第五章设计评价及改进方案 (12)
第六章心得体会 (13)
第七章参考文献及鸣谢 (14)
第一章课题简介
通过实验箱制作并测试一个三极管共发射极放大电路,
要求如下:
(1)放大电路输出为正弦波,波形无明显失真
(2)放大信号的频率范围:1kHz——100kHz (3)电压放大倍数>100
(4)输出电压峰-峰值:Vp-p>5+/-0.1V
(5)测量电路输入、输出电阻及真实的放大倍数
(6)讨论该电路的优缺点及改进方案
实验器材
小组分工:
初始分析
(实验原理)
1.晶体管的放大作用
晶体管具有电流放大作用,它的实质是电流控制作用,在共射接法的NPN 型晶体管中一个较小的基极电流微小变化,就能引起集电极电流的很大变化从而实现电流放大作用。
I C =I CE +I CBO ≈I CE
I CE 与I BE 之比称为电流放大倍数
B
C
CBO B CBO C BE CE I I I I I I I I ≈--==
β I B =I BE -I CBO ≈I BE
共射接法采用发射极正向偏置集电极反向偏置的接法
2.晶体管的输出特性曲线
I E
I C
要使三极管能正常放大,需了解三极管的输出特性曲线输出特性曲线是在I B 为一常数时,输出回路中I C 与U CE 的关系曲线,它反映了晶体管输出回路中电压与电流的关系。
晶体管可以工作在输出特性曲线的3个区域内,如图:
输出特性曲线的近于水平部分是放大区。
晶体管工作在放大区的主要特征是:发射极正向偏置,集电极反向偏置,I C 与I B 具有线性关系:
I C =βI B 。
在放大电路中晶体管必须工作在放大区。
所以实验中静
态工作点必须合适。
3.由于晶体管工作一段时间后温度会上升,使得β会发生改变,固定偏置电路的Q 点是不稳定的。
Q 点不稳定可能会导致静态工作点靠近饱和区或截止区,从而导致失真。
为此,需要改进偏置电路,当
1
2 3 4 CE (V) 6
9
=0 μA
μA μA μA μA
温度升高、 I C 增加时,能够自动减少I B ,从而抑制Q 点的变化。
保持Q 点基本稳定。
综上,小组成员讨论拟采用分压式放大电路以稳定静态工作点, 分压式偏置电路能自动稳定工作点。
其中R B1和R B2构成偏置电路 由电阻R B1和R B2分压为晶体管提供一个固定的基极电位U B 。
C B B B B B E R R R R I U ⋅+≈
⋅=2
12
22
可见放大电路的静态工作点U B 与晶体管的参数无关,不受温度的影响,从而实现了静态工作点的稳定。
第二章 电路设计方案
u o
经小组成员讨论设计的电路图为分压式放大电路电路图如下:
注:其中E 为实验箱上提供的直流电压大小为12V,Ui 为信号源提供的交流正弦电信号,U 0信号接入示波器的通道1以便观察放大倍数,同时Ui 接入示波器的通道2当两个波形同时显示时能观察到是否反向,同时从示波器上读出放大倍数。
连接交流信号源之前需测量静态工作点,本实验准备测量的静态工作点为U B ,U BE ,U CE .三个量。
第三章 实验内容
u o
1.静态工作点的测量与计算
U CE =3.97V
可以看到晶体管工作在放大区
U B 的测量值为2.18V
U BE 的测量值为0.67V
V 18.2B
=U mA
51.1167.018.2E BE B E C =-=-=≈K U R U I I A 7.37m A 40
51
.1C
B μβ
==
=
I I
U CE的测量值为3.97V 2.输入信号,观察放大波形
该波形信号发生器显示的频率为1.124KHz,输出信号的峰峰值为52mV.从示波器上读出放大信号的峰峰值为约为5.3V,输入信号Ui约为45.3mV。
可以计算出该放大电路的放大倍数A=-117,放大后的电压的峰峰值为5.3V达到了实验要求的5V。
放大倍数也超过了实验要求中的100倍。
而后我们又观察了频率为100KHz时的波
形如下:
3.输入电阻及输出电阻的测量
测出等效电阻r i和r0两端电压,
测得输入电阻为:0.98千欧
输出电阻为5.05千欧
4.理论值的计算
真实放大倍数
输入电阻
输出电阻 r 0=Rc=5.1 误差分析:
实验结果:由于β的值不确定,在实验中假定其为40,可以看出在误差允许范围内本实验的结果基本正确,完成了课题要求。
96.1005)
mA ()mV (26)1()(300=++Ω=E be I r β79.20200596.11.540-=⨯-=-=be C u r R A β8729
.20////21==B be B i R r R r Ω
K Ω%3.42%10079
.202)79.202(117%100u u =⨯----=⨯-=理理实A A Au W u A %27.12%1008927.08927.098.0%100i ri ri ri =⨯--=⨯--=理理实
r W %98.0%1001.51.505.5%100r r 0r00r 0=⨯-=⨯=实理
实—W
第五章实验设计评价及改进方案电路中存在的缺点有:
①静态工作点一旦确定放大倍数就不能再改变
②放大电路从输入信号中得到的输入电压为87%电路性能有待高。
③当输入的信号为100KHz时,波形不太理想,原因是电路中的电容
较小,所以可在输出端与地之间接一个大电容。
电路的改进方案:
①将RE改为一个滑动变阻器,可通过改变RE的电阻方便地改变放
大倍数
②电路的性能可以通过加入射级输出器,利用它输入电阻高,输出
电阻低,带负载能力强的特点来提高整个放大器的放大倍数
第六章心得体会
经过本次实验,我们加深了对放大电路的了解同时学会了使用信号发射器,示波器等仪器。
在实验中我们遇到了许多困难,经过我们小组的团结协作,共同讨论,最终克服了这些困难。
我们感受到了对知识包括实验过程步骤从一知半解到融会贯通的喜悦,增强了克服困难的勇气。
我们认识到只有分工明确,团结协作,才能取得实验的成功,同时也使我们巩固和加深了对电子线路基本知识的理解,提高了综合运用所学知识的能力。
实验虽然完成了,但是知识的学习是永无止境的,我们应该继续努力,争取取得更好的成绩!
第七章参考文献
1、《电工与电子技术》(叶敦范,郭红想主编)电子工业出版社
2、《电工与电子技术实验》(郭红想,叶敦范主编)中国地质大学出版社。