《本科模拟电子技术实验》教案
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《本科模拟电子技术实验》教案
4.1 共射极单管放大电路的研究
1. 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。
2. 实验设备与器材
实验所用设备与器材见表4.1。
表4.1 实验4.1的设备与器材
序号名称型号与
规格
数量备注
1 直流稳压电源双路
0~30V
1台
2 双踪示波器0~10M 1台
3 函数信号发生
器
低频1台
4 模拟电路实验
箱
1台
5 电子毫伏表1只
6 万用表1只
7 数字电压表0~1只
200V
8 数字毫安表0~
200mA
1只
9 晶体管特性图
示仪1台全班共
用
10 三极管9013 1只
11 电阻1kΩ/0.2
5W
1只R e
12 电阻 2.4kΩ/0
.25W
2只R S、R c、R L
13 电阻20kΩ/0.
25W
1只R b1、R b2
14 电阻500kΩ/
0.25W
1只R b2
15 铝电解电容10μF/25
V
2只C1、C2
16 铝电解电容50μF/25
V
1只C e
3. 实验电路与说明
实验电路如图4.1所示,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R B1和R B2组成的分压电路,并在发射极中接有电
阻R E,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u i后,在放大器的输出端便可得到一个与u i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。安装电路时,要注意电解电容极性、直流电源正负极和信号源的极性。
图4.1 共射极单管放大器实验电路
4. 实验内容与步骤
(1)电路安装
①安装之前先检查各元器件的参数是否正确,区分三极管的三个电极,并测量其β值。
②按图4.1所示电路,在面包板或实验台上搭接电路。安装完毕后,应认真检查连线是否正确、牢固。
(2)测试静态工作点
①电路安装完毕经检查无误后,首先将直流稳压电源调到12V,接通直流电源前,先将R W
调至最大, 函数信号发生器输出旋钮旋至零,再接通直流电源, 调节R P ,使I C =2.0mA (即U e =2.0V )。
② 用万用表测量电路的静态电压U CC 、U BQ 、U EQ 、U BEQ 、U CEQ ,并记录在表4.2中。
表4.2 静态工作点的测量
测试内容 U CC /V U bQ /V U eQ /V U beQ /V U ceQ
/V I cQ /mA 测量值 理论计算值
(3)测量电压放大倍数
① 将信号发生器的输出信号调到频率为1kHz 、幅度为10 mV 左右的正弦波,接到放大电路输入端,然后用示波器观察输出信号的波形。在整个实验过程中,要保证输出信号不产生失真。如输出信号产生失真,可适当减小输入信号的幅度。
② 用电子毫伏表测量测量下述二种情况下的U O 值,并用双踪示波器观察u O 和u i 的相位关系,记入表2-2;用公式
o
u i
U A U =
和s
o us U A U =
,计算出
不接负载时对输入电压U i的电压放大倍数和对信号源U s的电压放大倍数,记录在表4.3中。
表4.3 电压放大倍数的测量
测试内容不接负载(R L=∞)
接上负载
(R L=2.4kΩ)U s/
m
V
U i/
m
V
U o
/V
A u A us
U s/
m
V
U i/
m
V
U o
/V
A u A us
测
量
值
理
论
计
算
值
(4)观察静态工作点对输出波形失真的影响置R c=2.4kΩ,R L=2.4kΩ,u i=0,调节R P 使I c=2.0mA,测出U ce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R W,使波形出现失真,绘出u0的波形,并测出失真情况下的I c和U ce
值,记入表4.4中。每次测I C和U CE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。
表4.4 R c=2.4kΩR L=∞U i =mV
I c/m
A
U ce/
V
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的幅度
置R C=2.4kΩ,R L=2.4kΩ,调节信号发生器输出,使U s逐渐增大,用示波器观察输出信号的波形。直到输出波形刚要出现失真而没有出现失真时,停止增大U s,这时示波器所显示的正弦波电压幅度,就是放大电路的最大不失真输出电压幅度,将该值记录下来。然后继续增大U s,观察输出信号波形的失真情况。
5. 实验总结与分析
(1)用理论分析方法计算出电路的静态工作点,填入表4.2中,再与测量值进行比较,并分