电子电路实验二实验报告
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电子电路实验二实验报
告
文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)
实验二单管放大电路
实验报告
一、实验数据处理
1.工作点的调整
调节RW,分别使I
=,,测量VCEQ的值。
CQ
2.工作点对放大电路的动态特性的影响
分别在ICQ=,情况下,测量放大电路的动态特性(输入信号vi是幅度为5mV,频率为1kHz的正弦电压),包括测量电压增益,输入电阻,输出电阻和幅频特性。
幅频特性:ICQ=
得到幅频特性曲线如下图:
ICQ=
288090200400680
频率
f/Hz
电压增
益|Av|
频率
f/MHz
电压增
益|Av|
fL245Hz fH
得到的幅频特性曲线如下图:
(注:电压增益均取绝对值,方便画图)
3.负反馈电阻对动态特性的影响
改接CE与RE2并联,测量此时放大电路在ICQ=下的动态特性(输入信号及测试内容同上),与上面测试结果相比较,总结负反馈电阻对电路动态特性的影响。
电压增益Av输入电阻Ri输出电阻Ro
10792Ω3349Ω
幅频特性:
得到幅频特性曲线如下图:
可以发现,负反馈电阻电路的幅频曲线曲线与任务2中得到的曲线形状有差异,但是与仿真得到的曲线图相近,应该不是测量误差导致的。 二、测量方法总结
1.工作点调节的原理与方法
实际上,静态工作点Q 可以通过调节静态电流I CQ 来设置,因为根据电路结构与KVL ,可知
I II =1
I
I II
I III ≈I II −(I I +I I1+I I2)I II
故当I CQ 确定后,I BQ 与V CEQ 也成了确定的值,即工作点Q 被确定。
搭好线路后,调节变阻器的阻值,同时用万用表红表笔接触晶体管的C 极,黑表笔接地,则I C =V/R C 。若R C 两端的电压值相等,原因可能是面包板上电阻或晶体管的引脚没有接进电路中,此时应检查电路的连接情况。若R C 两端的电位有可观的差值,则可用万用表测一测各电阻(除负载电阻)两端的电压,检查电阻是否有短路的情况,若发现某电阻短路,则应更换此电阻再设置静态工作点。排除开路和短路的问题后,即可得到合适的静态工作点。
另外,若后续的测量中仍出现工作点不合适的问题,可参考思考题1中的做法,即当输入信号幅度增大时,让输出电压波形同时出现饱和失真与截止失真。
2.工作点对放大电路动态特性的影响
电压增益、输入电阻与输出电阻的计算公式如下:
I I=I I
I I
=−
I(I I//I
I
)
I II
I I=I I1//I
I2
//I II
I I≈I I
当I
CQ 减小时,由V
CEQ
公式可知V
CEQ
增大,则工作点降低;当I
CQ
增大时,V
CEQ
减
小,则工作点升高。工作点越高,I
CQ 越大,则r
be
越小,故放大电路的电压增益
越大,输入电阻越小,而输出电阻应基本不变。另外,若静态工作点设置不合
适,则后续测量中得到的波形可能会严重失真。如果V
CEQ
过大,波形会发生截止
失真(顶部失真);如果V
CEQ
过小,波形会发生饱和失真(底部失真)。
误差原因分析:
(1)外界条件的微小变化(温度、湿度等)影响了电路的特性,产生了一定的误差;
(2)输入输出电阻的测量方法进行了近似(频率较低时忽略电抗元件的作用),也产生了一定的误差;
(3)交流小信号的输入使测量的误差较大,同时噪声的影响难以完全消除;(4)用示波器的自动测量时,信号波动会产生测量误差;手动测量时,误差主要源于各人的测量位置与读数方法的差异。
3.射极负反馈电阻对放大电路动态特性的影响
若在电路中采用发射极负反馈电阻的接法(即将C
E 并联到R
E2
上),会使电压增
益大大减小,同时输入电阻会大幅度增加,而输出电阻近似不变。
4. 放大电路主要性能指标的测试方法
(1)输入、输出电阻的测量
在频率比较低的时候,可不考虑电抗元件的作用,故可用输入电阻代替输入阻抗。在被测的输入回路中串联一个已知电阻R 1,分别测量电阻R 1两端对地的电压V i 与V ’i ,则输入电阻为:
I I =|I I
I′I −I I |I 1
若求得的R i 阻值与R 1相近,则取求得的值;否则,将R 1换为阻值更接近求得的R i 的电阻,再次测量直到求得的R i 阻值与R 1相近。 类似地,可用输出电阻代替输出阻抗。
要测输出电阻R o ,先测量电路的开路输出电压V o ,然后接入合适的负载电阻R L ,测量输出电压V oL ,则输出电阻
II =(I I
I II
−1)I I
同样地,若求得的R o 阻值与R L 相近,则取求得的值;否则,将R L 换为阻值更接近求得的R o 的电阻,再次测量直到求得的R o 阻值与R L 相近。 (2)增益、幅频特性的测量
电压增益A v 定义为输出电压V o 与输入电压V i 的比值,分别测量输入电压和输出电压的大小即可计算出电压增益。
由于所测电路频带较宽,可选10kHz 以下,1kHz 以上的某频率测量输出电压有效值的最大值A Vm 。计算得到I II /√2,逐渐减小输入信号的频率,使得输出电压有效值约为I II /√2,记录此时的频率f L ;逐渐增大输入信号的频率,使得输出电压有效值约为I II /√2,记录此时的频率f H 。至此已得到频带的宽度,要得到幅频特性曲线,须在频率f L 、f H 附近多测几个点,以及在转折处多测几个点,而在输出电压有效值基本不变的范围测一两个点,就能得到较好的幅频特性曲线。