單級交流放大器的模電實驗原理

　　一、實驗目的

　　l、掌握放大電路靜態工作點的測試方法，進一步理解電路元件參數對靜態工作點的影

　　響，以及調整靜態工作點的方法。

　　2、掌握測量電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻。

　　二、原理簡介

　　放大電路的用途非常廣泛，單管放大電路是最基本的放大電路。共射極單管放大電路是電流負反饋工作點穩定電路，它的放大能力可達到幾十到幾百倍，頻率響應在幾十赫茲到上千赫茲范圍。不論是單級或多級放大器它的基本任務是相同的，就是對信號給予不失真的、穩定的放大。

　　1、放大電路靜態工作點的選擇

　　當對放大電路僅提供直流電源，不提供輸入信號時，稱為靜態工作情況，這時三極管的各電極的直流電壓和電流的數值，將和三極管特性曲線上的一點對應，這點常稱為Q點。靜態工作點的選取十分重要，它影響放大器的放大倍數、波形失真及工作穩定性等。靜態工作點如果選擇不當會產生飽和失真或截止失真。一般情況下，調整靜態工作點，就是調整電路有關電阻，使ICQ和UCEQ達到合適的值。

　　由于放大電路中晶體管特性的非線性或不均勻性，會造成非線性失真，在單管放大電路中不可避免，為了降低這種非線性失真，必須使輸入信號的幅值較小。

　　2、放大電路的基本性能

　　當放大電路靜態工作點調好后，輸入交流小信號ui，這時電路處于動態工作情況，放大電路的基本性能主要由動態參數描述，包括電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻。這些參數必須在輸出信號不失真的情況下才有意義?；拘阅軠y量的原理電路如圖1-1所示。

　　(1)電壓放大倍數Au的測量

　　用晶體管毫伏表測量圖1-1中Ui和Uo的值。即：

　　Au=Uo/Ui

　　(2)輸入電阻Ri的測量

　　如圖1-1所示，放大器的輸入電阻Ri就是從放大器輸入端看進去的等效電阻。即；

　　Ri=Ui/Ii

　　通常測量Ri的方法是：在放大器的輸入回路串一個已知電阻R，選用R≈Ri(這里Ri為理論估算值)。在放大器輸入端加正弦信號電壓，用示波器觀察放大器輸出電壓uo，在uo不失真的情況下，用晶體管毫伏表測電阻R兩端對地的電壓和Ui(見圖1-1)，

　　則有：

　　(3)輸出電阻Ro的測量

　　如圖1-1所示，放大電路的輸出電阻是從輸出端向放大電路方向看進去的等效電用Ro表示。測量Ro的方法是在放大器的輸入端加信號電壓，在輸出電壓uo不失真的情況下，用晶體管毫伏表分別測量空載時放大器的輸出電壓U∞和帶負載時放大器的輸出電壓UOL值，則輸出電阻：

　　三、實驗內容和步驟

　　1、調節靜態工作點

　　按圖1-2連好電路（VCC為6V也可以為12V，原理圖以6V為電源），將輸入端對地短路，調節電位器W1，使UC=VCC／2，測靜態工作點UC、UE、UB的數值，記入表1-1中，并計算IB、IC。為了計算IB、IC，應測量RW1阻值，測量時應切斷電源，并且將它與電路的連接斷開，按下式計算靜態工作點：

　　也可以用數字萬用表測量1R5兩端電壓U1R5及Rc兩端電壓URc,則

　　2、測量電壓放大倍數及觀察負載電阻對放大倍數的影響

　　在實驗步驟l的基礎上，把輸入對地斷開，接入f=1Kz、Ui=5mV的正弦波信號，負載電阻分別為RL=2KΩ、RL=5.1KΩ和RL=∞，用毫伏表測量輸出電壓的值，用示波器觀察輸入電壓和輸出電壓波形，把數據填寫入表1-2中。

　　3、測量輸入電阻和輸出電阻

　　按圖1-3連好電路，輸入端接入f=lKHz、Ui=20mV的正弦信號，分別測出電阻1R1兩端對地信號電壓Ui及U’i，將測量數據及實驗結果填入表1-3中。

　　測出負載電阻RL開路時的輸出電壓U∞，和接入RL時的輸出電壓Uo，將測量數據及實驗結果填入表1-3中。

　　四、實驗器材

　　1、實驗箱2、數字萬用表

　　3、函數信號發生器

　　4、交流毫伏表

　　5、雙蹤示波器

　　五、實驗結果

　　1、調節靜態工作點

　　表1-1

　　2、測量電壓放大倍數及觀察負載電阻對放大倍數的影響

　　3、測量輸入電阻和輸出電阻

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