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单级放大电路静态参数测试一、实验目的1、熟悉模拟电子技术实验箱的结构,学习电子线路的搭接方法。2、学习测量和调整放大电路的静态工作点,观察静态工作点设置对输出波形的影响。二、实验说明图61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ui后,在放大器的输出端便可得到一个与ui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61 共射极单管放大器实验电路在图61电路中,旁路电容CE 是使RE对交流短路,而不致于影响放大倍数,耦合电容C1和 C2 起隔直和传递交流的作用。当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远大于晶体管T的基极电流IB时(一般510倍),则它的静态工作点可用下式估算: 电压放大倍数 输入电阻输出电阻 由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此,除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调试技术。放大器的测量和调试一般包括:放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。放大器静态工作点的测量与调试1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,应在输入信号的情况下进行,即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集电极电流以及各电极对地的电位、和。一般实验中,为了避免断开集电极,所以采用测量电压或,然后算出的方法,例如,只要测出,即可用算出(也可根据,由确定),同时也能算出,。为了减小误差,提高测量精度,应选用内阻较高的直流电压表。2)静态工作点的调试 放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流(或)的调整与测试。静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时的负半周将被削底,如图62(a)所示;如工作点偏低则易产生截止失真,即的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图62(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试,即在放大器的输入端加入一定的输入电压,检查输出电压的大小和波形是否满足要求。如不满足,则应调节静态工作点的位置。 (a) (b)图62 静态工作点对uO波形失真的影响改变电路参数、(、)都会引起静态工作点的变化,如图63所示。但通常多采用调节偏置电阻的方法来改变静态工作点,如减小,则可使静态工作点提高等。图63 电路参数对静态工作点的影响最后还要说明的是,上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的,应该是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求,静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。 三、实验内容实验电路如图61所示。各电子仪器可按实验一中图61所示方式连接,为防止干扰,各仪器的公共端必须连在一起,同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线,如使用屏蔽线,则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。1、调试静态工作点接通直流电源前,先将调至最大,函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通12V电源、调节,使(即,因为),用直流电压表测量、和及用万用电表电阻档测量值。记入表71。表6-1 时电路测量和计算值表测 量 值计 算 值(V)(V)(V)(K)(V)(V)(mA)2.62.07.2600.65.222、观察静态工作点对输出波形失真的影响置,信号源频率1KHz,调节使,测出值,再逐步加大输入信号,使输出电压足够大但不失真,即为最大不失真状态。然后保持输入信号不变,分别增大和减小,使波形出现失真,绘出的波形,并测出失真情况下的和值,记入表62中。注意:每次测和 值时都要使信号源的输出。为了满足该条件,可以将图61中B点连接信号源的导线断开。表中和值要计算, 。表62 时的实验数据 (mA) (V)波形失真情况管子工作状态1.47=9.20截止失真截止=0.68=8.72.0=4.17不失真放大区=2.25=1.711.70=3.58饱和失真饱和=3.39=0.19四、实验报告要求1、认真做实验,记录实验数据。2、讨论并总结静态工作点变化对放大器输出波形的影响。答;静态工作点不稳定,或者选的不合适,都会对输出波形造成影响。可能会出现截止失真,或者饱和失真两种情况。五、预习要求1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设:3DG6 的100,。估算放大器的静态工作点,电压放大倍数,输入电阻和输出电阻。答;Ub=Rb2Ec/(Rb1+Rb2)Ic=Ie=(Ub-0.7)/ReUce=Ec-Ic(Rc+Re)ri=300+(1+)Ie/26ro=RcAv=-RC/RL/ri2、能否用直流电压表直接测量晶体管的?为什么实验中要采用测、,再间接算出的方法?答;测电路里的电流时,电压是测不准的,测电压时也是,电流是测不准的。原因是电路里,当你接入测量仪器时,其实电路已经改变了电压(或电流),所以只能这样分别测算。简单说,你接入的仪器成了电路的干扰因素,那些仪器也带电流电压功率的消耗。晶体管的测量值太小了,一丁点误差都很严重。4、当调节偏置电阻,使放大器输出波形出现饱和或截止失真时,晶体管的管压降怎样变化?答;出现饱和失真时,管压降UCE变得很小(小于1V);出现截止失真时,UCE增大,变得接近Vcc。注:附图61所示为共射极单管放大器与带有负反馈的两级放大器共用实验模块。如将K1、K2断开,则前级()为典型电阻分压式单管放大器;如将K1、K2接通,则前级()与后级()接通,组成带有电压串联负反馈两级放大器。在清洗液中硅表面为负电位有些颗粒也为负电位,由于两者的电的排斥力作用可防止粒子向晶片表面吸附,但也有部分粒子表面是正电位,由于两者电的吸引力作用,粒子易向晶片表面吸附。
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