實驗五單級放大電路的研究

1、模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究 華南理工大學華南理工大學 呂念玲呂念玲 主編主編 甘偉明甘偉明 劉鳳軍劉鳳軍 參編及課件制作參編及課件制作模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究 共射極放大電路用于對小信號的放大處理，通過控制三極管的b極電流，從而改變c極電流的大小，得到與輸入信號相位相反、幅度放大的輸出信號。 值得注意的是：三極管的電流雖由輸入信號控制，但電路消耗的總功率是由直流電源轉(zhuǎn)化而來的。模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放

2、大電路的研究模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究 RPRP（即（即Rb1）,ICQ。11置置1:置置:2置置ON： 置置OFF：RL 斷開負載斷開負載RL測得測得vo L 測得測得vO隔直電容隔直電容旁路電容，使1k射極電阻交流短路，降低降低Av，不影響靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究注意：6V直流電源直流電源在整個實驗過程中保持不變vsvo 6V（恒定）（恒定）模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究

3、6V6VViVoVs模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究RPRP調(diào)至最大或最小位置時靜態(tài)工作點調(diào)至最大或最小位置時靜態(tài)工作點I ICQCQ和和V VCEQCEQ的測量。的測量。2.2.RP 旋旋到最大或到最大或最小最小 1.令令Vi=0，即不接信號發(fā)即不接信號發(fā)生器生器ceVCEQ3.測測 RC上上的電壓求的電壓求ICQVRC6V具體操作方法具體操作方法 4.用萬用表接用萬用表接三極管三極管C、E兩兩極測極測VCEQ模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究RPRP調(diào)至最大、最小位置時

4、調(diào)至最大、最小位置時對輸出波形影響的調(diào)整對輸出波形影響的調(diào)整。ViVo6V2. . 從從10mVpp10mVpp逐漸增大逐漸增大Vi具體操作步驟具體操作步驟輸出波形上半波大輸出波形上半波大,下半波小的不對稱現(xiàn)象下半波小的不對稱現(xiàn)象,這是由于這是由于晶體管的非晶體管的非線性失真引起線性失真引起。為了便于觀察，。為了便于觀察，建議把示波器的建議把示波器的T/DIVT/DIV旋鈕置于旋鈕置于1ms1ms位置，高度調(diào)至示波器熒光屏的格。位置，高度調(diào)至示波器熒光屏的格。5. 用示用示波器測波器測出出VOPP的值。的值。或RP調(diào)至最大時上削波調(diào)至最大時上削波RP調(diào)至最小時上削波調(diào)至最小時上削波4. 用毫伏

5、用毫伏表測出表測出Vi的值。的值。3. . 直至輸直至輸出波形出波形剛出剛出現(xiàn)現(xiàn)上或下削上或下削波波6V固定不變1. .送出送出1kHz1kHz正正弦波弦波模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究vi處處S(1k)sooL4-44-8，計算出提示：提示：(1) 計算時，三極管計算時，三極管取取150，rbb取取300歐姆。歐姆。 (2) ICQ=0.5mA的的VO的測量值一般在的測量值一般在500mV600mV之間之間, VOL的測量值一般在的測量值一般在 300mV400mV之間。之間。 (3)當測量值與理論值不相符時，要及時檢查電路是否

6、有故障，如：電路是否實當測量值與理論值不相符時，要及時檢查電路是否有故障，如：電路是否實 現(xiàn)放大作用、連接線極性是否正確、測量儀器出錯還是信號傳輸過程出錯、現(xiàn)放大作用、連接線極性是否正確、測量儀器出錯還是信號傳輸過程出錯、 測量方法和儀器選擇是否正確。測量方法和儀器選擇是否正確。模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究具體操作步驟具體操作步驟ViVs模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究 f (Hz)Av為為10307050100 101k01000k100k10k 20 50AV -

7、（f ） 曲線曲線90頻率特性：放大電路對不同頻率的正弦信號的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)放大電路的頻率特性可用電壓增益Av對信號頻率的關(guān)系式表示，如下圖：模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究對數(shù)坐標的應(yīng)用對數(shù)坐標的應(yīng)用:繪制頻率特性曲線繪制頻率特性曲線 在繪制頻率特性曲線時在繪制頻率特性曲線時,頻率軸坐標若使用均勻刻度表示頻率軸坐標若使用均勻刻度表示,而頻率范圍往往很而頻率范圍往往很寬寬,因此頻率軸應(yīng)采用對數(shù)坐標。頻率軸引入因此頻率軸應(yīng)采用對數(shù)坐標。頻率軸引入對

8、數(shù)標尺刻度對數(shù)標尺刻度,它能使低頻段展寬而它能使低頻段展寬而高頻段壓縮高頻段壓縮,只有這樣只有這樣,才能在很寬的頻率范圍內(nèi)將頻率特性的特點清晰地反映出才能在很寬的頻率范圍內(nèi)將頻率特性的特點清晰地反映出來來,否則低頻部分將被壓縮否則低頻部分將被壓縮,難以將低頻段內(nèi)曲線細微的變化反映出來難以將低頻段內(nèi)曲線細微的變化反映出來,如下圖所示。如下圖所示。取對數(shù)標尺后取對數(shù)標尺后,其刻度是對數(shù)的其刻度是對數(shù)的,并非等分的并非等分的,但它的整刻度但它的整刻度(log)是等分的。是等分的。應(yīng)當注應(yīng)當注意意,對數(shù)坐標是將坐標軸按對數(shù)規(guī)律進行刻度對數(shù)坐標是將坐標軸按對數(shù)規(guī)律進行刻度,并不是對頻率取對數(shù)。并不是對頻

9、率取對數(shù)。所用坐標系所用坐標系被稱為半對數(shù)坐標系被稱為半對數(shù)坐標系(x軸為對數(shù)刻度軸為對數(shù)刻度,y軸為均勻刻度軸為均勻刻度)。模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究, 模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究靜態(tài)工作點：保持接通直流電源，輸入信號為零（輸入端懸空）的條件下， ICQ、 VCEQ和和VBEQ的值，的值，即直流環(huán)境下的三極管電流電壓值。靜態(tài)工作點的意義： 1.與放大電路直流功耗有關(guān)； 2. ICQ的選擇直接影響以下參數(shù)的數(shù)值： 3.ICQ與Q點的位置相關(guān)，Q點位置可用于判斷

10、輸出波形的失真類型（截止或飽和）ICQ=VRC/RCICQVBQVCEQ靜態(tài)工作點的設(shè)置 調(diào)整Rb1可改變ICQ的的大小，從而改變VCEQ的大小靜態(tài)工作點的測量：1.VCEQ和VBEQ用數(shù)字用數(shù)字 萬用表直接測量萬用表直接測量2.ICQ用間接法測量，用間接法測量， ICQ=VRC/RCBACK模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究輸出交流信輸出交流信號號vo o是疊加是疊加在靜態(tài)電壓在靜態(tài)電壓V VCEQCEQ之上，之上，隨著隨著vi i的增的增

11、大，大，vo進入進入削波狀態(tài)削波狀態(tài)VCE1ICQ1BACK模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究10307050100 101k0100k10k900.707AvAvfL fH通頻帶的意義： 頻帶越寬，則放大電路對不同頻率的信號適應(yīng)能力越強 頻帶越窄，則放大電路對頻帶中心頻率的選擇能力越強模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究理論計算值：理論計算值：Ri=Rb1/Rb2/rbe實驗測量實驗測量： 對照圖一、二可得，圖一中R1與圖二的Rs對應(yīng)，圖二中Ri則為圖一放大電路vi端與地之間

12、往右的等效輸入電阻。 實則Rs與Ri為串聯(lián)關(guān)系，共同對信號發(fā)生器輸出電壓Vs進行分壓，利用下式可算得Ri的大小。圖一圖二 Ri/Rs=vi/（vs-vi）, vi、vs均用毫伏表測量輸入電阻的意義：輸入電阻的意義： 輸入電阻越大，則驅(qū)動放大電路所需的電流越小，且放大電路的輸入電壓Vi越接近信號源電壓VsRi模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路單元及系統(tǒng)實驗實驗四實驗四:單級放大電路的研究單級放大電路的研究理論計算值：理論計算值：Ro=Rc實驗測量：實驗測量： 對照圖一、二可得，圖一中RL與圖二的RL對應(yīng)，圖二中Ro則為圖一放大電路vo端與地之間往左的等效輸出電阻。 實則RL與Ro為串聯(lián)關(guān)系，共同對放大電路輸出電壓Vs進行分壓，利用下式可算得Ro的大小。 圖一圖二ooLoL(1)VRRV其中，Vo與VoL用毫伏表測量輸出電阻的意義： Ro越大，則RL的全范圍變化對輸出電流的影響較小，即穩(wěn)定輸出電流能力越強 Ro越小，則RL的全范圍變化對輸出電壓的影響較小，即穩(wěn)定輸出電壓能力越強BACKRo模擬電路單元及系統(tǒng)實驗?zāi)M電路