单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,模拟电路实验,低频模拟电路试验,第1章 低频小信号放大电路试验,第2章 反响电路试验,第3章 集成运放及信号处理电路试验,第4章 可编程模拟电路试验,第5章 低频功率放大器试验,第6章 电源电路试验,第7章 低频模拟电路综合应用,高频模拟电路试验,第8章 高频谐振放大与振荡电路,第9章 信号频谱变换,第10章 高频电路综合应用,欢送学习,主编：沈小丰、余琼蓉,课件：沈钰、柯艳林,第1章 低频小信号放大电路试验,1.1 根底学问,1.2 晶体三极管共射放大器试验,1.3 晶体管共射放大电路设计,1.4 场效应管共源极放大器试验,1.5 射极跟随器试验,1.6 差动放大器试验,1.7 典型差动放大器电路设计,1.8 晶体管阻容耦合两级放大器试验,1.9 多级低频小信号放大电路设计,1.2 晶体三极管共射放大器试验,1.2.1 试验目的,1.生疏常用电子仪器的使用方法，生疏根本电子元器件的作用。,2.学会并生疏“先静态后动态”的电子线路的根本调试方法。,3.分析静态工作点对放大器性能的影响，学会调试放大器的静态工作点。,4.把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。,1.2.2 根本电路及指标调试,1.根本电路图1.2.1 共射极放大器试验电路,图为最常用的一种工作点稳定的电阻分压式共放射极三极管单管放大器电路，它实质上就是表中相应的根本电路。只不过使根本电路的放射极反响电阻RF=0，并使基极上偏流电阻RB1由电位器RW11和固定电阻RB11串联组成。用电位器作基极上偏流电阻能很便利地对静态工作点进展调整，串联一个固定电阻是防止当电位器阻值调到很小时损坏三极管。在图电路的输入端还接进了由R1和R2组成的分压网络，这样可以减低对信号源的信噪比的要求。,图1.2.1 共射极放大器实验电路,在放大器的输入端输入沟通低频小信号ui，则在放大器的输出端可以得到一个与ui相位相反，幅值被放大了的沟通输出信号uo，从而实现了低频小信号的电压放大。,推举的图的元器件规格见表。,编号,方案1,方案2,说 明,T,9013,8050,NPN型小功率三极管均可，,=50150。,V,CC,12V,12V,8V15V均可，建议使用稳压电源。,R,1,5.1k,5.1k,金属膜电阻RJ0.25W，误差不大于10%，此部分为得到高信噪比的微弱信号源而设置，信号源合适也可省略。,R,2,51,51,R,B11,51k,10k,固定电阻采用金属膜电阻RJ0.25W，误差不大于20%，电位器可用任意种类，能用多圈电位器更好。,此部分作用是配合分压，以决定基极电位和静态工作点。,R,W11,680k,47k,R,B2,24k,3k,R,C,5.1k,5.1k,金属膜电阻RJ0.25W，2k5.1k，误差不大于20%,R,E,1.8k,1k,金属膜电阻RJ0.25W，2002k，误差不大于20%,R,L,5.1k,2.4k,金属膜电阻RJ0.25W，2k5.1k，误差不大于20%,C,1,10F,10F,电解电容器，CD4.7F47F，耐压不小于16V,C,2,10F,10F,电解电容器，CD 4.7F47F，耐压不小于16V,C,E,10F,100F,电解电容器，CD 10F220F，耐压不小于16V,表1.2.1 共射单级放大电路元器件规格及说明,2 静态工作点的理论估算和测量,图电路的静态工作点可用表中的公式估算，计算UB时要求流过偏置电阻RB1和RB2的直流电流远大于晶体管T的基极电流IB：一般对于硅管，要求流过偏置电阻RB1和RB2的直流电流是晶体管基极电流IB的5到10倍，在此条件下，图的电路具有相当好的温度稳定性，由于晶体管T的基极电流为101A数量级，因此流过偏置电阻RB1和RB2的电流只要等于或大于102A数量级即可。,表各公式中，UBE为三极管基极和放射极之间的电压，一般对硅管可以估量为0.7V，对锗管估量为0.3V。,测量放大器的静态工作点，应在输入信号Ui=0的状况下进展，马上放大器输入端与地端短接，然后选用适宜的方法，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各PN结的电压。,考虑图放大电路的静态工作点：我们首先考虑用万用电表的直流电压挡测量UE，这样可以通过计算的方法得到IE和IC的值：,在试验中，用万用表测量UE的值，其误差不会太大：例如用MF-47型万用表的直流10V挡测量UE，此时万用表的等效电阻为20k/V10V=200k，相对于阻值为1 k2 k的放射极电阻RE来说影响不大；但假设用万用表的直流电压挡去测量UB的值，则由于万用表和图中的RB2并联，假设RB2较大，则一般会产生较大的误差；至于用万用表的直流电压挡测量UC的值的误差，则要依据三极管的静态电流和万用电表流过的实际电流来分析，如MF-47型万用表的直流电压挡需要的测量电流为1V/20k=50A，静态工作点为1mA则误差约为0.05，当静态工作点过小或万用表分流过大时，用万用表测量UC值产生的误差也不容无视，因此我们一般只用万用电表去测量UE的值，而用示波器(内阻非,常大)的直流测量功能去测量UC和UB的值，然后可以算出UBE=UB-UE，UCE=UC-UE。这样可以得到较准确的直流工作点的值。,很多时候我们只需要得到静态工作点的大致数值，比方我们只要知道集电结和放射结的正反偏状况就能推断三极管所处的工作状态，这时我们也可以用万用表的直流电压挡直接测量三极管电路的UBE 和UCB，这时测量出来的值尤其是测UBE会与实际状况有肯定差异，但在有用的范围内能够说明问题。,3 静态工作点的调试,静态工作点是否适宜，对放大器的性能和输出波形都有很大的影响。在完成设计和装配以后，必需对电路的静态工作点进展调试。,图中的曲线簇是三极管的输出特性曲线，对于图的电路，在UCE轴上找出UCE=VCC的点，在IC轴上找出IC=VCC/RC+RE的点，连接这两点的直线就是图放大电路的直流负载线。在图中，Q1的工作点偏高，放大器在参加低频正弦沟通信号以后易产生饱和失真，输出信号波形uo的负半周将被削底如图a所示；而图中Q2的工作点偏低，在参加低频正弦沟通信号以后简洁产生截止失真，输出信号uo的正半周被,缩顶，如图b所示。从图还可以看出，截止失真不如饱和失真明显。,转变图电路的参数VCC，RC，RBRB1，RB2，都会引起静态工作点的变化。假定图初始工作点是Q，假设减小上偏流电阻RB1的值或增大下偏流电阻RB2的值，则IB增加，静态工作点沿直流负载线向Q1方向移动，易产生饱和失真；反之，IB减小，静态工作点沿直流负载线向Q2方向移动，易产生截止失真；假设电源电压增大，则负载线向右平移，同时IB也因电源电压的增加而有所增加，工作点移到Q4；而假设增加集电极电阻RC的值，则负载线斜率减小，工作点移到Q3。,图,1.2.3,输出波形的失真,图1.2.2 电路参数对静态工作点的影响,尽管VCC，RC，RBRB1，RB2的转变都会引起静态工作点的变化，但在一般状况下，我们只承受调整上偏流电阻RB1的方法来转变静态工作点，使静态工作点根本处于负载线的中部，此时晶体管的管压降UCE大约是电源电压VCC的一半。,需要说明的是，工作点“偏高”或“偏低”不是确定的，它应当是相对于信号的幅度而言，如信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不肯定会消失失真。所以准确的说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置协作不当所致。如须满足较大信号的要求，静态工作点最好尽量靠近负载线的中点。,为了能对输入信号不失真地进展放大，必需在选定工作点后再对其进展动态调试。动态调试是在放大器输入低频正弦输入信号ui的状况下，检查输出信号uo的大小和波形是否满足放大要求，如不满足，则应进一步调整静态工作点，由于静态工作点的调整实际上是为动态工作状况效劳的，留意这时放大器负载电阻的大小将直接影响输出电压uo。,4 放大器静态工作点的实际调试方法,放大器静态工作点先要在无输入信号的静态状况下，通过监测集电极电流或集电极与放射极之间的电压进展调试。一般小信号低频放大器的集电极电流在1mA左右，集电极与放射极之间的电压一般是电源电压的一半。图1.2.4 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真,放大器静态工作点的最正确选择必需考虑信号的输入和放大器的沟通负载状况。下面我们考虑如何通过工作点的调整得到最大的不失真输出电压，即得到最大的动态范围。,为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在沟通负载线的中点沟通负载线将负载电阻和集电极电阻视为并联。为此在放大器正常工作状况下，可以逐步增大输入信号的幅度，并同时调整RW转变静态工作点，用示波器观看uo，当输出波形同时消失削底和缩顶现象如图时，说明静态工作点已调在沟通负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真。这时用示波器则可直接读出最大动态范围UOPP来，也可用沟通毫伏表测出有效值UO，则动态范围等于2 UO。,图1.2.4 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真,用观看输出波形uo的方法调整静态工作点需要反复急躁地试验，下面我们介绍一种利用双踪示波器的X-Y显示功能观看输入输出函数的方法。,将双踪示波器调到X-Y显示功能，将其X轴接到放大器的输入信号ui，Y轴接到放大器的输出信号uo，放大器的输入端参加约1000Hz，幅值适当(约几十毫伏)的正弦沟通信号，示波器上将显示出输出信号和输入信号的函数关系图像，如下图。,图1.2.5 用双踪示波器Y通道显示,u,o,，X通道显示,u,i,的几种图像,图各图像的横轴指示的是输入信号ui，纵轴指示的是输出信号uo，输入输出信号都取其沟通重量，读取信号幅值时要留意调整两个通道的输入偏转灵敏度。,在输入信号幅度适当的状况下，转变静态工作点，双踪示波器的显示图像会在图abc之间渐渐变化，我们应当调到图a的状况。假设输入信号幅度过大，会消失图d的状况。缓慢增加输入信号幅度并认真调整静态工作点，使信号增大时饱和失真和截止失真几乎同时消失，这时静态工作点就调整到了最正确状态。在信号马上消失失真的状况下测出图a的图像的高度，就可以算出放大器的最大动态范围UOPP。,转变输入信号频率并保持其输入幅度不变，可以看出放大器的最大动态范围随频率的转变有所变化，从而可以得到放大器的幅频特性。当放大器的输出信号和输入信号的相位差不等于180时，图abcd的直线会变成两条，消失一个封闭的图形，如图1.2.5(e)，(f)，(g)所示。,用双踪示波器的X-Y显示功能去观看放大器的输入输出图像，可以很直观地区分出非线性失真和相位差偏移的状况，大大便利了实际调试工作。,5 放大器动态指标的理论值,放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压即动态范围和通频带等。,图电路的电压放大倍数等参数的理论计算值都已经在表中给出，留意令RF=0即可。,以上各公式中，RB1，RB2，RC，RL为图中各电阻的阻值，rbe的计算可以用公式,r,be=,r,bb+(1+,),U,T/,I,CQ,rbb一般为几百欧，具体值需要查手册得到，理论计算时常取200300，UT在常温下约为26mV。,1.2.3 试验设备与器件,表1.2.2 试验1.2设备与器件,序号,名称,规 格,数量,备 注,1,万用电表,MF-47或其他,1,建议采用能测三极管放大倍数的指针式万用电表,2,函数信号发生器,f,max,200k,Hz,1,一般低频信号发生器，输出频率和幅度可调。,3,双踪示波器,双踪，20M,Hz,1,一般双踪示波器。,4,交流毫伏表,精度,100V,1,可选件，一般低频毫伏表，采用测有效值型,5,频率计,分辨率,1HZ,1,可选件，一般数字频率计，精度,5%,6,元器件与电源,套件,1,见表1.2.1,1.2.4 试验内容,1.预备元器件,用万用电表检测元器件的好坏，剔除和更换质量较差的元件，判别三极管的三个引脚，估量三极管的放大倍数和穿透电流。,2.