① 單管交流放大電路提高放大倍數應採取哪些措施
實驗九 單管交流電壓放大電路
一、實驗目的
1.熟悉單管交流電壓放大電路靜態工作點的調整與測試方法。
2.觀察並測定電路參數的變化對放大電路靜態工作點(Q0)、電壓放大倍數(Au)及輸出波形的影響。
3.通過實驗,加深對單管交流電壓放大電路工作原理的理解。
4.能熟練使用萬用表、示波器、信號發生器和直流穩壓電源。
二、實驗設備
1.分立元件模擬電路學習機 SXJ—3A型 1台;
2.直流穩壓電源 YJ56—1 型 1台
3.通用示波器 SR8 型 1台;
3.低頻信號發生器 XDlB型 1台;
5.晶體管毫伏表 DAl6B型 1台;
6.萬用表 MF64型 1台
三、實驗原理
1.實驗電路如圖9—1所示,選用學習機上「單級與兩級交流放大」單元中的第一級及最後的RL和RP3。
E:12V RP1:1MΩ RB1:100 kΩ
RCl:2kΩ RL:510Ω
RP3:2.2 kΩ C1、C2:10μF 12V
V1:3DG6(β=50)
圖9—1 單管交流電壓放大電路
2.靜態工作點的設置與調整
交流電壓放大電路的任務是不失真地對輸入電壓信號進行放大,為了使放大電路能夠正常工作,必須設置合適的靜態工作點Q0
放大電路—般都帶有負載電阻(RL),其輸出電壓的大小將由交流負載線確定,因此為了獲得變化幅度最大的不失真輸出電壓,靜態工作點宜選在交流負載線的中點。這樣,隨著輸入信號電流的變化,放大電路具有最大的動態范圍,輸出信號不會出現有一端首先進入飽和區或截止區的現象。
如果設置的靜態工作點不合適,則在輸入信號稍大時,輸出信號便會出現截止失真或飽和失真。
對於小信號放大電路,由於輸出電壓的變化幅度不大,非線性失真不是主要問題,在設置靜態工作點時,往往選得偏低一些,以便能降低放大電路的功率損耗和輸出雜訊。
放大電路的靜態工作點,通常都利用偏置電路來建立。一般當電路中的RC與E確定之後,調整工作點主要就是調節偏置電路的電阻阻值Rb(RB1+RPl),在圖9—1的簡單偏置電路中,就是調節RP1的大小。當RPl的數值變化時,三極體的Ib即跟著變化,於是放大電路的靜態工作點也就跟著發生變化。本次實驗將在反復調節電位器RP1和增減輸入信號電壓的同時,利用示波器觀察波形,尋找最大不失真輸出電壓,以確定合適的靜態作點。
3.電壓放大倍數的測量
交流電壓放大電路的電壓放大倍數是指在輸出信號不失真的條件下的放大倍數,因此在測量放大倍數時,必須用示波器觀察輸出信號波形。
放大倍數的測量,實際上就是交流電壓的測量,通常有兩種方法:—是用晶體管毫伏表進行直接測量,二是利用示波器測量。但前者僅適用於正弦電壓,本實驗的放大信號都屬正弦信號,故實驗中採用晶體管毫伏表直接測量。
4.本實驗中,凡需要測量電流的地方,都採用先測量這一支路中某電阻兩端的電壓降,然後再根據歐姆定律進行計算,此方法在電子線路的測量中應用極廣,因為用此方法測電流時,不需要切斷電路。
四、實驗內容及步驟
1.先將直流穩壓電源的輸出電壓調整至+12V,用萬用表測量該電壓值,然後關掉電源。用導線將穩壓電源輸出端分別接入學習機板上的「單級與兩級交流放大」單元電路的+12V和地端,將RBl下端插口與V1基極插口用一短線相連,RCl下端插口與Vl集電極插口相連。檢查無誤後接通電源。以下的實驗結果均應填人表9—1中相應的欄目中。
2.觀察Rb對放大電路的靜態工作點、電壓放大倍數及輸出波形的影響
(1)調節RPl為某一合適數值(VC=4~6V),測量靜態工作點,即分別測出晶體三極體集電極和基極對地電壓,即電位VC和Vb,然後按下式計算靜態工作點:
或者量出Rb阻值,再由 得出Ib
Uce=Vc
(2)在上述條件下,先將低頻信號發生器調至輸出f=lkHz、U=5mV的正弦波狀態,隨後接入單級放大電路的輸入端,即Uil=5mV,觀察輸出端電壓U0l波形,並在不失真的情況下測量輸出電U01,計算電壓放大倍數, ,並與估算值相比較。估算值按下式計算:
式中:Ie——發射極電流(mA)。
(3)逐漸減小RPI,觀察輸出波形的變化。當RPl為最小時,輸出波形如何?測量此時的靜態工作點。如輸出波形仍為不失真的正弦波時,測出Ui1和U01並計算Au。如波形失真,應觀察是正半周失真還是負半周失真。在觀察波形的失真情況時,可適當增大Ui1。
(4)逐漸增大RP1,觀察輸出波形的變化。當RP1為最大時,輸出波形如何?測量此時的靜態工作點。如輸出波形仍為正弦波,測出Ui1和U01並計算Au。如波形失真,應觀察是哪半周失真。在觀察波形的失真情況時,可適當增大Ui1。
3.觀察Rc1放大電路的靜態工作點、電壓放大倍數及輸出波形的影響
令Ui1=5mV,f=lkHz,調節RPl使Vc為某一合適值。改變Rc1使其為5kΩ(學習機上用RC1)。觀察輸出波形,測量U01,,計算Au,並與Rc1=2 kΩ時測得的結果相比較。
4.觀察RL對放大電路靜態工作點、電壓放大倍數及輸出波形的影響
Rb同上,Rc1=2 kΩ,Ui1=5mV,f=lkHz。接入RL和RP3,即實際負載電阻阻值RL為RL與RP3的串聯值,約2.7 kΩ。觀察輸出波形,測量Ui1和U01,計算Au與空載時測得結果相比較。並測量靜態工作點。
5.調整放大電路的最大放大倍數及最大輸出幅度
條件 RC1=5kΩ RL=2.7 kΩ
(1)令Ui1=5mV,f=lkHz,調整RP1使輸出波形不失真且幅度為最大(這時放大倍數最大),測量此時靜態工作點和Au
(2)調整RPl及Ui1,使不失真的輸出電壓U01為最大(這時有最大的輸出電壓幅度),測量此時的靜態工作點和Au。此項結果填入表9—2中
註:文中所指不失真是指波形基本上為正弦波,無明顯削波現象。
表9—1 Ui1=5mV,f=1kHz
給定條件
測量結果
由測量數據計算
Vb
(V)
Vc
(V)
Ve
(V)
輸出波形
Ib
(μA)
Ic
(mA)
Uce
(V)
Au
Rb
合適值
RC1=2kΩ
RL=∞
最 小
最 大
RC1
5kΩ
Rb為上面的合適值
RL=∞
RL
2.7kΩ
Rb同上
Rc1=2kΩ
Rb
使U01最大
Rc1=5kΩ
RL=7 kΩ
表9—2 Rc1=5kΩ RL=2.7kΩ f=1kHz
測 量 結 果
由測量數據計算
Ui1
U01
Vb
(V)
Vc
(V)
Ve
(V)
輸出波形
Ib
(μA)
Ic
(mA)
Uce
(V)
Au
五、注意事項
1.為了避免不必要的電子儀器機殼之間的感應和干擾,各儀器的接地端應連在—起。
2.為了從電阻壓降換算成電流,需要知道電阻阻值,在測量該電阻時,應切斷直流電源並切斷該電阻所在的支路。
六、實驗報告要求
1.整理數據,列出表格。
2.整理Rb、Rc1和RL變化以後對靜態工作點、放大倍數及輸出波形的影響。
3.將電壓放大倍數的估算值與實測值進行比較並討論。
4.總結為了提高放大倍數Au應採取哪些措施。
5.分析輸出波形失真的原因,並提出解決辦法。
6.如何測量Rb的數值?不斷開與基極的連接線行嗎?為什麼?
7.如何利用測出的靜態工作點來估算半導體三極體的電流放大系數β值?
8.分析下列各種波形是什麼類型的失真?是什麼原因造成的?如何解決?
七、預習要求
1.復習共發射極接法的單管交流電壓放大器的工作原理及電路中各元件的作用。
2.回憶低頻信號發生器的使用方法。
② 單管放大電路分析實驗能得到怎樣的結論
一、通過本次實驗,更深入地了解了單管共射放大電路的靜態和動態特性,學會了測量、調節靜態工作點和動態特性有關參數(增益、輸入電阻、幅頻特性)的實驗和模擬方法,並和理論計算相驗證,加強了對理論知識的掌握。
在模擬時熟悉了Multisim軟體的使用環境,認識到預習計算和模擬對實驗的重要性和指導意義,並學會搭實際電路檢查電路的聯接和排查錯誤。
二、在單管放大的狀態下,管子處於放大狀態的時候,可以通過測量基極,集電極,發射極的電流得到以下結論:
(1)基極電流和集電極電流之和等於發射極電流;
(2)基極電流和發射極電流有一定的正比關系,也就是二者的電流大小的比值在一定范圍內不變,也就是基極小的電流變化,在發射極就能有大的電流變化;
(3)基極開路時,Iceo非常小,這個值越小越好;
(4)要使晶體管能夠處於放大狀態,必須是發射結正偏,集電結反偏;
(2)單管放大電路實驗報告擴展閱讀:
共集電極放大電路具有以下特性
1、輸入信號與輸出信號同相;
2、無電壓放大作用,電壓增益小於1且接近於1,因此共集電極電路又有「電壓跟隨器」之稱 ;
3、電流增益高,輸入迴路中的電流iB<<輸出迴路中的電流iE和iC;
4、有功率放大作用;
5、適用於作功率放大和阻抗匹配電路。
6、在多級放大器中常被用作緩沖級和輸出級。
③ 基本放大電路實驗報告總結
基本放大電路實驗報告總結
基本放大電路實驗報告總結,很多人在生活中都會充滿好奇心,對所有東西都很好奇或者是不解,那麼大家都知道基本放大電路實驗報告總結是怎麼寫嗎,下面和我一起來了解學習看看吧。
1.理解多級直接耦合放大電路的工作原理與設計方法
2.熟悉並熟悉設計高增益的多級直接耦合放大電路的方法
3.掌握多級放大器性能指標的測試方法
4.掌握在放大電路中引入負反饋的方法
二、實驗預習與思考
1.多級放大電路的耦合方式有哪些?分別有什麼特點?
2.採用直接偶爾方式,每級放大器的工作點會逐漸提高,最終導致電路無法正常工作,如何從電路結構上解決這個問題?
3.設計任務和要求
(1)基本要求
用給定的三極體2SC1815(NPN),2SA1015(PNP)設計多級放大器,已知VCC=+12V, -VEE=-12V,要求設計差分放大器恆流源的射極電流IEQ3=1~1.5mA,第二級放大射極電流IEQ4=2~3mA;差分放大器的單端輸入單端輸出不是真電壓增益至少大於10倍,主放大器的不失真電壓增益不小於100倍;雙端輸入電阻大於10kΩ,輸出電阻小於10Ω,並保證輸入級和輸出級的直流點位為零。設計並模擬實現。
三、實驗原理
直耦式多級放大電路的主要涉及任務是模仿運算放大器OP07的等效內部結構,簡化部分電路,採用差分輸入,共射放大,互補輸出等結構形式,設計出一個電壓增益足夠高的多級放大器,可對小信號進行不失真的放大。
1.輸入級
電路的輸入級是採用NPN型晶體管的恆流源式差動放大電路。差動放大電路在直流放大中零點漂移很小,它常用作多級直流放大電路的前置級,用以放大微笑的直流信號或交流信號。
典型的差動放大電路採用的工作組態是雙端輸入,雙端輸出。放大電路兩邊對稱,兩晶體管型號、特性一致,各對應電阻阻值相同,電路的共模抑制比很高,利於抗干擾。 該電路作為多級放大電路的輸入級時,採用vi1單端輸入,uo1的單端輸出的工作組態。 計算靜態工作點:差動放大電路的雙端是對稱的,此處令T1,T2的相關射級、集電極電流參數為IEQ1=IEQ2=IEQ,ICQ1=ICQ2=ICQ。設UB1=UB2≈0V,則Ue≈-Uon,算出T3的ICQ3,即為2倍的IEQ也等於2倍的ICQ。
此處射級採用了工作點穩定電路構成的恆流源電路,此處有個較為簡單的確定工作點的方法:
因為IC3≈IE3,所以只要確定了IE3就可以了,而IE3 UR4UE3 ( VEE), R4R4
UE3 UB3 Uon (VCC ( VEE)) R5 Uon R5 R6
uo1 ui1採用ui1單端輸入,uo1單端輸出時的增益Au1
2.主放大級 (Rc//RLRL (P//)1 Rb rbeR1 rbe
本級放大器採用一級PNP管的共射放大電路。由於本實驗電路是採用直接耦合,各級的工作點互相有影響。前級的差分放大電路用的是NPN型晶體管,輸出端uo1處的集電極電壓Uc1已經被抬得較高,同時也是第二級放大級的'基極直流電壓,如果放大級繼續採用NPN型共射放大電路,則集電極的工作點會被抬得更高,集電極電阻值不好設計,選小了會使放大倍數不夠,選大了,則電路可能飽和,電路不能正常放大。對於這種情況,一般採用互補的管型來設計,也就是說第二級的放大電路用PNP型晶體管來設計。這樣,當工作在放大狀態下,NPN管的集電極電位高於基極點位,而PNP管的集電極電位低於基極電位,互相搭配後可以方便地配置前後級的工作點,保證主放大器工作於最佳的工作點上,設計出不失真的最大放大倍數。
採用PNP型晶體管作為中間主放大級並和差分輸入級鏈接的參考電路,其中T4為主放大器,其靜態工作點UB4、UE4、UC4由P1、R7、P2決定。
差分放大電路和放大電路採用直接耦合,其工作點相互有影響,簡單估計方式如下:
,UC4 VEE IC4 RP2 UE4 VCC IE4 R7, UB4 UE4 Uon UE4 0.7(硅管)
由於UB4 UC1,相互影響,具體在調試中要仔細確定。 此電路中放大級輸出增益AU2
3.輸出級電路
輸出級採用互補對稱電路,提高輸出動態范圍,降低輸出電阻。
其中T4就是主放大管,其集電極接的D1、D2是為了克服T5、T6互補對稱的交越失真。本級電路沒有放大倍數。
四、測試方法
用Multisim模擬設計結果,並調節電路參數以滿足性能指標要求。給出所有的模擬結果。
電路圖如圖1所示 uo2 Rc uo1Rb rbe
模擬電路圖
圖1靜態工作點的測量:
測試得到靜態工作點IEQ3,IEQ4如圖2所示,符合設計要求。
圖2 靜態工作點測量
輸入輸出端電壓測試:
測試差分放大器單端輸入單端輸出波形如圖3,輸入電壓為VPP=4mV,輸出電壓為VPP=51.5mV得到差分放大器放大倍數大約為12.89倍。放大倍數符合要求。
圖3 低電壓下波形圖 主放大級輸入輸出波形如圖4
圖4 主放大級輸入輸出波形圖
如圖所示輸入電壓為VPP=51.5mV,輸出電壓為VPP=6.75V放大倍數為131.56倍。 整個電路輸入輸出電壓測試如圖
圖5 多級放大電路輸入輸出波形圖
得到輸入電壓為VPP=4mV,輸出電壓為VPP=4.29V,放大倍數計算得到為1062倍 實驗結論:
本電路利用差動放大電路有效地抑制了零點漂移,利用PNP管放大級實現主放大電路,利用互補對稱輸出電路消除交越失真的影響,設計並且測試了多級放大電路,得到放大倍數為1000多倍,電路穩定工作。
實驗一:儀器放大器設計與模擬
一. 實驗目的
1.掌握儀器放大器的設計方法
2.理解儀器放大器對共模信號的抑制能力
3.熟悉儀器放大器的調試方法
4.掌握虛擬儀器庫中關於測試模擬電路儀器的使用方法,如示波器、毫伏表信號發生器等虛擬儀器的使用
二. 實驗原理
儀器放大器是用來放大差值信號的高精度放大器,它具有很大的共模抑制比,極高的輸入電阻,且其增益能在大范圍內可調。儀器放大器原理圖如下所示:
儀器放大器由三個集成運放構成。其中,U3構成減法電路,即差值放大器,U1、U2各對其相應的信號源組成對稱的同相放大器,且R1=R2,R3=R5,R4=R6。 令R1=R2=R時,則
Vo2—Vo1=(1+2R/Rg)(Vi2—Vi1)
U3是標准加權減法器,Vo1、Vo2是其輸入信號,其相應輸出電壓 Vo=—(R6/R5)Vo2+R4/(R3+R4)Vo1(1+R6/R5)
由於R3=R5=R4=R6=R,因而
Vo=Vo1—Vo2=(1+2R/Rg)(Vi1—Vi2)
儀器放大器的差值電壓增益
Avf=Vo/(Vi1—Vi2)=1+2R/Rg
因此改變電阻的值可以改變儀器放大器的差值電壓增益,此儀器放大器的增益是正的。
三. 實驗內容
1.按照上述原理圖構成儀器放大器,具體指標為:
(1)當輸入信號Ui=2sinwt(mV)時,輸出電壓信號Uo=0.4sinwt(mV),Avf=200,f=1kHz
(2)輸入阻抗要求Ri>1MΩ
2.用虛擬儀器庫中關於測試模擬電路儀器,按設計指標進行調試。
3.記錄數據並進行整理分析
四. 實驗步驟
按下圖連好電路,並設置函數信號發生器,輸出正弦,頻率為1kHz,幅度為2mV;用示波器觀察波形變化
其中Avf=1+2R/Rg≈200,輸入的為差模信號2mV符合實驗要求
五.實驗結果
如圖示波器CH1、CH2、CH3分別是Vi1、Vi2、Vo, 由圖可知輸出Vo=0.4sinwt(V), 且和Vi1同相
六.實驗心得體會
從這次實驗中我學會了multisim的基本操作方法,理解了儀器放大器的原理,而且通過模擬實驗更加熟悉了一些常見電路元件的功能
④ 單管放大電路失真數據實驗報告怎麼寫
實驗目的
(1)掌握單管放大電路的靜態工作點和電壓放大倍數的測量方法。
(2)了解電路中元件的參數改變對靜態工作點及電壓放大倍數的影響。
(3)掌握放大電路的輸入和輸出電阻的測量方法。
實驗電路及儀器設備
(1)實驗電路——共射極放大電路如下圖 所示。
圖(1)電路圖
圖(2)電路圖
(2)實驗儀器設備
① 示波器
② 低頻模擬電路實驗箱 ③ 低頻信號發生器
④ 數字式萬用表 實驗內容及步驟
(1)連接共射極放大電路。
(2)測量靜態工作點。
① 仔細檢查已連接好的電路,確
認無誤後接通直流電源。
② 調節RP1使RP1+RB11=30k
③ 測量各靜態電壓值,並將結果記錄。
(3)測量電壓放大倍數
① 將低頻信號發生器和萬用表接入放大器的輸入端Ui,放大電路輸出端接入 示波器,信號發生器和示波器接入直流電源,調整信號發生器的頻率為1KHZ,輸入信號峰-峰值為20mv左右的正弦波,從示波器上觀察放大電路的輸出電壓UO的波形,測出UO的值,求出放大電路電壓放大倍數AU
② 保持輸入信號大小不變,改變RL,觀察負載電阻的改變對電壓放大倍數的
影響,並將測量結果記錄。
(4)觀察工作點變化對輸出波形的影響
① 實驗電路為共射極放大電路
② 調整信號發生器的輸出電壓幅值(增大放大器的輸入信號Ui),觀察放大
電路的輸出信號的波形,使放大電路處於最大不失真狀態時(同時調節
RP1與輸入信號使輸出信號達到最大又不失真),記錄此時的RP1+RB11值,測量此時的靜態工作點,保持輸入信號不變。改變RP1使RP1+RB11分別為25KΩ和100KΩ,將所測量的結果記入表3中。(測量靜態工作點時需撤去輸入信號)
設計總結與體會
1、設計的過程中用理論去推算,但與實際還是有一定的誤差,但不影響實驗結論。
2、設計過程中會發現,一但 發生變化那麼放大倍數將會改變。
3、猜氏逗設計過程中會發現,整個過程核告中靜態工作點沒有發生改變,三極體工作在線性區;當一但三極體沒有共工作在線性區或者說三極體的靜態工作點發生了改變,整個設計將要失敗,所以在設計的過程中必須保持靜態工作點不變使三極體工作在線性區。
4、為了使設計的放大電路不受溫度的影響,即為了穩定靜態工作點。設計中加了,這樣使得設計更加完美。
5、如果靜態工作點沒有測對,將影響設計的放大倍數,必須先確定好靜態工作點。
第二篇:電路模擬實驗報告
本科實驗報告 實驗名稱:
電路模擬
課程名稱: 電路模擬 實驗時間:
任課教師:
實驗地點:
實驗教師:
實驗類型: □ 原理驗證 □ 綜合設計 □ 自主創新
學生姓名:
學號/班級:
組
號 :
學
院: 信息與電子學院 同組搭檔:
專
業:
成績 :
實驗 1 疊加定理 得驗證
R11ΩV112 V I110 A R21ΩR31ΩR41ΩU1DC
1e-009Ohm 0.000A+-U2DC
10MOhm0.000V+-1.原理圖編輯:
分別調出接地符、電阻 R1、R2、R3、R4,直流電壓源、直流電流源,電流表電壓表(Group:Indicators, Family:VOLTMETER 或 AMMETER)注意電流表與電壓表得參考方向),並按上圖連接;
2、設置電路參數: 電阻 R1=R2=R3=R4=1Ω,直流電壓源 V1 為 12V,直流電流源 I1 為10A。
3.實驗步驟: 1)、點擊運行按鈕記錄電壓表電流表得值 U1 與 I1;2)、點擊停止按鈕記錄,將直流電壓源得電壓值設置為0V,再次點擊運行按鈕記錄電壓表電流表得值 U2 與 I2;3)、點擊停止按鈕記錄,將直流電壓源得電壓值設置為 12V,將直
流電流源得電流值穗賣設置為 0A,再次點擊運行按鈕記錄電壓表電流表得值 U3 與 I3;4、根據疊加電路分析原理,每一元件得電流或電壓可以瞧成就是每一個獨立源單獨作用於電路時,在該元件上產生得電流或電壓得代數與.所以,正常情況下應有U1=U2+U3,I1=I2+I3;
經實驗模擬: 當電壓源與電流源共同作用時,U1=—1、6V
I1=6、8A、R11ΩR21ΩR31ΩR41ΩV112 V U1DC
10MOhm-1.600V+-U2DC
1e-009Ohm 6.800A+-I110 A
當電壓源短路即設為 0V,電流源作用時,U2=-4V
I2=2A
R11ΩR21ΩR31ΩR41ΩV10 V U1DC
10MOhm-4.000V+-U2DC
1e-009Ohm 2.000A+-I110 A
當電壓源作用,電流源斷路即設為 0A 時,U3=2、4V I3=4、8A
R11ΩR21ΩR31ΩR41ΩV112 V U1DC
10MOhm2.400 V+-U2DC
1e-009Ohm 4.800A+-I10 A
所以有U1=U2+U3=—4+2、4=—1、6V
I1=I2+I3=2+4、8=6、8A 驗證了原理 實驗2 並聯諧振電路模擬
V15 Vpk 500 Hz 0° R110ΩL12.5mHC140µFR22kΩin out0 2.原理圖編輯:
分別調出接地符、電阻R1、R2,電容 C1,電感L1,信號源V1,按上圖連接並修改按照例如修改電路得網路標號;3.設置電路參數: 電阻 R1=10Ω,電阻R2=2KΩ,電感L1=2、5mH,電容 C1=40uF。信號源 V1 設置為 AC=5v,Voff=0,Freqence=500Hz. 4.分析參數設置: AC 分析:頻率范圍1HZ—100MHZ,縱坐標為10 倍頻程,掃描點數為 10,觀察輸出節點為 Vout響應。
TRAN 分析: 分析 5 個周期輸出節點為 Vout 得時域響應。
實驗結果: 要求將實驗分析得數據保存(包括圖形與數據),並驗證結果就是否正確,最後提交實驗報告時需要將實驗結果附在實驗報告後。
根據並聯諧振電路原理,諧振時節點 out電壓最大且諧振頻率為
w0=1/= ,f0=w0/2=503、29Hz 諧振時節點 out 電壓理論值由分壓公式得 u=2000/(2000+10)*5=4、9751V、當頻率低於諧振頻率時,並聯電路表現為電感性,所以相位為 90° 當頻率等於諧振頻率時,並聯電路表現為電阻性,所以相位為 0°
當頻率高於諧振頻率時,並聯電路表現為電容性,所以相位為—90°
經模擬得諧振頻率為 501、1872Hz,諧振時節點電壓為 4、9748V、相頻特性與理論一致。
由信號源得 f=500Hz,可得其周期為 0、002s,為分析5個周期,所以設瞬態分析結束時間為 0、01s、得如下模擬結果:
模擬數據:(從 excel 導出)
X——銅線 1::[V(vout)] Y--銅線 1::[V(vout)] 1 0、007854003 1、258925412 0、009887619 1、584893192 0、012447807 1、995262315 0、015670922 2、51188640、01972864
32 6 3、16227766 0、024837142 3、981071706 0、031268603 5、011872336 0、039365825 6、309573445 0、049560604 7、943282347 0、062397029 10 0、078561038 12、58925412 0、098918117 15、84893192 0、124561722 19、95262315 0、156876168 25、11886432 0、197619655 31、6227766 0、249036512 39、81071706 0、314013974 50、11872336 0、396310684 63、09573445 0、500907228
79、43282347 0、634575093 100 0、80685405 125、8925412 1、031819265 158、4893192 1、331400224 199、5262315 1、74164406 251、1886432 2、32321984 316、227766 3、165744766 398、1071706 4、274434884 5 5 01 1、1872 3364、9 9 7484754
630、9573445 4、314970112 794、3282347 3、202346557 1000 2、348723684 1258、925412 1、759342888 1584、893192 1、344114189 1995、262315 1、041249759
2511、886432 0、814015182 3162、27766 0、640100344 3981、071706 0、505215181 5011、872336 0、399692333 6309、573445 0、316680015 7943、282347 0、251144179 10000 0、19928881 12589、25412 0、158199509 15848、93192 0、125611629 19952、62315 0、099751457 25118、86432 0、079222668 31622、7766 0、062922422 39810、71706 0、049977859 50118、72336 0、039697222 63095、73445 0、031531821 79432、8230、0250462
47 13 100000 0、019894713 125892、5412 0、015802831 158489、3192 0、012552584 199526、2315 0、009970847 251188、6432 0、007920112 316227、766 0、006291162 398107、1706 0、004997245 501187、2336 0、003969451 630957、3445 0、003153046 794328、2347 0、002504553
0、001989437 1258925、412 0、001580266 1584893、192 0、00125525 1995262、315 0、00099708 2511886、0、0007920
432 09 3162277、66 0、000629115 3981071、706 0、000499724 5011872、336 0、000396945 6309573、445 0、000315304 7943282、347 0、000250455
0、000198944 12589254、12 0、000158027 15848931、92 0、000125525 19952623、15 9、9708E-05 25118864、32 7、92009E—05 31622776、6 6、29115E-05 39810717、06 4、99724E—05 50118723、36 3、96945E—05 63095734、45 3、15304E—05
79432823、47 2、50455E—05 100000000 1、98944E-05
實驗 3
含運算放大器得比例器模擬
1、原理圖編輯: 分別調出電阻 R1、R
⑤ 晶體管共射極單管放大器實驗報告怎麼寫
晶體管共射極單管放大器
一、實驗目的
1、 學會放大器靜態工作點的調試方法,分析靜態工作點對放大器性能的影響。
2、 掌握放大器電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測試方法。
3、 熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設備的使用。
二、實驗原理
圖10-1為電阻分壓式工作點穩定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路採用RB1和RB2組成的分壓電路,並在發射極中接有電阻RE,以穩定放大器的靜態工作點。當在放大器的輸入端B點加入輸入信號ui後,在放大器的輸出端便可得到一個與ui相位相反,幅值被放大了的輸出信號u0,從而實現了電壓放大。只有測量放大器輸入電阻時,才可以從A點加入輸入信號。
圖10-1 共射極單管放大器實驗電路
在圖10-1電路中,當流過偏置電阻RB1和RB2 的電流遠大於晶體管T 的
基極電流IB時(一般5~10倍),則它的靜態工作點可用下式估算
UCE=UCC-IC(RC+RE)
電壓放大倍數
輸入電阻
Ri=RB1 // RB2 // rbe
輸出電阻
RO≈RC
1、 放大器靜態工作點的測量與調試
1)靜態工作點的測量
測量放大器的靜態工作點,應在輸入信號ui=0的情況下進行, 即將放大器輸入端與地端短接,然後選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表,分別測量晶體管的集電極電流IC以及各電極對地的電位UB、UC和UE。一般實驗中,為了避免斷開集電極,所以採用測量電壓UE或UC,然後算出IC的方法,例如,只要測出UE,即可用
算出IC(也可根據 ,由UC確定IC),
同時也能算出UBE=UB-UE,UCE=UC-UE。
為了減小誤差,提高測量精度,應選用內阻較高的直流電壓表。
2)靜態工作點的調試
放大器靜態工作點的調試是指對管子集電極電流IC(或UCE)的調整與測試。
靜態工作點是否合適,對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高,放大器在加入交流信號以後易產生飽和失真,此時uO的負半周將被削底,如圖10-2(a)所示;如工作點偏低則易產生截止失真,即uO的正半周被縮頂(一般截止失真不如飽和失真明顯),如圖10-2(b)所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以後還必須進行動態調試,即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓ui,檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足,則應調節靜態工作點的位置。
(a) (b)
圖10-2 靜態工作點對uO波形失真的影響
改變電路參數UCC、RC、RB(RB1、RB2)都會引起靜態工作點的變化,如圖10-3所示。但通常多採用調節偏置電阻RB2的方法來改變靜態工作點,如減小RB2,則可使靜態工作點提高等。
圖10-3 電路參數對靜態工作點的影響
2、放大器動態指標測試
放大器動態指標包括電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓(動態范圍)和通頻帶等。
1)電壓放大倍數AV的測量
調整放大器到合適的靜態工作點,然後加入輸入電壓ui,在輸出電壓uO不失真的情況下,用交流毫伏表測出ui和uo的有效值Ui和UO,則
2)輸入電阻Ri的測量
為了測量放大器的輸入電阻,按圖10-4 電路在被測放大器的輸入端與信號源之間串入一已知電阻R,在放大器正常工作的情況下, 用交流毫伏表測出US和Ui,則根據輸入電阻的定義可得
圖10-4 輸入、輸出電阻測量電路
測量時應注意下列幾點:
① 由於電阻R兩端沒有電路公共接地點,所以測量R兩端電壓 UR時必須分別測出US和Ui,然後按UR=US-Ui求出UR值。
② 電阻R的值不宜取得過大或過小,以免產生較大的測量誤差,通常取R與Ri為同一數量級為好,本實驗可取R=1~2KΩ。
3)輸出電阻R0的測量
按圖10-4電路,在放大器正常工作條件下,測出輸出端不接負載 RL的輸出電壓UO和接入負載後的輸出電壓UL,根據
即可求出
在測試中應注意,必須保持RL接入前後輸入信號的大小不變。
4)最大不失真輸出電壓UOPP的測量(最大動態范圍)
如上所述,為了得到最大動態范圍,應將靜態工作點調在交流負載線的中點。為此在放大器正常工作情況下,逐步增大輸入信號的幅度,並同時調節RW(改變靜態工作點),用示波器觀察uO,當輸出波形同時出現削底和縮頂現象(如圖10-5)時,說明靜態工作點已調在交流負載線的中點。然後反復調整輸入信號,使波形輸出幅度最大,且無明顯失真時,用交流毫伏表測出UO(有效值),則動態范圍等於 。或用示波器直接讀出UOPP來。
圖 10-5 靜態工作點正常,輸入信號太大引起的失真
三、實驗設備與器件
1、實驗電路板 2、函數信號發生器
3、雙蹤示波器4、交流毫伏表
5、萬用表 6、模擬實驗箱
四、實驗內容
按圖10-1接線。先將實驗板固定到實驗箱面板上。電路板上是兩級放大電路,本實驗用第一級(左邊)放大器,實驗前用導線短接發射極100Ω電阻和+12V供電支路上開路點,交流毫伏表和示波器的屏蔽線信號線黑筆都聯公共端(發射極為公共端,即接地端),信號源輸出信號線紅筆接B點(與耦合電容C1相連),交流毫伏表的紅筆接B點時測量Ui,接輸出端(與耦合電容C2相連),則測量Uo。從示波器CH1、CH2引出信號線的兩個紅筆(探針)分別接放大器的輸入端和輸出端,可觀察ui和uo波形。
1、調試靜態工作點
接通直流電源前,先將RW調至最大,函數信號發生器輸出旋鈕旋至零。接通+12V電源、調節RW,使IC=2.0mA(即UE=2.0V),用直流電壓表測量UB、UE、UC及用萬用電表測量RB2值。
2、測量電壓放大倍數
在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號uS,調節函數信號發生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓Ui 10mV,同時用示波器觀察放大器輸出電壓uO波形,在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下述三種情況下的UO值,並用雙蹤示波器觀察uO和ui的相位關系
3、觀察靜態工作點對電壓放大倍數的影響
置RC=2.4KΩ,RL=∞,Ui設為20mV,調節RW,改變大小IC,用示波器監視輸出電壓波形,在uO不失真的條件下,測量數組UO和AV值,
4、觀察靜態工作點對輸出波形失真的影響
置RC=2.4KΩ,RL=2 KΩ,調節RW使IC=2.0mA,再逐步加大輸入信號,使輸出電壓u0 足夠大但不失真。 然後保持輸入信號不變,分別增大和減小RW,使波形出現失真,繪出u0的波形,並測出失真情況下的IC和UCE值,記入表10-4中。每次測IC和UCE 值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至零。
五、實驗總結
1、 列表整理測量結果,並把實測的靜態工作點、電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計算值比較(取一組數據進行比較),分析產生誤差原因。
2、總結RC,RL及靜態工作點對放大器電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻的影響。
3、討論靜態工作點變化對放大器輸出波形的影響。
4、分析討論在調試過程中出現的問題。