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1、模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究 华南理工大学华南理工大学 吕念玲吕念玲 主编主编 甘伟明甘伟明 刘凤军刘凤军 参编及课件制作参编及课件制作模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究 共射极放大电路用于对小信号的放大处理,通过控制三极管的b极电流,从而改变c极电流的大。玫接胧淙胄藕畔辔幌喾、幅度放大的输出信号。 值得注意的是:三极管的电流虽由输入信号控制,但电路消耗的总功率是由直流电源转化而来的。模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放
2、大电路的研究模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究 RPRP(即(即Rb1),ICQ。11置置1:置置:2置置ON: 置置OFF:RL 断开负载断开负载RL测得测得vo L 测得测得vO隔直电容隔直电容旁路电容,使1k射极电阻交流短路,降低降低Av,不影响静态工作点静态工作点模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究注意:6V直流电源直流电源在整个实验过程中保持不变vsvo 6V(恒定)(恒定)模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究
3、6V6VViVoVs模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究RPRP调至最大或最小位置时静态工作点调至最大或最小位置时静态工作点I ICQCQ和和V VCEQCEQ的测量。的测量。2.2.RP 旋旋到最大或到最大或最小最小 1.令令Vi=0,即不接信号发即不接信号发生器生器ceVCEQ3.测测 RC上上的电压求的电压求ICQVRC6V具体操作方法具体操作方法 4.用万用表接用万用表接三极管三极管C、E两两极测极测VCEQ模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究RPRP调至最大、最小位置时
4、调至最大、最小位置时对输出波形影响的调整对输出波形影响的调整。ViVo6V2. . 从从10mVpp10mVpp逐渐增大逐渐增大Vi具体操作步骤具体操作步骤输出波形上半波大输出波形上半波大,下半波小的不对称现象下半波小的不对称现象,这是由于这是由于晶体管的非晶体管的非线性失真引起线性失真引起。为了便于观察,。为了便于观察,建议把示波器的建议把示波器的T/DIVT/DIV旋钮置于旋钮置于1ms1ms位置,高度调至示波器荧光屏的格。位置,高度调至示波器荧光屏的格。5. 用示用示波器测波器测出出VOPP的值。的值。或RP调至最大时上削波调至最大时上削波RP调至最小时上削波调至最小时上削波4. 用毫伏
5、用毫伏表测出表测出Vi的值。的值。3. . 直至输直至输出波形出波形刚出刚出现现上或下削上或下削波波6V固定不变1. .送出送出1kHz1kHz正正弦波弦波模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究vi处处S(1k)sooL4-44-8,计算出提示:提示:(1) 计算时,三极管计算时,三极管取取150,rbb取取300欧姆。欧姆。 (2) ICQ=0.5mA的的VO的测量值一般在的测量值一般在500mV600mV之间之间, VOL的测量值一般在的测量值一般在 300mV400mV之间。之间。 (3)当测量值与理论值不相符时,要及时检查电路是否
6、有故障,如:电路是否实当测量值与理论值不相符时,要及时检查电路是否有故障,如:电路是否实 现放大作用、连接线极性是否正确、测量仪器出错还是信号传输过程出错、现放大作用、连接线极性是否正确、测量仪器出错还是信号传输过程出错、 测量方法和仪器选择是否正确。测量方法和仪器选择是否正确。模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究具体操作步骤具体操作步骤ViVs模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究 f (Hz)Av为为10307050100 101k01000k100k10k 20 50AV -
7、(f ) 曲线曲线90频率特性:放大电路对不同频率的正弦信号的稳态响应放大电路的频率特性可用电压增益Av对信号频率的关系式表示,如下图:模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究对数坐标的应用对数坐标的应用:绘制频率特性曲线绘制频率特性曲线 在绘制频率特性曲线时在绘制频率特性曲线时,频率轴坐标若使用均匀刻度表示频率轴坐标若使用均匀刻度表示,而频率范围往往很而频率范围往往很宽宽,因此频率轴应采用对数坐标。频率轴引入因此频率轴应采用对数坐标。频率轴引入对
8、数标尺刻度对数标尺刻度,它能使低频段展宽而它能使低频段展宽而高频段压缩高频段压缩,只有这样只有这样,才能在很宽的频率范围内将频率特性的特点清晰地反映出才能在很宽的频率范围内将频率特性的特点清晰地反映出来来,否则低频部分将被压缩否则低频部分将被压缩,难以将低频段内曲线细微的变化反映出来难以将低频段内曲线细微的变化反映出来,如下图所示。如下图所示。取对数标尺后取对数标尺后,其刻度是对数的其刻度是对数的,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。应当注应当注意意,对数坐标是将坐标轴按对数规律进行刻度对数坐标是将坐标轴按对数规律进行刻度,并不是对频率取对数。并不是对频
9、率取对数。所用坐标系所用坐标系被称为半对数坐标系被称为半对数坐标系(x轴为对数刻度轴为对数刻度,y轴为均匀刻度轴为均匀刻度)。模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究, 模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究静态工作点:保持接通直流电源,输入信号为零(输入端悬空)的条件下, ICQ、 VCEQ和和VBEQ的值,的值,即直流环境下的三极管电流电压值。静态工作点的意义: 1.与放大电路直流功耗有关; 2. ICQ的选择直接影响以下参数的数值: 3.ICQ与Q点的位置相关,Q点位置可用于判断
10、输出波形的失真类型(截止或饱和)ICQ=VRC/RCICQVBQVCEQ静态工作点的设置 调整Rb1可改变ICQ的的大。佣谋銿CEQ的大小静态工作点的测量:1.VCEQ和VBEQ用数字用数字 万用表直接测量万用表直接测量2.ICQ用间接法测量,用间接法测量, ICQ=VRC/RCBACK模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究输出交流信输出交流信号号vo o是叠加是叠加在静态电压在静态电压V VCEQCEQ之上,之上,随着随着vi i的增的增
11、大,大,vo进入进入削波状态削波状态VCE1ICQ1BACK模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究10307050100 101k0100k10k900.707AvAvfL fH通频带的意义: 频带越宽,则放大电路对不同频率的信号适应能力越强 频带越窄,则放大电路对频带中心频率的选择能力越强模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究理论计算值:理论计算值:Ri=Rb1/Rb2/rbe实验测量实验测量: 对照图一、二可得,图一中R1与图二的Rs对应,图二中Ri则为图一放大电路vi端与地之间
12、往右的等效输入电阻。 实则Rs与Ri为串联关系,共同对信号发生器输出电压Vs进行分压,利用下式可算得Ri的大小。图一图二 Ri/Rs=vi/(vs-vi), vi、vs均用毫伏表测量输入电阻的意义:输入电阻的意义: 输入电阻越大,则驱动放大电路所需的电流越。曳糯蟮缏返氖淙氲缪筕i越接近信号源电压VsRi模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究理论计算值:理论计算值:Ro=Rc实验测量:实验测量: 对照图一、二可得,图一中RL与图二的RL对应,图二中Ro则为图一放大电路vo端与地之间往左的等效输出电阻。 实则RL与Ro为串联关系,共同对放
13、大电路输出电压Vs进行分压,利用下式可算得Ro的大小。 图一图二ooLoL(1)VRRV其中,Vo与VoL用毫伏表测量输出电阻的意义: Ro越大,则RL的全范围变化对输出电流的影响较。次榷ㄊ涑龅缌髂芰υ角 Ro越。騌L的全范围变化对输出电压的影响较。次榷ㄊ涑龅缪鼓芰υ角緽ACKRo模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究名名词词说说明明ICQ=VRC/RCICQVBQVCEQICQ用间接测量间接测量法测量VCEQ直接测量直接测量即可测量仪器:数字万用表模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究BACK模拟电路单元及系统实验模拟电路单元及系统实验实验四实验四:单级放大电路的研究单级放大电路的研究
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