1、实验一 晶体管共射极单管放大器一、实验目的1学会放大器静态工作点的调式方法和测量方法。2掌握放大器电压放大倍数的测试方法及放大器参数对放大倍数的影响。3熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、实验原理图 21 为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。偏置电阻 RB1、R B2 组成分压电路，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后，在放大器的输出端便可得到一个与输入信号相位相反、幅值被放大了的输出信号，从而实现了电压放大。三、实验设备1、 信号发生器2、 双踪示波器3、 交流毫伏表4、 模拟电路实验箱5、 万用表四、实验内容1测量静态工作
2、点实验电路如图 1 所示，它的静态工作点估算方法为：UB 21BCR图 1 共射极单管放大器实验电路图IE Ic BERUUCE = UCC IC（R CR E）实验中测量放大器的静态工作点，应在输入信号为零的情况下进行。1）没通电前，将放大器输入端与地端短接，接好电源线（注意 12V 电源位置） 。2）检查接线无误后，接通电源。3）用万用表的直流 10V 挡测量 UE = 2V 左右，如果偏差太大可调节静态工作点（电位器 RP） 。然后测量 UB、U C，记入表 1 中。表 1测 量 值 计 算 值UB（ V）UE（ V）UC（ V）RB2（K） UBE（V）UCE（V）IC（mA）2.6
3、2 7.2 60 0.6 5.2 24）关掉电源，断开开关 S，用万用表的欧姆挡（11K ）测量 RB2。将所有测量结果记入表 21 中。5）根据实验结果可用：I CI E 或 ICRUCUBEU BU EUCEU CU E计算出放大器的静态工作点。 2测量电压放大倍数各仪器与放大器之间的连接图关掉电源，各电子仪器可按上图连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起后接在公共接地端上。1）检查线路无误后，接通电源。从信号发生器输出一个频率为 1KHz、幅值为 10mv（用毫伏表测量 ui）的正弦信号加入到放大器输入端。2）用示波器观察放大器输出电压的波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下
4、表中三种情况下的输出电压值，记入表中。表 2RC（K ） RL（K） uo（V） AV24 1.5 15012 0.75 7524 24 0.75 753）用双踪示波器观察输入和输出波形的相位关系，并描绘它们的波形。*4测量输入电阻和输出电阻根据定义：输入电阻 SiSii RuIR输出电阻 LO）（ 10表 3Ri（K） RO（K）us(mv)ui(mv)测量值 计算值 uL(V)u0(V)测量值 计算值100 10 1.1 0.75 1.5 2.4 2.4置 RC=2.4K，R L=2.4K，I C=2.0mA，输入 f=1KHz，u i=10mV 的正弦信号，在输出电压波形不是真的情况下，
5、用交流毫伏表测出 uS、u i 和 uL 记入表中。断开负载电阻 RL，保持 uS 不变，测量输出电压 u0，记入表中。五、实验报告1列表整理实验结果，把实测的静态工作点与理论值进行比较、分析。答：静态工作点UBE（V）UCE（V）IC（mA）实测值 0.6 5.2 2理论值 0.7 5.2 2实测的静态工作点与理论值基本一致， 实测 UBEU BU E0.6V ，而理论为 0.7V，产生误差的原因可能是 UB、U E 的值接近，这种接近的两个量相减的间接测量，则合成相对误差就比较大了。2分析静态工作点对放大器性能的影响。答：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
6、高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时 u。的负半周将被削底；如工作点偏低则易产生截止，即 u。的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显) 。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测试，即在放大器的输入端加入一定的 ui，以检查输出电压 u。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。实验二 负反馈放大器实验目的加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项指标的影响。实验原理负反馈在电子电路中的作用：改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带，但同时也会使放大器的放大倍数降低。负反馈
7、的几种状态：电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。本实验以电压串联为例，分析负反馈对放大器指标的影响。1.下图为带有电压串联负反馈的两极阻容耦合放大器电路，在电路中通过 Rr 把输出电压 Uo 引回到输入端，家在晶体管 T1 的发射极上，在发射极电阻 Rf1 上形成反馈电压 Uf。主要性能指标如下：（1）闭环电压放大倍数 Ar=Av/1+AvFv ,Av 为开环放大倍数。图 1 为带有电压串联负反馈的两极阻容耦合放大器（2）反馈系数 Fv=RF1/Rf+RF1（3）输入电阻 R1f=(1+AvFv)Rf Rf 为基本放大器的输入电阻（4）输出电阻 Rof=Ro/(1+AvoFv) Ro 为基
8、本放大器的输出电阻 Avo 为基本放大器 Rl=时的电压放大倍数。2.本实验还需测量放大器的动态参数，即去掉图 1 的反馈作用，得到基本放大器电路如下图 2图 2 基本放大器实验设备与器件模拟实验箱，函数信号发生器，双踪示波器，交流伏安表，数字万用表。实验内容1.静态工作点的测量条件：Ucc=12V,Ui=0V 用直流电压表测第一级，第二级的静态工作点。Us(V) UE(V) Uc(V) Ic(mA)第一级 2.81 2.14 7.33 2.00第二级 2.72 2.05 7.35 2.00表 312.测量基本放大器的各项性能指标实验将图 2 改接，即把 Rf 断开后风别并在 RF1 和 RL
9、 上。测量中频电压放大倍数 Av，输入输出电阻 Ri 和 Ro。（1）条件;f=1KH,Us=5mV 的正弦信号，用示波器监视输出波形，在输出波形不失真的情况下用交流毫伏表测量 Us,Ui,UL 计入 32 表 Us(mV) Ui(mV) UL(V) Uo(V) Av Rf(K) Ro(K)基本放大器 5.0 0.5 0.25 0.48 500 1.11 2.208Us(mV) Ui(mV) UL(V) Uo(V) Avf Rif(K) Rof(K)负反馈放大器 5.0 2.3 0.14 0.20 87 8.52 1.028表 32（2）保持 Us 不变， ，断开负载电阻 RL，测量空载时的输
10、出电压 Uo 计入 32表2.观察负反馈对非线性失真的改善（1）实验电路改接成基本放大器形式，在输入端加入 f=1KH 的正弦信号，输出端接示波器，逐步增大输入信号的幅度，使输出波形开始出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。其波形如下图一：（2）再将实验电路改接负反馈放大器形式，增大输入信号幅度，使输出电压幅度的大小与（1）相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。其波形如下图二：图一 图二实验总结（1）将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值进行比较。Us(mV) Ui(mV) UL(V) Uo(V) Av Rf(K) Ro(K)基本放大器5.0 0.5 0.25 0.48 5
11、00 1.11 2.208Us(mV) Ui(mV) UL(V) Uo(V) AvfRif(K)Rof(K)测量值负反馈放大器 5.0 2.3 0.14 0.20 87 8.52 1.028（2）根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。电压串联负反馈对放大电路的影响：与基本放大电路实验时相比，其输入电阻变大，使电路在采集原始信号时其真度提高，即与上一级电路的衔接性增强；其输出电阻减小式电路携带负载的能力提高；同时其带宽增加；电路的的稳定性也有所增加；但是其放大倍数明显变低。预习要求（1）估算放大器的静态工作点。 （=100）Ucc=12V,Ui=0VUE(V) Uc(V) Ic(m
12、A)第一级 2.222 7.2 2.0第二级 2.222 7.2 2.0(2)怎样把负反馈放大器改接成基本放大器? 为何要把 Rf 并接在输入和输出端？将负反馈放大电路的交流等效电路图画出来，并将负反馈网络等效在输入和输出端其电路图如下：R10kRB1415kRF110RC12.4kRB2315kRBE21.5k RC22.4kRF8.2kRBE11.513k IC2IC1RF8.2k RL2.4kAC Volts+8.8US在画基本放大电路时其交流等效电路图应与上图的一样，所以要把 Rf 并接在输入和输出端。(3)估算基本放大器的 Av，Ri 和 Ro 估算负反馈放大器的 Avf，Rif 和
13、 Rof，并验算它们之间的关系。Avf=Av/(1+FAv) Rif=Ri(1+FAv) Rof=Ro/(1+FAv)(4)如按深度负反馈估算，则闭环电压放大倍数 Av=？和测量值是否一致？为什么？闭环电压放大倍数 Av=83 和测得值不一样，此电路的反馈系数很小，不能用深度负反馈的即使计算来计算。(5)如输入信号失真，能否用负反馈来改善？不能用负反馈来改善输入失真，因为电路所接受的信号本身就是失真的，即使经过负反馈调节的输出波形正常其所得的信号也是失真的。实验总结通过这次实验我对负反馈电路有了新的认识，在分析电路实验时，可将电路整体等效为一个放大电路和一个负反馈，通过对输入及输出端的电压电流
14、进行测量，中间环节可以不去刻意分析，这样在做实验和理解时更加简便快捷。实验可以使我们对理论了解更深入透彻，在实验分析中将课本内容融汇进去.实验三 射极跟随器实验一、实验目的1、 掌握射极跟随器的特性及测试方法2、 进一步学习放大器各项参数测试方法2、实验仪器DZX-1 型电子学综合实验装置 一个、TDS 1002 示波器 一个、数字万用表 一个、色环电阻 一个、螺丝刀 一把、导线若干三、实验原理射极跟随器的原理图如图 1 所示。 它是一个电压串联负反馈放大电路，它具有输入电阻高，输出电阻低，电压放大倍数接近于 1，输出电压能够在较大范围内跟随输入电压作线性变化以及输入、输出信号同相等特点。图
15、1 射极跟随器射极跟随器的输出取自发射极，故称其为射极输出器。1、输入电阻 Ri 图 1 电路Rir be(1)R E如考虑偏置电阻 RB和负载 RL的影响，则RiR Br be(1)(R ER L)由上式可知射极跟随器的输入电阻 Ri比共射极单管放大器的输入电阻 RiR Br be要高得多，但由于偏置电阻 RB的分流作用，输入电阻难以进一步提高。输入电阻的测试方法同单管放大器，实验线路如图 2 所示。图 2 射极跟随器实验电路（其中，R L的测量值为 0.995 ，取 1.00 ；R 的测量值为 1.98 ）KKRUIRisi即只要测得 A、B 两点的对地电位即可计算出 Ri。2、输出电阻
16、RO 图 1 电路 r beEbeO如考虑信号源内阻 RS，则 )R( )(BSbeEBbeO 由上式可知射极跟随器的输出电阻 R0比共射极单管放大器的输出电阻 ROR C低得多。三极管的 愈高，输出电阻愈小。输出电阻 RO的测试方法亦同单管放大器，即先测出空载输出电压 UO，再测接入负载RL后的输出电压 UL，根据 OLR即可求出 R O L1)U(3、电压放大倍数图 1 电路 1)R (1r )ALEbeu上式说明射极跟随器的电压放大倍数小于近于 1，且为正值。 这是深度电压负反馈的结果。但它的射极电流仍比基流大(1)倍， 所以它具有一定的电流和功率放大作用。4、电压跟随范围电压跟随范围是
17、指射极跟随器输出电压 uO跟随输入电压 ui作线性变化的区域。当 ui超过一定范围时，u O便不能跟随 ui作线性变化，即 uO波形产生了失真。为了使输出电压uO正、负半周对称，并充分利用电压跟随范围，静态工作点应选在交流负载线中点，测量时可直接用示波器读取 uO的峰峰值，即电压跟随范围；或用交流毫伏表读取 uO的有效值，则电压跟随范围U0P-P2 UO四、实验内容1、听课。动手做实验前，听指导老师讲课，知道实验过程的注意事项，掌握各测量器材的使用方法。2、按图 2 组接电路；静态工作点的调整接通12V 直流电源，在 B 点加入 f1KHz 正弦信号 ui，输出端用示波器监视输出波形，反复调整
18、 RW及信号源的输出幅度，使在示波器的屏幕上得到一个最大不失真输出波形，然后置 ui0，用万用表直流电压档测量晶体管各电极对地电位，将测得的原始数据记入表 1。表 1 晶体管各电极对地电位 UE、U E和 UC以及流过 RE电流 IEUE(V) UB(V) UC(V) IE（mA）6.55 7.31 12.00 2.4（在下面整个测试过程中保持 RW值不变（即保持静工作点 IE不变） ）2、测量电压放大倍数 Au接入负载，在 B 点加 f1KHz 正弦信号 ui，调节输入信号幅度，用示波器观察输出波形 uo，在输出最大不失真情况下，用示波器测 Ui、U L值。将原始值记入表 2。表 2 Ui、
19、U L的值和电压放大倍数 AuUi（V） UL（V） Au1.290 1.251 0.973、测量输出电阻 R0接上负载 RL1K，在 B 点加 f1KHz 正弦信号 ui，用示波器监视输出波形，测空载输出电压 UO，有负载时输出电压 UL，将原始值记入表 3。表 3 空载输出电压 UO、有负载时输出电压 UL和输出电阻 R0U0（V） UL（V） RO(K)1.271 1.243 9.24、测量输入电阻 Ri在 A 点加 f1KHz 的正弦信号 uS，用示波器监视输出波形，分别测出 A、B 点对地的电位 US、U i，将原始值记入表 4。表 4 A、B 点对地的电位 US和 Ui以及输入电阻
20、 RiUS（V） UI（V） Ri(K)1.294 1.256 85、测试跟随特性接入负载 RL1K，在 B 点加入 f1KHz 正弦信号 ui，逐渐增大信号 ui幅度，用示波器监视输出波形直至输出波形达最大不失真，并测量对应的 UL值，将原始值记入表 5。表 5 输出波形达最大不失真时的 Ui和 UL值Ui(V) 1.322UL(V) 1.282五、数据处理与分析1、数据处理将表 1 至表 5 的测量原始数据按三位有效数字对应填入表 6 至 10。表 6 晶体管各电极对地电位 UE、U E和 UC以及流过 RE电流 IEUE(V) UB(V) UC(V) IE（mA）6.55 7.31 12
21、.0 2.40表 7 Ui、U L的值和电压放大倍数 AuUi（V） UL（V） Au1.29 1.25 0.972、数据分析 由 24.2K， 83.2 可知，射极跟随器输入电阻高，输出电阻低。ORiRK 由 Au=0.97 可知，射极跟随器的电压放大倍数小于近于 1，且为正值。 这是深度电压负反馈的结果。但它的射极电流仍比基流大(1)倍， 所以它具有一定的电流和功率放大作用。6、实验结论1、射极跟随器输入电阻高，输出电阻低；2、射极跟随器的电压放大倍数小于近于 1。实验四、差动放大电路1 、熟悉差动放大器工作原理2、掌握差动放大器的基本测试方法1.计算下列差动放大器的静态工作点和电压放大倍
22、数电路图2、实验环境：1.示波器2.信号发生器3.数字万用表4.TPE-A3 模拟电路实验箱3、实验步骤：1、将电路图 5.1 接线2、测量静态工作点3、测量差模电压放大倍数4、测量共模电压放大倍数5、在实验台上组成单端输入的差动电路进行下列实验实验内容及数据记录1、将电路图接线2、 测量静态工作点调零将放大器输入端 V11、V12 接地，接通直流电源，调节调零电位器 RP，使VO 0。测量静态工作点：测量 V1，V2，V3 各极各地电压，并填入表 5.1 中。5.1对地电压Vc1 Vc2 Vc3 Vb1 Vb2 Vb3 Ve1 Ve2 Ve3测量值6.29 6.31 -0.74 0 0 -7
23、.77 -0.61 -0.61 -8.393) 测量差模电压放大倍数在两个输入 端各自加入直流电压信号，按有 5.2 要求测量并记录，由测量得到的数据计算出单端和输出的电压放大倍数。接入到 V11t 和 V12，调节 Dc 信号源，使其输出为 0.1 和-0.1.(须调节直流电压源 Ui1=0.1V ,Ui2=-0.1V)4) 测量共模电压放大倍数将输入端 b1 和 b2 短接，接到信号源的输入端，信号源另一端接地。DC 信号先后接 OUT1 和 OUT2测量有关数据后填入表 5.32.，由测量得到的数据计算出单端和双端输出的电压放大倍数，并进一步计算出共模抑制比。5.2差模输入 共模输入 抑
24、制比测量值 计算值 测量值 计算值 计算值Uc1 Uc2 Uo双Ad1 Ad2 Ad双Uc1 Uc2 Uco双Ac1 Ac2 Ac双CMRR+0.1V6.29 6.31 -0.02 0.0050.0050 186.5-0.1V10.082.55 7.46 -16.8616.86 -33.716.29 6.31 -0.02 0.0050.0050 186.55、在实验台上组成单端输入的差放电路进行实验。将 b2 接地，组成单端输入差动放大器。在 b1 端先后输入直流信号，测量单端和双端输出的电压值。填入表 5.3 计算单端输入时单端和双端输出的电压放大倍数。并与表 5.2 中双端差模电压放大倍数进行比较。差分放大电路性能和特点：输入阻抗较高,抗干扰能力强是对双极性晶体管电路而言的.输入阻抗越高，抗干扰能力就强共模抑制比高（对差模信号有放大作用，对共模信号没有放大作用）通常情况下，差动放大器用来放大微弱电信号的。电压值输入信号 Ui测量仪计算值Uc1 Uc2 Uo放大倍数(单端)放大倍数(双端)直流+0.1V 4.76 7.84 -3.70 -52.3 -119.4直流-0.1V 8.13 4.47 3.64 -53.2 -119.8
