1、 模拟电子技术实验指导书王行娟 主编湖北工业大学商贸学院电子信息工程系目 录实 验 要 求 1低频实验箱简介 2实验一 常用电子仪器的使用 4实验二 单级阻容耦合放大器 6实验三 差分放大器 10实验四 集成运算放大器的基本应用 13实验五 函数信号发生器 17实验六 负反馈放大器 21实验七 互补对称功率放大器（选做） 25实验八 集成电路 RC 正弦波振荡器（选做） .291实 验 要 求1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务，预习要求如下：（1）认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的结果。（2）完成各实验“预习要求”中指定的内容。（3）熟悉实验任务。 （4）复
2、习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。2、使用仪器和实验箱前必须了解其性能，操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。3、实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。4、模拟电路实验注意：（1）在进行小信号放大实验时，由于所用信号发生器及连接电缆的缘故，往往在进入放大器前就出现噪声或不稳定，有些信号源调不到毫伏以下，实验时可采用在放大器输入端加衰减的方法。一般可用实验箱中电阻组成衰减器，这样连接电缆上信号电平较高，不易受干扰。（2）做放大器实验时如出现波形削顶失真甚至变成方波，应检查工作点设置是否正确，或输入信号是否过大，由于实验箱所用
3、三极管 hfe 较大，特别是两级放大电路容易饱和失真。5、实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟，发烫或有异味）应立即并断电源，保持现场，报告指导老师。找出原因，排除故障，经指导老师同意再继续实验。6、实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。7、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果（数据、波形、现象） 。所记录的实验结果经指导老师审阅签字后再拆除实验线路。8、实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头、并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。9、实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。2低频实验箱简介一、电源部分（1）直流（DC）电源：提供12V、5V 以及
4、从 120V 可以线性调节的电源。（2）交流（AC）电源：提供交流 15V 电源。二、信号源部分提供从 40HZ200KHZ 的信号源，信号波形可选择为方波，三角波或正弦波，幅度及频率都可调。三、其它元件部分实验箱有电动机、灯泡、喇叭、麦克风、信号变压器等部分，以提供实验时使用。四、实验板部分1、模块化：3本实验箱采用模块化设计，箱底有12V、5V 以及 Grand 电源部分，可将需用实验仪拆到平台上使用。2、短路保护本实验箱具有短路保护功能，当正负电源短路时，实验箱将发出警报。3、实验板实验板分为白色板、蓝色板和接线板。白色板的线路已经连接，但是元件未焊接上去，需要实验者用连线的方式接上去。
5、白色板蓝色板的线路已经连接，而且元件已经焊接上去，大小就如板上所标，实验者只需连接虚线部分就可做实验。蓝色板接线板部分横向孔之间不导通，纵向孔之间导通，以供实验在需要时外接一些实验箱上没有的线路。4实验一 常用电子仪器的使用一、实验目的：学习、掌握常用电子仪器的调整和正确使用方法。二、实验说明：示波器、信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表及数字万用表是电子技术实验常用的几种仪器。信号发生器用来产生频率，幅度都可调，波形可选择的信号。直流稳压电源为各种实验电路提供供电电源。示波器是一种用来观测各种周期电压（或电流）波形的仪器。常用的有日本岩崎 SS-7802、日本建伍 CS-4125、西安友太
6、 DOS-622 等示波器，它们都为20MHZ 以下的通用型示波器。三、预习要求：1、复习有关仪器的原理、指标、调试及使用方法。2、阅读实验指导书，了解实验基本内容和步骤。3、预习报告中所列有关内容和待填表格，在实验前需交实验指导教师批阅。四、实验内容：1、示波器的使用（1）示波器的调整示波器接通电源，待预热后顺时针调节“辉度”旋钮，将触发方式开关置AUTO，并使 Y 轴、X 轴位移旋钮置中，屏幕上显示出一条扫描基线，调“聚集”旋钮使基线细而清晰。（2）练习并掌握下列旋钮的作用调整函数信号源输出 2V、1KH Z 信号，作为示波器输入信号。调节示波器有关旋钮，使屏幕上显示出清晰而稳定、幅度为
7、4 格的三个完整波形，按表 11 逐一了解各旋钮功能，注意每次动一个旋钮，作完后恢复原状，再作另一个旋钮。表 11Vdiv 位置信号源Vp-p 值 格数5电压值换算成有效值相对误差（3）用示波器测量信号幅度调整信号源 =1KHZ，输出为 2V。示波器“微调”旋钮至“校准”位置，适当改变 V/div 的位置，测试表 12 的内容。表 12屏幕显示结果记录旋钮名称逆时针旋 位置适中 顺时针旋 功能分析LEVELTIMEdiv细 调Vdiv细 调VdivTIMEdiv五、实验报告要求：1、根据实验记录，列表整理、计算实验数据，描绘观察到的波形图。2、通过本实验总结如何正确使用示波器。6实验二 单级阻
8、容耦合放大器一、实验目的：1、学会放大器电路的设计、安装及调试方法。2、学会测量放大器的静态工作点及其调整方法。3、掌握放大器的放大倍数的测量方法。4、进一步掌握双踪示波器、函数发生器、万用表和直流稳压源的使用方法。二、预习要求1、复习单级共射放大电路静态工作点的设置。2、复习模拟电路电压放大倍数的计算方法。三、实验原理：1、电路原理图：图 21 分压式阻容耦合共射放大器图 2-1 所示的阻容耦合共射放大器采用的是分压式电流负反馈偏置电路。放大器的静态工作点 Q 主要由 Rb1、Rb2、Re、Rc 及电源电压 +Vcc 所决定。该电路利用电阻 Rb1、 Rb2 分压的固定基极电位 VBQ。如果
9、满足条件 I1IBQ，当温度升高时：ICQ VEQ VBEI BQI CQ，结果抑制了 ICQ 的变化，从而获得稳定的静态工作点。2、静态工作点的选取71212（1）电路静态工作点的确定对于小信号放大器，一般取 ICQ=0.52mA，V EQ=（ 0.50.5）Vcc。一旦电路确定后，静态工作点可由下式计算：ICQ IEQ=VEQ/ReICQ= IBQVCEQ=VCC- ICQ（R C-Re）（2）静态工作点的测量与调整测量工作点主要是测量 ICQ、V CEQ 和 VBEQ，由于 IBQ 很小（A 数量级） ，一般不测量，只公式计算。静态工作点的测量方法如下：a输入端不输入信号，并将输入端短路
10、，将直流稳压源调到 Vcc 值，然后接入电路。b检查放大器各级电压，判断电路是否正常工作。用万用表的直流电压档测量图 2-1 中 VCQ 和 VEQ 的电压值。若 VCQ、V CC 或 VEQ 为 0，说明 ICQ=0，晶体管工作在截止区；若 VCQ 太小，即 VCQ-VEQ=VCEQ0.5V ，说明 ICQ 太大，使 Rc 上压降太大，晶体管工作在饱和区；若 VCEQ 为正几伏，说明晶体管工作在放大区。然后测量 VB 和 VE 的电压值，则 VBE=VB-VE，正常的 VBE 值，锗管 VBE=0.2V，硅管VBE=0.7V。当各级电压都正常时，说明晶体管处于放大工作状态。但测量的工作点不符
11、合要求时，一般调节上偏置电阻 RB1 的大小来改变 IBQ 的值，以达到符合工作点电流 ICQ 和电压 VCEQ 的要求。三极管三种工作状态极间电压的典型关系（参考值）截止状态 放大状态 饱和状态三极管类型Uce Ube Uce Ube Uce UbeNPN 硅管 Uc 0.5V或负值 Uc 0.60.7V 0.20.3V 0.7VPNP 锗管 Uc -0.1V或正值 Uc -0.3V -0.1V -0.3V3、电路的性能指标与测试方法晶体管放大器的主要性能指标有电压放大倍数 AV，输入电阻 Ri，输出电阻Ro 及通频带 BW，这里重点介绍电压放大倍数的计算与测试， 方法如下：8（1）电压放大
12、倍数 bcLOVrRiA式中 RL=RC/RL，r be 为晶体管输入电阻，即 )(2630)(26)1( mAIVmIbe CQEQ测量电压放大倍数实验实际上是测量放大器的输入电压 Vi 和输出电压 Vo 的值，在波形不失真的条件下，如果测出 Vi（有效值）或 Vim（峰值）与 Vo（有效值）或 Vom（峰值） ，则 oiAV三、实验内容：1、静态工作点的测量与调整。按图 2-5,组装单级共射放大电路，经检查无误后，按通电源+12V。2、输入信号短接到地。3、调节电位器，并用万用表直流电压档测量三极管的各个电极的电压，保证三极管工作在放大状态。2、电位器调节好后，将测量值记于表 2-1 中。
13、表 21VCQ VEQ VBQ VCEQ VBEQ ICQ=VEQ/Re图 25 设计举例的实验电路93、测量放大倍数 AV将函数发生器接入电路的输入端，调节函数发生器使其输出f=1KHZ，V S=0.3V，在输出不失真的情况下，用示波器观察 Vi 和 Vo 电压的幅值和相位。 ，将记录结果填入表 22 中。表 22Vi VO AV =VO/Vi六、实验报告：1、认真记录和整理测试数据，按要求填入表格并画出波形图。2、对测试结果进行理论分析，找出产生误差的原因。七、实验器材：电子线路实验箱 一台双踪示波器 一台万用表 一只元器件及工具 一套连线 若干其中，模拟电子线路实验箱用到函数发生器、直流
14、稳压电源模块，元器件模组以及“单级共射放大电路”电路模板。10实验三 差分放大器一、实验目的：1、熟悉差分放大器的工作原理。2、掌握差分放大器的基本测试方法。3、掌握差分放大电路的动态参数测量方法。4、学会设计具有恒流源的差分放大电路的调试。二、预习要求1、复习差分放大器工作原理及其性能分析方法。2、阅读实验原理，熟悉实验内容及步骤。二、实验原理：图 3-1 带恒流源的差分放大电路实验电路见图 3-1，这是一个带恒流源的差动放大电路。它具有静态工作点稳定、对共模信号有高抑制能力，而对差模信号有放大能力的特点。根据结构，该电路有四种形式：单端输入、单端输出；单端输入、双端输出；双端输入、单端输出
15、和双端输入、双端输出。以下是差分放大器 4 种接法的差模电压增益的情况如下：差模特性连接方式差模电压增益AVD11双端输入-双端输出 2/LCLbeBIVDRrA单端输入-双端输出 同上双端输入-单端输入 LCLbeBVDRrA/)(1单端输入-单端输出 同上* 未考虑信号源内阻 RS，忽略 RP。从表中看出，不论是双端输入还是单端输入，其输入电阻 Rid 均相等。双端输出时的差模特性完全相同，单端输出时的差模特性也完全相同。差模电压增益 AVD 的测量方法是，输入差模信号 Vi 的正弦波，设差分放大器为单端输入双端输出接法，用双踪示波器观测 VC1 及 VC2， （它们应是一对大小相等、极性
16、相反的不失真正弦波） ，用晶体管毫伏表分别测量 VC1、V C2 的值后，用下式计算：双端输出时的差模电压增益： （6）iCVDA21如果 VC1 与 VC2 不相等，则说明放大器的参数不完全对称。若 VC1 与 VC2 相差较大，则应重新调整静态工作点，使电路性能尽可能对称。四、实验内容及步骤：1、按照实验原理图 3-2 所示，连接电路。12图 3-2 带恒流源差分放大电路的连接线路图2、测量静态工作点(1) 放大器的调零将输入端短路并接地，接通直流电源 12V。为调节电路的对称性，用万用表电压档测量三极管 Q1、Q2 的集电极对地的电压，并调节 330 欧电位器，使其满足 VC1Q =VC
17、2Q；(2) 测量静态工作点零点调好后，再调节 10K 电位器，并用万用表直流电压档测量 Q1、Q2 各极对地电压，并使 VC1Q、V C2Q 的电压值适中，以保证三极管工作在放大区。测量结果填入表 3-1 中。表 3-1VC1Q VC2Q VB1Q VB2Q VE1Q VE2Q3、测量交流信号差模电压放大倍数(1) 调节信号源，使其输出 f=500Hz，Vi=0.2V；(2) 电路结构选择单端输入，双端输出的方式，并将信号源接入到电路中；(3) 用示波器分别观察电路中 VC1 和 VC2 的波形，并读取幅值。计算差模电压放大倍数。数据记录在表 3-2 中(注意：输入交流信号时用示波器监视 ，
18、 波形，若出现失真现象时，1O2可减小输入电压值，使 ， 都不失真为止。)1O2表 3-213信号源 Vi VC1 VC2 放大倍数 AVD五、实验报告要求1、整理实验数据，计算 Avd。2、总结差分放大电路的性能和特点。六、实验器材：模拟电子线路实验箱 一台 双踪示波器 一台万用表 一台 连线 若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“差动放大电路”模板。14实验四 集成运算放大器的基本应用一、实验目的：1、掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路。2、掌握比例、求和运算电路的特点及性能。3、学会上述电路的测试和分析方法。4、掌握各电路的工作原理。二、预习要
19、求1、复习比例运算电路的工作原理。2、复习求和运算电路的工作原理。三、实验原理及参考电路（一） 、比例运算电路1工作原理比例运算（反相比例运算与同相比例运算）是应用最广泛的一种基本运算电路。a反 相 比 例 运 算 ,最 小 输 入 信 号 等 条 件 来 选 择 运 算 放 大 器 和 确 定 外 围 电 路 元minU件 参 数 。如下图所示。AV i V oR F1 0 0 k R 11 0 k R 21 0 k AB输入电压 经电阻 R1 加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻 R2iU接地。输出电压 经 RF 接回到反相输入端。通常有： R2=R1/RFO由于虚断，有 I+=0
20、 ，则 u+=-I+R2=0。又因虚短，可得：u -=u+=0 由于 I-=0，则有 i1=if，可得： Fo1i由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为： 1iifFoufRAb同相比例运算15AV iV oR F1 0 0 k R 11 0 k R 21 0 k AB输入电压 接至同相输入端，输出电压 通过电阻 RF 仍接到反相输入端。iUOUR2 的阻值应为 R2=R1/RF。根据虚短和虚断的特点，可知 I-=I+=0,则有 oFuRu1且 u-=u+=ui，可得： ioFu11FioufRA（二）求和运算电路1反相求和基本电路如下图所示AV i 2V oR F1 0 0 k R 11
21、 0 k R 31 0 k ABR 21 0 k V i 1 2/F根据“虚短” 、 “虚断”的概念12iioFuR12()FoiiRuu当 R1=R2=R，则 12()oi2同相求和由读者自己分析。四、实验内容1. 反相比例放大器实验电路如图 4-1 所示。接好电路后，接通 12v 的直流电源。16AV i V oR F1 0 0 k R 11 0 k R 21 0 k AB图 4-1 反相比例放大器实验电路由给定的实验模块进行电路设计，在输入端加人频率 的正10,.5ifHzV弦信号，测量输出端的信号电压 Vo 并用示波器观察 Vo,Vi 的相位关系，记录于表4.1 中。表 4.1Vi(V
22、) Vo(V) Vi 波形 Vo 波形 VA实测值 计算值2. 同相比例放大器 AV iV oR F1 0 0 k R 11 0 k R 21 0 k AB图 4-2 同相比例放大器实验电路由给定的实验模块进行电路设计，在输人端加入频率 的正10,.5ifHzV弦信号，测量输出端的信号电压 Vo 并用示波器观察 Vo，Vi 的相位关系，记录于表 4.2 中。表 4.2Vi(V) Vo(V) Vi 波形 Vo 波形 VA实测值 计算值3反相求和放大电路实验电路如图 4-3 所示。按表 4.3 内容进行实验测量。表 4.3Vi1（V） 0.3 -0.3Vi2（V） 0.2 0.217Vo（V）AV
23、 i 2V oR F1 0 0 k R 11 0 k R 31 0 k ABR 21 0 k V i 1图 4-3 反相求和放大电路五、实验报告要求1总结本实验中 3 种运算电路的特点及性能。2分析理论计算与实验结果误差的原因。六、实验仪器模拟电子线路实验箱 一台 双踪示波器 一台万用表 一台 连线 若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“比例求和运算电路”模板。18实验五 函数信号发生器一、实验目的：1、掌握波形发生器的基本设计方法。2、掌握波形发生器的调试和测量。3、熟悉波形变换方法及了解误差原因二、预习要求1、复习方波发生电路的工作原理。2、复习三角
24、波发生电路的工作原理。三、实验原理：1方波发生器方波产生电路是一种能够直接产生方波或矩形波的非正弦信号发生电路。由于方波波包含极丰富的谐波，因此，这种电路又称为多谐振荡器。方波波产生电路如图 5-1 所示，它是在迟滞比较器的基础上，把输出电压经Rf、 C 反馈集成运放的反相端。在运放的输出端引入限流电阻 R 和两个稳压管而组成的双向限幅电路。AV oORR 2R 1NV cV zD z 1D z 1R fC图 5-1 方波产生电路图 5-2 画出了在 时的一个方波的典型周期内输出端及电容 C 上的电压波形。当 时， ，则在 的时间内电容 C 上的电压 vc 将以指数规律由 向+ Vz 方向变化
25、， 得出19图 5-2 方波波形通常将矩形波为高电平的持续时间与振荡周期的比称为占空比。对称方波的占空比为 50%。如需产生占空比小于或大于 50%的矩形波，只需适当改变电容 C的正、反向充电时间常数即可。2锯齿波发生器锯齿波和正弦波、矩形波、三角波是常用的基本测试信号。锯齿波产生电路的种类很多，这里仅以图 5-4 所示的锯齿波电压产生电路为例，讨论其组成及工作原理。图 5-4 锯齿波产生电路()电路组成由图 5-4 可见，它包括同相输入迟滞比较器（A 1）和充放电时间常数不等的积分器（A 2）两部分，共同组成锯齿波电压产生电路。()工作原理20图 5-5 锯齿波波形设 时接通电源，有 ，则V
26、 Z 经 R6 向 C 充电，使输出电压按线性规律增长。当 vO 上升到门限电压 使 时，比较器输出 vO1 由V Z 上跳到+ VZ，同时门限电压下跳到 VT值。以后 经 R6 和 D、R 5 两支路向 C 反向充电，由于时间常数减小，v O 迅速下降到负值。当 vO 下降到下门限电压 VT使 时，比较器输出 vO1 又由+V Z 下跳到V Z。如此周而复始，产生振荡。由于电容 C 的正向与反向充电时间常数不相等，输出波形 vO 为锯齿波电压，v O1 为矩形波电压，如图 5-5 所示。可以证明，设忽略二极管的正向电阻，其振荡周期为（10）显然，图 5-4 所示电路，当 R5、D 支路开路，
27、电容 C 的正、反向充电时间常数相等时，此时，锯齿波就变成三角波，图 5-4 所示电路就变成方波（v O1）-三角波（v O）产生电路，其振荡周期为 。 四、实验内容1方波发生电路图 5-6 方波产生实验电路21（1）实验电路如图 5-6 所示。（2）按电路图 5-6 连接好电路，用示波器观察 Vc、Vo1 波形及频率。2三角波发生电路实验电路如图所示 5-7 所示。图 5-7 三角波发生实验电路按图接线，用示波器观察输出波形，并将输出波形描绘在坐标纸上，分别观测 Vo1 及 Vo2 的波形并记录在下图中。图 5-7 绘制各级电压波形五、实验报告要求1、用记录所有的输出波形。2、写出实验心得体
28、会。六、实验器材模拟电子线路实验箱 一台 双踪示波器 一台万用表 一台 连线 若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“波形发生电路”模板22实验六 负反馈放大器一、实验目的1、加深理解负反馈对放大电路性能的影响2、掌握放大电路开环与闭环特性的测试方法二、预习要求1、复习电压串联负反馈的有关章节，熟悉电压串联负反馈电路的工作原理以及对放大电路性能的影响。2、阅读实验原理，熟悉实验内容及步骤。三、实验原理1、基本概念及分类：负反馈放大器就是采用了负反馈措施（即将输出信号的部分或全部通过反馈网络送回输入端，以削弱原输入信号）的放大器。负反馈放大器有电压串联、电压
29、开联、电流串联和电流并联四种基本组态。由其方框图有 ，D=1+AF 称为反馈深度，当 D1 时，FifAX10。FAf12、负反馈放大器对性能的影响：（1）放大倍数的稳定性提高。 AFAf 1该式表明：引入负反馈后，放大器闭环放大倍数 的相对变化量 比开环f fA放大倍数的相对变化量 减少了（1+AF）倍，即闭环增益的稳定性提高了A23（1+AF ）倍。（2）负反馈可扩展放大器的通频带引入负反馈后，放大器闭环时的上、下截止频率分别为： 1Hf HLLfAFff可见，引入负反馈后， 向高端扩展了 倍，从而加宽了通频带。Hf 1（3）减小非线性失真及抑制噪声。（4）对输入、输出电阻的影响。串联负反
30、馈输入电阻增加，并联负反馈输入电阻减小；电压负反馈输出电阻减小，电流负反馈输出电阻增大。四、实验内容及步骤：负反馈共有四种类型，本实验仅对“电压串联” 负反馈进行研究。实验电路由两级共射放大电路引入电压串联负反馈，构成负反馈放大器。其电路图 6-1 所示：图 6-1 负反馈放大器实验电路1、测量电路在线性放大状态时的静态工作点从信号源输出 f1KHz，Vi100mv 正弦信号，调节 Rw1、Rw2，使 Vo 波形达到最大不失真。关闭信号源，并使 Vi=0，用电压表测量 Q1、Q2 的静态工作点，记入下表。表 6-1VCQ VBQ VEQQ124Q22、研究负反馈对放大器性能的影响（1）观察负反
31、馈对放大器电压放大倍数的影响将开关 K 接地或接 1,分别测量基本放大器的电压放大倍数 Av 和负反馈放大器的电压放大倍数 Avf。Vi VoK 接地K 接 1K 接地时：Av =K 接 1 时：Avf =（2）研究负反馈对放大器电压放大倍数稳定性的影响当电源电压 Vcc 由+12V 降低到+9V（或增加到+15V）时，其他条件同上，分别测量相应的 Av 和 Avf，按下列公式计算电压放大倍数的稳定度，并进行比较。Vcc=12V Vcc=9VVo Av（+12V） Vo Av（+9V）K 接地Vo Avf（+12V ） Vo Avf（+9V）K 接 1 (12)(9)10%()vvvfvffA
32、V（3）观察负反馈对非线性失真的影响开环状态下，保持输入信号频率 ,用示波器观察输出波形刚刚出现失1fkHz真时的情况，记录 Vo 的幅值。然后加入负反馈形成闭环，并加大 ，使 幅值达ivo到开环时相同值，再观察输出波形的变化情况。对比以上两种情况，得出结论。结论：五、实验报告要求1认真整理实验数据和波形，填入相应表格中。252分析实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。七、实验元、器件模拟电子线路实验箱 一台 双踪示波器 一台万用表 一台 连线 若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“电压串联负反馈放大电路”模板。26实验七 互补对称功率放大器（
33、选做）一、实验目的 1、了解互补对称功率放大电器的调试方法。2、测量互补对称功率放大电器的最大输出功率、效率。3、了解互补对称功率放大电器的其他性能指标的测量方法。4、熟悉改善互补对称功率放大电器性能的方法。二、预习要求1、复习互补对称功率放大电器的工作原理。2、在 理 想 情 况 下 ， 计 算 实 验 电 路 的 最 大 输 出 功 率 、 管 耗 、 直 流 电 源 供 给 的 功 率和 效 率 。三、实验原理1甲乙类单电源互补对称电路工作原理图 7-1 互补对称功率放大器原理电路图 7-1 是采用一个电源的互补对称原理电路，图中的 T3 组成前置放大级，T 2和 T1 组成互补对称电路
34、输出级。在输入信号 vi =0 时，一般只要 R1、R 2 有适当的数值，就可使 IC3 、V B2 和 VB1 达到所需大小，给 T2 和 T1 提供一个合适的偏置，从而使 K 点电位 VK=VC=VCC/2 。当加入信号 vi 时，在信号的负半周， T1 导电，有电流通过负载 RL，同时向 C充电；在信号的正半周，T 2 导电，则已充电的电容 C 起着双电源互补对称电路中电源- VCC 的作用，通过负载 RL 放电。只要选择时间常数 RLC 足够大（比信号的最长周期还大得多） ，就可以认为用电容 C 和一个电源 VCC 可代替原来的+ VCC 和-V CC两个电源的作用。27值得指出的是，
35、采用一个电源的互补对称电路，由于每个管子的工作电压不是原来的 VCC，而是 VCC/2，即输出电压幅值 Vom 最大也只能达到约 VCC/2，所以前面导出的计算 Po、P T、和 PV 的最大值公式，必须加以修正才能使用。修正的方法也很简单，只要以 VCC/2 代替原来的公式中的 VCC 即可。2自举电路的工作原理图 7-2 带自举电路的互补对称功率放大器原理电路图 7-1 电路虽然解决了工作点的偏置和稳定问题，但在实际运用中还存在其他方面的问题。如输出电压幅值达不到 Vom=VCC/2。现分析如下。在额定输出功率情况下，通常输出级的 BJT 是处在接近充分利用的状态下工作。例如，当 vI 为
36、负半周最大值时， iC3 最小，v B1 接近于+V CC，此时希望 T1 在接近饱和状态工作，即 vCE1= VCES，故 K 点电位 vK= +VCC-VCES VCC。当 vi 为正半周最大值时，T 1 截止，T 2 接近饱和导电，v K=VCES0。因此，负载 RL 两端得到的交流输出电压幅值 Vom= VCC/2。上述情况是理想的。实际上，图 7-1 的输出电压幅值达不到 Vom= VCC/2，这是因为当 vi 为负半周时， T1 导电，因而 iB1 增加，由于 Rc3 上的压降和 vBE1 的存在，当 K 点电位向+ VCC 接近时， T1 的基流将受限制而不能增加很多，因而也就限
37、制了T1 输向负载的电流，使 RL 两端得不到足够的电压变化量，致使 Vom 明显小于VCC/2。如何解决这个矛盾呢？如果把图 7-1 中 D 点电位升高，使 VD +VCC，例如将图中 D 点与+ VCC 的连线切断，V D 由另一电源供给，则问题即可以得到解决。通常的办法是在电路中引入 R3C3 等元件组成的所谓自举电路，如图 7-2 所示。在图 7-2 中，当 vI =0 时，v D=VD=VCC-Ic3R3 ，而 vK=VK=VCC/2，因此电容 T1 两端电压被充电到 VC3=VCC/2-Ic3R3。当时间常数 R3C3 足够大时，v C3（电容 C3 两端电压）将基本为常数（v C
38、3 VC3） ，不随 vi 而改变。这样，当 vi 为负时，T 1 导电， vK 将由 VCC/2 向更正方向变28化，考虑到 vD=vC3+vK=VC3+vK ，显然，随着 K 点电位升高， D 点电位 vD 也自动升高。因而，即使输出电压幅度升得很高，也有足够的电流 iB1，使 T1 充分导电。这种工作方式称为自举，意思是电路本身把 vD 提高了。3参考实验电路本实验参考电路如图 7-3 所示。V i nV o u t+ 1 2 V+2 2 0 FC 14 . 7 F+R 14 7 k R 22 7 k D 2D 1R 6 1 k R 51 R 51 R 34 7 +TT 2R p1 0
39、0 k T 1图 7-3 互补对称功率放大器实验电路图*请读者按照自举电路的工作原理，将此实验参考电路扩展成带自举电路的互补对称功率放大器，完成对比实验。4几项重要指标及其测量方法（1）最大输出功率理想情况下，互补对称功率放大电路的最大输出功率为 282cmoCCo LLIVVPRRA测量方法：给放大器输入 1kHz 的正弦信号电压，逐渐加大输入电压幅值，当用示波器观察到输出波形为临界削波时，用毫伏表测出此时的输出电压 Vo，则最大输出功率为：2omLR（2）直流电源供给的平均功率在理想情况下， （即 时）12omCV4VompP（3）效率 VP（4）最大输出功率时三极管的管耗 PT： TVomP四、实验内容1按图 7-3 所示在实验箱上连接好电路，给 T1、T2 发射结加正偏压，调节R4
