1、1分压式共射极单管放大器的测试原理图 1 为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用 RB1和 RB2组成的分压电路,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 ui后,在放大器的输出端便可得到一个与 ui相位相反,幅值被放大了的输出信号 u0,从而实现了电压放大。一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此,除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调试技术。图 1 共射极单管放大器实验电路1、 放大器静态工作点的估算、测量与调试1)静态工作点的估算CBBUR21ECI对于硅管 VB7.0ECCERI
2、UB22) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点,在输入端不加信号的情况下,用万用表的直流电压档,分别测量晶体管各电极对地的电位 UB、 UC和 UE。为了避免断开集电极测集电极电流 IC,采用 算出 IC;也可根据 确定 ICECRUICECRI同时也能算出 UBE UB UE, UCE UC UE。3) 静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流 IC(或 UCE)的调整与测试。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。如工作点偏低则易产生截止失真,即 uO的正半周被缩顶,如图 2(a)所示。如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时 uO
3、的负半周将被削底,如图 2(b)所示;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调试,即在放大器的输入端加入一定的输入电压 ui,检查输出电压 uO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。(a) (b)图 2 静态工作点对 uO波形失真的影响注意:上面所说的工作点“偏高”或“ 偏低”不是绝对的,应该是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。改变电路参数 UCC、 RC、 RB( RB1、 RB2) 都会引起静态工作点的变化,如图 3 所示。3
4、图 3 电路参数对静态工作点的影响通常多采用调节偏置电阻 RB2的方法来改变静态工作点,如减小 RB2,则可使静态工作点提高;反之,静态工作点降低。一般将静态工作点调到放大区的中间。2、放大器动态指标测试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(动态范围)和通频带等。1) 电压放大倍数 Au的测量调整放大器到合适的静态工作点,然后加入输入电压 ui,在输出电压 uO不失真的情况下,用示波器测出 ui和 uo的峰峰值 UiP-P、 UOP-P则理论计算式为 其中PiOiPiOuUA2 beLurRALcLR2) 输入电阻 Ri的测量为了测量放大器的输入电阻,按图 4
5、 电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻 R,在放大器正常工作的情况下, 用示波器测出 USP-P和 UiP-P,则根据输入电阻的定义可得 RRRUI PiSPiSPiiSRiii 24图 4 输入、输出电阻测量电路输入电阻的理论计算式为 21/Bbei Rr3) 输出电阻 R0的测量按图 4 电路,在放大器正常工作条件下,用万用表测出输出端不接负载 RL的输出电压UO和接入负载后的输出电压 UL,根据求出输出电阻 ROLiOR1在测试中应注意,必须保持 RL 接入前后输入信号的大小不变。输出电阻的理论计算式为 CO4) 最大不失真输出电压 UOP-P的测量(最大动态范围)如上所述
6、,为了得到最大动态范围,应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下,逐步增大输入信号的幅度,并同时调节 RW(改变静态工作点) ,用示波器观察 uO,当输出波形同时出现削底和缩顶现象(如图 5)时,说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号,使波形输出幅度最大,且无明显失真时,用示波器直接读出 UOP-P来。图 5 静态工作点正常,输入信号太大引起的失真55) 放大器幅频特性的测量放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数 Au与输入信号频率 f 之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图 6 所示,Aum 为中频电压放大倍数,通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的 0.707 倍,所对应的频率分别称为下限频率 fL 和上限频率 fH,统称为截止频率,则通频带 BW0.7f Hf L。图 6 放大电路的幅频特性曲线 注意,在改变频率时,要保持输入信号的幅度不变,且输出波形不得失真。