电工与电子技术实验——单管交流电压放大电路
时间:2022-09-19 05:30:00
文章目录
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- 实验目的
- 实验原理
- 实验过程与原始数据
- 思考题
- 实验经验和建议
- 凉梦空间
实验目的
(1) 掌握晶体管放大电路静态工作点的调试方法。
(2) 了解静态工作点的变化对放大电路性能的影响。
(3) 了解饱和失真和截止失真对放大电路输出电压波形的影响。
(4) 进一步熟悉模拟实验平台的各种基本操作。
实验原理
(1) 实验原理:单管交流电压放大电路最典型的电路是共发射极压偏置交流电压放大电路,原理图如下。在原理图中,晶体管是非线性元件。为了使放大器不产生非线性失真,必须在放大区域建立合适的静态工作点。若Q点过低(IB小,则IC小,UCE大),晶体管进入截止区,产生截止失真;Q点过高(IB、IC大,UCE晶体管进入饱和区,产生饱和失真。调整基极电阻RP静态工作点可以调整。电压放大倍数为
(2) 原理图:
实验过程和原始数据
- 调整静态工作点
(1) 实验过程:先根据UCE=1/2VCC计算出电阻RP电阻值的一般范围,然后是电阻RP赋值,运行电路图,不断对电阻RP对电阻值进行微小调整,直至出现符合要求的静态工作点。
(2) 原始数据:
RB1=20kΩ,RB2=20kΩ,RC=2.4kΩ,RE=1kΩ,C1=10μF,C2=10μF,CE=47μF,VCC=12V,Ui=10mV(有效值),频率f=1kHz
- 测量电压放大倍数
(1) 实验过程:测量静态工作点后,保持静态工作点不变,连接信号源。在画布中插入电阻RL,开始时RL无需接入电路,即RL=∞,运行电路图,测量UO并计算Au;然后将RL接入电路的电阻分别为10kΩ和1k重复上述过程的欧姆。
(2) 原始数据:
RB1=20kΩ,RB2=20kΩ,RC=2.4kΩ,RE=1kΩ,RP=44.67kΩ,C1=10μF,C2=10μF,CE=47μF,VCC=12V,Ui=10mV(幅值),频率f=1kHz
- 观察静态工作点对输出电压波形的影响
(1) 实验过程:
① 最佳静态工作点:调整RP,在最佳位置观察静态工作点的输出电压波形,然后断开信号源,测量UBE、UCE、VB电压值和IB、IC的电流值。
② 饱和失真:将RP电阻值逐渐降低,输入信号保持不变,观察输出电压波形,使波形饱和失真。然后断开信号源,测量UBE、UCE、VB电压值和IB、IC的电流值。
③ 增加输入信号:输入信号Ui=10mV,频率f=1kHz,调节RP,达到最佳静态工作点。然后逐渐增加Ui,观察输出电压波形,使输出电压波形饱和失真和截止失真UBE、UCE、VB电压值和IB、IC的电流值。
(2) 原始数据:
RB1=20kΩ,RB2=20kΩ,RC=2.4kΩ,RE=1kΩ,C1=10μF,C2=10μF,CE=47μF,VCC=12V
四、实验结果及分析
- 调整静态工作点
(1) 实验结果:
- 测量电压放大倍数
(1) 实验结果:
(2) 分析:电压放大倍数Au负载阻值RL减少和减少。
- 观察静态工作点对输出电压波形的影响
(1) 实验结果:
(2) 分析:当输入信号合适时,如果静态工作点过高,就会出现饱和失真,如果静态工作点过低,就会出现截止失真;当静态工作点合适时,如果输入信号振幅过大,则导致电路饱和失真和截止失真。
思考题
(1) 晶体管的静态工作点不合适。Q点击过低会导致截止失真,Q过高会导致饱和失真。可以调整RB获得最佳静态工作点的阻值。
(2) 增大负载RL的阻值。
实验经验和建议
(1) 体会:在本次实验中,我学会了如何寻找放大电路的最佳静态工作点,并测量和计算最佳静态工作点时电路的各项参数;另外,我还学会了测量并分析电压放大倍数随着负载阻值的改变时产生的变化情况;最后,我还进一步理解了产生饱和失真和截止失真的条件以及两种失真对电路输出电压波形的影响。本实验是对放大电路的综合考虑,大大提高了我对放大电路原理和原理图、失真条件、输出电压特性、电压电流放大倍数的理解。
(2) 建议:在本实验中,部分原则和步骤难以理解,操作难以实现,希望在正式实验前提示和指导实验过程中可能出现的关键和难点问题。
敲黑板!
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