试验四负反馈放大器

实验二实验二晶体管共射极单管放大器晶体管共射极单管放大器 一、实验目的一、实验目的 1、 学会放大器静态工作点的调试方法， 分析静态工作点对放大器性能的影 响。 2、 掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压 的测试方法。 3、 熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验原理二、实验原理 图 2－1 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 R B1 和 R B2 组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E，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 u i 后，在放大器的输出端便可得到一 个与 u i 相位相反，幅值被放大了的输出信号 u 0，从而实现了电压放大。 图 2－1共射极单管放大器实验电路 在图 2－1 电路中，当流过偏置电阻 R B1 和 R B2 的电流远大于晶体管 T 的 基极电流 I B 时（一般 5～10 倍） ，则它的静态工作点可用下式估算 U B  R B1U CC R B1  R B2 U  U BEI E BI C R E U CE＝UCC－IC（RC＋RE） 电压放大倍数 βA V   R C // RL r be 输入电阻 R i＝RB1 / / R B2 / /r be 输出电阻 R O≈RC 由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时， 离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必 要的依据， 在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各 项性能指标。 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。 放大器的测量和调试一般包括： 放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰 与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1、 放大器静态工作点的测量与调试 1)静态工作点的测量 测量放大器的静态工作点，应在输入信号 u i＝0 的情况下进行， 即将放大 器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量 晶体管的集电极电流 I C 以及各电极对地的电位 U B、UC 和 U E。一般实验中，为了避 免断开集电极，所以采用测量电压 U E 或 U C，然后算出 IC 的方法，例如，只要测 出 U E，即可用 I C I E  U E U U C算出 I C（也可根据IC CC，由 U C 确定 I C） ， R E R C 同时也能算出 U BE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 2)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 I（或 U CE） 的调整与测试。C 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 偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时 u O 的负半周将被削底， 如图 2－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一 般截止失真不如饱和失真明显） ，如图 2－2(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 u i，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 2－2静态工作点对 uO波形失真的影响 改变电路参数 U CC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图2－3 所示。但通常多采用调节偏置电阻 R B2 的方法来改变静态工作点，如减小 R B2，则 可使静态工作点提高等。 图 2－3电路参数对静态工作点的影响 最后还要说明的是，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。 如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线 的中点。 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 A V 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 u i，在输出电压 uO 不 失真的情况下，用交流毫伏表测出 u i 和 u o 的有效值 U i 和 U O，则 A V U 0 U i 三、实验设备与器件三、实验设备与器件 1、＋12V 直流电源2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、直流电压表 6、直流毫安表 7、频率计 8、万用电表 9、晶体三极管 3DG6×1(β＝50～100)或 9011×1 （管脚排列如图 2－7 所 示） 电阻器、电容器若干 四、实验内容四、实验内容 实验电路如图 2－1 所示。各电子仪器可按实验一中图 1－1 所示方式连接， 为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器 的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接 在公共接地端上。 1、调试静态工作点 接通直流电源前，先将 R W 调至最大， 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接 通＋12V 电源、调节 R W，使 IC＝2.0mA， 用直流电压表测量 UB、UE、UC 及用万用 电表测量 R B2 值。记入表 2－1。 表 2-1 I C＝2mA 测量值计算值 U B（V） U E（V） U C（V） R B2 （KΩ ） U BE（V） UCE（V） IC（mA） 2、测量电压放大倍数 在放大器输入端加入频率为 1KHz 的正弦信号 u S，调节函数信号发生器的输 出旋钮使放大器输入电压 U i 10mV，同时用示波器观察放大器输出电压 u O 波形， 在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的 U O 值，并用双踪示 波器观察 u O 和 u i 的相位关系，记入表 2－2。 表 2－2 Ic＝2.0mA U i＝ mV R C （KΩ ） R L(KΩ ) 2.4 2.4 ∞ 2.4 U o(V) A V 观察记录一组 u O 和 u 1 波形 3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响 置 R C＝2.4KΩ ，RL＝∞，Ui 适量，调节 R W，用示波器监视输出电压波形，在 u O 不失真的条件下，测量数组 I C 和 U O 值，记入表 2－3。 表 2－3R C＝2.4KΩ RL＝∞ Ui＝ mV I C(mA) U O(V) A V 2.0 测量 I C 时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使 U i＝0） 。 4、观察静态工作点对输出波形失真的影响 置 R C＝2.4KΩ ，RL＝2.4KΩ ， ui＝0，调节 RW 使 I C＝2.0mA，测出 UCE 值，再 逐步加大输入信号，使输出电压 u 0 足够大但不失真。 然后保持输入信号不变， 分别增大和减小 R W，使波形出现失真，绘出 u0 的