实验一单级阻容耦合放大电路设计.doc

实验一 单级阻容耦合放大电路设计 一、设计任务及目的 设计任务：设计一个分压式偏置的单级的小信号放大器，输入和输出分别用电容和负载隔直流，设计静态工作点，计算电路元件参数，拟定测试方案； 在面包板或万能板上安装电路，测量并调试静态工作点。 测量设计好的偏置电压和电流。 测量所设计电路的实际电压放大倍数。 测量所设计电路的实际输入、输出电阻。 设计目的： 学习晶体管放大器的实计方法。 研究静态工作点对输出波形影响及静态工作点的调整方法。 掌握静态工作、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测试方法。 二、设计要求和指标 已知条件：VCC=+12V，信号源Us=10Mv（P-P），内阻Rs=600Ω，负载RL=2KΩ 主要技术指标：输入内阻Ri2kΩ,输出电压Uo≥0.3V,输出电阻Ro5K. 频率响应20Hz-500KHz ICQ=（0.5-2）mA，VBQ=(3~5)V(理论)， UBQ UBE ICQ=（5-10）IBQ。 三、放大电路的基本原理 下图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。 在上图电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流IB时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算： 理论值设计 根据Ic=Ie,Rbe=Rbb+（1+B） UBQ=4V,Rbb=300Ω,放大倍数为100，可得RE=4KΩ，RB1=10KΩ,RB2=20KΩ UCE＝UCC－IC（RC＋RE）=5.7 电压放大倍数： 　　　 　=-38 输入电阻：　 　Ri＝RB1 // RB2 // rbe＝3.5KΩ 输出电阻： RO≈RC 2. （1）、静态工作点的测量 所谓静态工作点的测量，就是用合适的直流毫安表和直流电压表测量晶管的集电极电流Ie和管压降Vce。 Vb(V) Vbe(V) Ve(V) Vce(V) 测量值 3.6 0.63 3.0 5.9 理论值 4 0.7 3.3 5.7 (2)动态分析 （a）测量电压放大倍数 接入负载2K，在输入端B加f=1KHz正弦波交流信号，调节输入信号幅度，使输出端在示波器频幕上得到一个最大不失真波形，同时测量Vo值 Vi Vo Av=Vo/Vi 测量值 8.2mV -0.35V -40 理论值 8.0mv -0.31v -38 注：vi是设计要求为10mv，这个信号时从函数信号发生器生产生的。 （b）输入、输出电阻的测量 为了测量放大器的输入、出电阻，按图2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， 用交流毫伏表测出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得 图2 输入、输出电阻测量电路 Ri=（Vi/Vs-Vi）*RS Ro=（Vo/Vl-1）*Rl 测量值 2.4 KΩ 4.2 KΩ 理论值 2.3 KΩ 4.0 KΩ 3.元件清单 名称 型号 数量 名称 型号 数量 电阻 4 KΩ 1 三极管 NPN9014 1 电阻 20 KΩ 1 电解电容 10uF 2 电阻 10 KΩ 1 电解电容 100 uF 1 电阻 600Ω 1 电阻 2 KΩ 1 四、电路安装与调试 1. 安装电路 （1）检查元器件：在安装电路前，先用万用表检查三极管的质量，电阻的阻值及电解电容的充放电情况，并用晶体管图示仪测三极管的主要参数。 （2）安装电路：根据设计计算的元件参数，在电路实验箱上插接元器件组装电路。组装时，应尽量按照电路的形式与顺序布线，要求做到元器件排列整齐，密度均匀，不互相重叠，连线尽量做到短和直，避免交叉。对电解电容应注意正负极性，正极性接高电位，负极性接低电位，元件标称值字符朝外以便检查。 安装完毕后，应对照电路图仔细检查看是否有错接、漏接和虚接现象，并用万用表检查底板上电源正负极之间有无短路现象，若有，应迅速排除故障，否则不能通电进行性能测试。 2. 通电测试 （1）通电观察 电路安装经检查确定无误后，即可把经过准确测量的电源电压接入电路，此时不要急于测量数据，应首先观察电路有无异常现象，如有无冒烟、有无异常气味、元件器件是否发烫、电源输出有无短路现象等等。如果有异常现象，应立即切断电源，检查电路，排除故障，待故障排除后方可重新通电测试。 （2）静态工作点的测试与调整 静态工作点是由各级电流和电压来描述的。测量静态工作点只要把I