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电工与电子技术实验

2024-07-09 19:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录 实验目的实验原理实验过程与原始数据思考题实验体会与建议凉梦空间

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) 了解静态工作点的改变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) 进一步熟悉仿真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的最典型电路是共发射极分压偏置式交流电压放大电路,原理图如下。在原理图中,晶体管为非线性元件,要使放大器不产生非线性失真,就必须建立一个合适的静态工作点,使晶体管工作在放大区。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小),晶体管将进入饱和区,产生饱和失真。调节基极电阻RP即可调整静态工作点。电压放大倍数为 在这里插入图片描述 (2) 原理图: 在这里插入图片描述

实验过程与原始数据 调整静态工作点 (1) 实验过程:先根据UCE=1/2VCC计算出电阻RP阻值的大致范围,然后将电阻RP进行赋值,运行电路图,不断对电阻RP的阻值进行微小调整,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 在这里插入图片描述测量电压放大倍数 (1) 实验过程:当静态工作点测量完毕之后,保持静态工作点不变,接通信号源。在画布中插入一个电阻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,其阻值分别赋为10kΩ和1k欧姆,重复上述过程。 (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 在这里插入图片描述观测静态工作点对输出电压波形的影响 (1) 实验过程: ① 最佳静态工作点的情况:调节RP,使静态工作点在最佳位置时,观察输出电压波形;然后断开信号源,测量UBE、UCE、VB的电压值以及IB、IC的电流值。 ② 饱和失真的情况:将RP的阻值逐渐减小,输入信号保持不变,观察输出电压波形,使波形出现饱和失真。然后断开信号源,测量UBE、UCE、VB的电压值以及IB、IC的电流值。 ③ 输入信号增大的情况:输入信号Ui=10mV,频率f=1kHz,调节RP,使之达到最佳静态工作点。然后逐渐增大Ui,观察输出电压波形,使输出电压波形同时出现饱和失真和截止失真,测量UBE、UCE、VB的电压值以及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

在这里插入图片描述 四、实验结果及分析

调整静态工作点 (1) 实验结果: 在这里插入图片描述测量电压放大倍数 (1) 实验结果: 在这里插入图片描述 (2) 分析:电压放大倍数Au随着负载阻值RL的减小而减小。 在这里插入图片描述观测静态工作点对输出电压波形的影响 (1) 实验结果: 在这里插入图片描述 (2) 分析:输入信号合适时,如果静态工作点过高,会出现饱和失真,如果静态工作点过低,会出现截止失真;静态工作点合适时,如果输入信号的幅值过大,则会导致电路同时出现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点过低时会导致截止失真,Q点过高时会导致饱和失真。可以通过调整RB的阻值来获得最佳静态工作点。 (2) 增大负载RL的阻值。

实验体会与建议

(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。本次实验是对放大电路的综合考量,极大地增强了我对放大电路的原理及原理图、失真产生条件、输出电压特性、电压电流放大倍数等方面的理解。 (2) 建议:在本次实验中,一些原理和步骤较难理解,而且在操作上不易实现,希望能够在正式实验之前能够对实验过程中可能出现的重点难点问题进行相应的提示和指导。

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