电阻分压式单管放大器实验原理与测量

如图4.2.1 所示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uo，从而实现了电压放大。

图4.2.1　共射极单管放大器实验电路

在图4.2.1 所示电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管的基极电流IB时（一般为5～10 倍），则它的静态工作点可用下式估算

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调整与测试

（1）静态工作点的测量

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。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uo的负半周将被削底，如图4.2.2（a）所示；如果工作点偏低，则易产生截止失真，即uo的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图4.2.2（b）所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。因此，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。

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4.2.3 所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点。

图4.2.2　静态工作点对uo波形失真的影响

图4.2.3　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）放大器动态指标的测试

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(www.xing528.com)

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，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值Ui和Uo，则

（2）输入电阻Ri的测量

为了测量放大器的输入电阻，按图4.2.4 所示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

测量时应注意下列几点：

①由于电阻R 两端没有电路公共接地点，因此测量R 两端电压UR时必须分别测出US和Ui，然后按UR＝US－Ui求出UR值。

②电阻R 的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R 与Ri为同一数量级为好，本实验可取R ＝1～2 kΩ。

（3）输出电阻Ro的测量

如图4.2.4 所示电路，在放大器正常工作条件下，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

即可求出

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。

（4）最大不失真输出电压UOPP的测量（最大动态范围）

如上所述，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（见图4.2.5）时，说明静态工作点已经调节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，用示波器测出Uopp即为动态范围。

放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带的测试方法见本书前面章节。

图4.2.4　输入、输出电阻测量电路

图4.2.5　输入信号太大引起的失真