实验：单管低频放大器的电压放大倍数测量

一、实验目的

① 掌握静态工作点的测量和调试方法。

② 掌握放大器的电压放大倍数测试方法。

③ 研究静态工作点对输出波形失真和电压放大倍数的影响。

④ 了解放大器的输入电阻和输出电阻的测试方法。

二、实验原理

图1.3.1所示放大电路为分压式偏置电路，其静态工作点由UB决定，因此调节RP可改变放大器的静态工作点。由此可计算出IC，UCE的静态参数：

如果静态工作点调得太高或者太低，当输入端加入正弦信号电压ui时，则输出电压u0将会产生饱和或截止失真。

图1.3.1 分压式偏置单管放大电路

测量电压放大倍数时，要求放大器输出为不失真的波形。根据图1.3.2所示放大器的微变等效电路，在不接负载RL时的电压放大倍数为

图1.3.2 放大器微变等效电路

接上负载RL时的电压放大倍数为

其中

从Au的表达式可看出，Rc或RL变化都会影响放大器的电压放大倍数；同时，Au表达式中有一负号，其意义是uo与ui始终反相。

三、实验设备与器件

+12 V直流稳压电源；函数信号发生器；双踪示波器；交流毫伏表；直流电压表；直流毫安表；频率计；万用表；晶体三极管3DG6×1（β=50～100）或9011×1，电阻、电容若干。

四、实验内容

1. 调整静态工作点

选取放大器静态工作点，总的要求是信号工作在三极管输出特性的线性工作区，失真要小，噪声要低，耗电要少。因此对输入微伏（μV）和毫伏（mV）级的中、低频小信号的前置放大器，工作点IC常取0.1～0.5 mA，以减少噪声。对后级放大器，IC可选取0.5～5 mA或根据外接交流负载时能获得最大不失真输出进行调试。而对于已定型线路，则可根据已给定工作点调试。本实验要求按指定工作点和以最大不失真输出为依据调整工作点。

图1.3.3 输出回路等效电路

调整工作点的步骤如下：

① 按IC = 2 mA调整，调节RP，按表1.3.1的要求进行测试，并作记录。

表1.3.1 静态工作点测试值

2. 测试电压放大倍数Au

要求输出端波形不失真，按表1.3.2所列测试条件进行测试。在输入端加频率为1 kHz、ui为10～15 mV的正弦信号。

表1.3.2 电压放大倍数测试(www.xing528.com)

3. 测量输入电阻Ri

在输入端加频率为1 kHz、us为100～150 mV的的正弦信号，用示波器监视输出波形，要求不失真，测us和ui，并记于表1.3.3中。

表1.3.3 输入电阻测试

4. 测量输出电阻Ro

在输入端加 1 kHz 的正弦信号，用示波器监视输出波形，要求不失真，分别测试不接入RL和接入RL时输出电压uo和u L，并记于表1.3.4中。

表1.3.4 输出电阻测试

5. 研究静态工作点与输出波形失真的关系

① 以最大不失真输出为依据，不接RL，使ui为1 kHz正弦信号，调节RP，并同时改变ui幅度，用示波器观察输出uo波形，使uo波形达到最大而不失真为止。按表1.3.5要求测量并记录。

② ui为1 kHz正弦信号，调节RP使之增大和减小，用示波器观察uo波形是否出现截止失真和饱和失真。按表1.3.5要求测量并记录。

表1.3.5 静态工作点与输出波形参数测试

五、预习要求

① 复习分压式偏置电路的工作原理及各元件的作用。

② 复习元件参数的变化对工作点和波形的影响。

③ 复习如何计算放大器的电压放大倍数、输入电阻及输出电阻。

④ 试估算在输出电压不失真情况下，该放大器的最大允许输入电压为多大。

六、思考题

① 外负载RL对放大器输出的动态范围有何影响？

② 如果调节us大小，而uo值为零，则电路有哪些故障？如何测试、判断故障点？

③ 为什么静态工作点不能用交流毫伏表测？在测试输入电阻 Ri过程中，能否直接测 Rs两端的电压？

七、实验报告要求

① 列出全部测量数据，与计算值比较。

② 讨论实验结果。

③ 回答思考题。

④ 研究如何提高放大器放大倍数。