电工实验指导2012(2)

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。所以确切的说，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。如须满足较大信号的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

图2-3 电路参数对静态工作点的影响 2. 放大器动态指标测试

放大器动态指标测试包括电压放大倍数、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AV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

AV=

UO （2-7） Ui2） 输入电阻Ri的测量

为了测量放大器的输入电阻，按图2-4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

Ri=

UiUiUi==R （2-8） UIiUS?UiRR测量时应注意

① 由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量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=1～2KΩ。

3） 输出电阻RO的测量

按图2-4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和接入负载后输出电压UL，根据

UL=

RLUO （2-9）

RO?RL6

即可求出RO

RO=（

UO?1）RL （2-10） UL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。

图2-4 输入、输出电阻测量电路

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（如图2-5）时，说明静态工作点已调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，用交流毫伏表测出UO（有效值），则动态范围等于22UO。或用示波器直接读出UOPP来。

图2-5 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 5） 放大器频率特性的测量

放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数AV与输入信号频率f之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图2-6所示：

Avm

图2-6 幅频特性曲线

为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的

1/2倍，即0.707Avm所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带

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fBW=fH-fL （2-11）

放大器的幅频特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AV。为此可采用前述测AV

的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时要注意取点要恰当，在低频段与高频段要多测几点，在中频可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不能失真。

三、实验内容

1．连线

在实验箱的晶体管系列模块中，按图2-1所示连接电路：DTP5作为信号Ui的输入端，DTP4（电容的正级）连接到DTP26（三极管基极），DTP26连接到DTP54，DTP63连接到DTP64（或任何GND），DTP26连接到DTP47（或任何10K电阻），再由DTP48连接到47K电位器（RW）的“1”端，电位器的三端设置如下图所示，我们选择第一种电位器的连接方

法（电位器的连接方法参照附录1中的附录图1-4所示），“2”端和“3”端相连连接到DTP31，DTP27（三极管射极）连接到DTP42，DTP27连接到DTP59（或DTP60），DTP43连接到DTP63，DTP24连接到DTP35，DTP25先不接开路，最后把电源部分的+12V连接到DTP31。 注：以后实验电路的组成都是这样按指导书提供的原理图在实验箱相应模块中一根一根

连线，这样把分立元件组合在一起构成，以后连接实验图都如此，不再如此详细说明。 2．测量静态工作点

静态工作点测量条件：输入接地即使Ui=0. 在步骤1连线基础上，DTP5接地（即Ui=0），打开直流开关，调节RW，使IC=1.0mA（即UE=0.43V），用万用表测量UB、UE、UC、RB2值。记入表2-1。

表2-1 IC=1.0mA 测 量 值 计 算 值 IC（mA） UB（V） UE（V） UC（V） RB2（KΩ） UBE（V） UCE（V） 3．测量电压放大倍数 参照实验一实验内容步骤1、2、4，调节一个频率为1KHz、有效值为10mV的正弦波由OUT输出且作为输入信号Ui 。断开DTP5接地的线， 从OUT连接到DTP5，同时用双踪示波器观察放大器输入电压Ui（DTP5处）和输出电压Uo（DTP25处）的波形，在Uo波形不失真的条件下用毫伏表测量下述三种情况下(1.不变实验电路时；2.把连接点DTP35换到DTP32或DTP33时；3.从DTP32或DTP33改回到DTP35,DTP25连接到DTP52时)的Uo值（DTP25处），并用双踪示波器观察Uo和Ui的相位关系，记入表2-2。

表2-2 IC=1.0mA Ui= mV （有效值） RC（KΩ） 5.1 2.4 5.1 RL（KΩ） U0（V） AV ∞ ∞ 2.4 观察记录一组U0和Ui波形 Ui Ui Ui Uo Uo Uo 注意：由于Uo所测的值为有效值，故峰峰值Ui需要转化为有效值或用毫伏表测得的Ui

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来计算AV值。切记万用表，毫伏表测量都是有效值，而示波器观察的都是峰峰值。 4．观察静态工作点对电压放大倍数的影响

在步骤3的 RC=5.1KΩ，RL= ∞连线条件下，调节一个频率为1KHz、峰峰值为500mV的正弦波由OUT输出且作为输入信号Ui连到DTP5。调节RW，用示波器监视输出电压波形，在uo不失真的条件下，测量数组IC和UO的值，记入表2-3。测量IC时，要使Ui=0（断开输入信号OUT，DTP5接地）。

表2-3 RC=5.1KΩ RL= ∞ Ui= mV（有效值） RC（KΩ） RL（KΩ） 5.1 2.4 5.1 ∞ ∞ 2.4 U0（V） AV 观察记录一组U0和Ui波形 Ui Ui Ui Uo Uo Uo 5．观察静态工作点对输出波形失真的影响

在步骤3的RC=5.1KΩ RL=2.4KΩ连线条件下，使ui=0，调节RW使IC=1.0mA（参见本实验步骤2），测出UCE值。调节一个频率为1KHz、峰峰值为500mV的正弦波由OUT输出且作为输入信号Ui连到DTP5，再逐步加大输入信号，使输出电压Uo足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出Uo的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表2-4中。每次测IC和UCE值时要使输入信号为零（即使ui=0）。

表2-4 RC=5.1KΩ RL= ∞ Ui= mV IC(mA) 1.0 UCE(V) U0波形 失真情况 管子工作状态 6．测量最大不失真输出电压

在步骤3的RC=5.1KΩ RL=2.4KΩ连线条件下，同时调节输入信号的幅度和电位器RW，用示波器和毫伏表测量UOPP及UO值，记入表2-5。

表2-5 RC=5.1KΩ RL=24KΩ IC(mA) Uim(mV)有效值 Uom(V)有效值 UOPP(V)峰峰值 *7．测量输入电阻和输出电阻

按图2-4所示，取R=2K，置RC=5.1KΩ，RL=2.4KΩ，IC=1.0mA。输入f=1KHz、峰峰值为1V的正弦信号，在输出电压uo不失真的情况下，用毫伏表测出US，Ui和UL，用公式2-8算出Ri。

保持US不变，断开RL，测量输出电压UO，参见公式2-10算出R0。 *8．测量幅频特性曲线

取IC=1.0mA，RC=5.1KΩ，RL=2.4KΩ。保持上步输入信号ui不变，改变信号源频率f，逐点测出相应的输出电压UO，自作表记录之。

为了频率f取值合适，可先粗测一下，找出中频范围，然后再仔细读数。

*号为选作内容，以后不再作说明，另外由于ICL8038产生最大不失真波形的频率为300K且uA741单运放的频率特性在几千赫兹之内比较稳定，这样fh可能达不到所要求大小，只能粗测。另外插线和拨线要慢插慢拨，做完每个小实验要关掉电源，把连接线整理好，为下个实验作好准备，以后不再说明。

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*附晶体管系列元件分布图如下：

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