泰山医学院 医学影像电子学 3实验原理 放大电路在工程实践中的用途非常广泛，是模拟电子电路中最常用、最基本的一种典型电路。单管放大 电路是构成各种复杂放大电路的基础 根据电路输入信号与输出信号公共端的不同可分为共发射极、共集电 极利和共基极三种基木组态。放大电路的定量分析主要包括静态分析利和动态分析。静态分析即估算电路静态工 作点：动态分析即估算放大电路的各项动态参数。图2】所示电路的工作原理与定量分析如下： 680k 5.lk R: R R 10u 51 24k 1.8k2 图2,1分压式共发射极放大电路 1.静态工作点分析与测试 放大电路输入信号为零时，电路中各支路电压和电流的数值、三极管各电极电流和电极间电压是确定的 点，称为静态工作点Q。描述电路静态工作点的参数10、U0和I0可用公式2-12-3估算，实验中可 用万用表直接测量。 U nRB.Vc (式2-1) UEQ UBQ-UBEQ 1o=lo= (式2.2) Re UcEo=Vcc-loR-IoR。≈'ce-Ieo(R。+Re) (式23) 1n骨 (式2.4) 静态工作点的选邦十分重要，它对放大电路的放人倍数、波形失真及工作稳定性等放大电路的动态参数 都有影响，静态工作点如果选择不当电路输出信号会产生饱和或酸止尖真。 2.放大电路的动态特性与测试 放大电路的基本动态参数包括电压放大倍数、频率响应、输入电阻、输出电阻。放大电路动态参数的定 量分析通常采用图解法、微变等效电路法、仿真软件和实验法。 (1)动态参数的微变等效电路分析方法： 电压放大倍数A: (式2-5) U. I'he .6-
泰山医学院 医学影像电子学 (其中=300+0+m26mV,R,=R∥R,) 输入电阻R计算： R=R2∥R,∥ (式2-6) 输出电阻R。计算： R≈R (式2.2-7) (2)动态参数实验分析方法： 用毫伏表或示波器测量U,接入R后测量U。(空载时直接测量R两端电压)，则电压放大倍数A。: 4光 (式2-8) 实验时，断开R,测量U,则输入电阻R: (式2-9) 实验时，在电路输入端加信号电压，在输出电压不失真的情况下测量空载时(R=5.1k2不接入电 路)放大器的输出电压U。值和带负载(R=5.1k2接入电路)时放大器的输出电压值U。,则输出电阻R。 计算： (式2-10) 2.5 Multisim仿真实验内容 1,共集电极放大电路仿真 在Multisim10软件平台上构建共集电极放大电路，如图2-2所示
泰山医学院 医学影像电子学 图22共集电极成大电路仿真电路图 (1)调整静态工作点。接通电源，用示波器观察输出端波形，反复调整R。,使输出幅度在示波器屏幕 上得到一个最大不失真波形。断开输入信号，用万用表测量品体管各电极对地的电位，将所测数据填入表2] 表21静态工作点测量数据 UE (V) UB (V) Ue (v) I=U (A) R (2)测量电压放大倍数。保持R,值不变，接入负载R=2.2k2,用示波器测量输入、输出波形的幅 值，计算电压放大倍数。 2.共基极放大电路仿真 在0软件平台上构建共基极放大电路，如图2,3所示。自拟步骤测量共基极放大电路的静态 作点和电压放大倍数 图23共基极放大电路仿真电路图 2.6实验内容与步骤 1,实验电路连接 -8
泰山医学院 医学影像电子学 (1)熟悉图2-1电路，判断电路元件的主要参数是否符合要求 (2)接通电源 ,调整电源电压为+12V,然后断开电源 (3)将的阻值调到最大位置，按图2-1仔细连接电路，确定连线无误后接通电源。 2.静态参数测试 调整R,使U-1.9V,测量相应参数UE.UE和R,并根据式2.2-3计算静态工作点参数，填入表2-2。 注意：测量凡大小，应将被测电阻凡从电路中断开，以保证测量结果的准确性。 表22静态参数测量 实际测量 计算 Ua (V) Uee (V) (2) fco (mA) 3.动态参数测试 (1)空载测试。按图2-1连线，不接入R,调整R,使U=6V。调节信号发生器的输出s为S00mV, 户IkHz信号，经过R1、R,衰减，A点获得小信号山为5mV。观察山与o端波形，并比较相位。 (2)空载电压放大倍数测量。保持信号颊率不变，逐渐增大信号源船度，观察o不失真时的最大值 Umx,应用式2-5(R,=0)估算和式2-8计算A,并填入表2-3。 表23电压放大倍数测算(R,=0) 实测计算 估算 U(mV) (V) A。 Au 5 10 最大输入电压 (3)负载电压放大倍数测量。保持信号频率1kH,=5mV不变，按表2-4中给定电阻Re和RL值， 测量与U。,应用式25估算和式2-8计算A并填入表2-4 表24电压放大倍数测算 给定参数 实测 实测计算 估算 R R U(mV) 。( 4 5.1kQ 5.1kQ 5.1k2 2.2k2 2L0 510 2k2 2.2k2 (4)失真观测。U,=5mV(Re=5.1k2,断开负载R),减小R使可观察到o波形饱和失真；将R,由 5.1k2改为5102，增大R使可观察到o波形截止失真，将测量结果填入表2-5中。 表25输出信号波形测量 R 心，输出波形情况 最小 合通 最大 (5)输入电阻测量。如电路图24所示，在输入端串联接入5.1k2电阻，测量U,与U,根据式2-6得 到输入电阻R的估算值，根据式29得到输入电阻R的测算值，将结果填入表2-6 9
泰山医学院 医学影像电子学 《6)输出电阻测量。如电路图2-4所示，在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的值使放大电 路输出不失真，测量带负载时的U和空载时的U。,根据式2-7得到输出电阻R。的估算值，根据式2-10得 到输出电阻R的测算值，将结果填入表2-6 表2-6输入、输出电阻测算 测量输入电阻 测量统出电阻 实际测量 测算估贸 测算 估算 U.(mV)(mV) R(2)R(2)U,(R=o) UoL (Rp=) R(2)R(2) 5.1ko A 5.1 图2-4输入、输出电阻测试电路 5实验报 整理实验数据，计算电路的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻，画出测试波形等： 进行计算并与理论计算值比较，分析产生误差的原因。 (2)讨论放大器输出波形与静态工作点的关系：总结单管共发射极电路的性能和特点，分析实验中出 现的各种现象，得出有关的结论。 28思老颗 (3)将分压式共发射极放大电路的实验数据与仿真实验进行对比并分析。 -10-