静态工作点中,VBEQ=0.6V符合三极管的伏安特性。VCEQ=4.46V,保证了该三极管工作在放大区。可以初步判断该静态工作点的选择相对合理。
初选静态工作点时,可以选取直流负载线的中点,以便获得较大的动态输出范围。
⑤测量位于静态工作点时的VCQ、VBQ、VEQ并记录。注意:万用表的黑表笔、示波器与信号发生器的接地端同时连接COM2.
①开启示波器、信号发生器电源。使信号发生器输出一个1kHz,50mVrms的正弦波,接入放大电路的Vs端,作为交流输入。
②将负载RL断开,Vi接入示波器CH1,Vo接入CH2,在示波器界面上得到输入电压与输出电压的波形。
④先增大Vs幅值,同时调节Wb改变静态工作点,使波形不失真;再增大输入电压,再调节Wb……重复几次,直至输出波形同时出现饱和与截止失真。此时将输入信号断开,采用实验1的方式测量此时静态工作点的VCQ、VBQ、VEQ,并记录。
③由于电压幅值较小,应避免使用auto功能。手动调节时基和Y轴幅度,使波形位于屏幕中央。按下示波器的“Acquire”键,将获取方式由“普通”改为“平均”,数值调为128。
④按下“Measure”键,测量CH1、CH2的有效值或峰峰值。记录数据及波形。
初步分析:这是因为接上负载后,负载RL与放大电路的内阻在交流回路中相当于并联,并联后的等效电阻小于空载时的电阻,所以输出电压较小,通频带较宽,导致上限频率较大。
②分别将Vs、Vi接入示波器的CH1、CH2。在示波器屏幕上得到Vs与Vi的波形。
④在负载RL接入电路时,将Vo接入示波器CH1,得到Vo;在负载RL不接入电路时,将Vo接入示波器CH1,得到Vo’。记录Vo和Vo’的有效值。
①检查实验箱、信号发生器、示波器是否完好。检查放大电路的完整性,三极管D882是否在蓝色端子排上。用万用表测量直流电压的输出是否为15V。
②将放大电路的VCC与15V直流电源连接,接地端与COM2连接。将Re2用导线短路。开启直流稳压电源。
③计算当ICQ=6mA时Vc的理论值。将Vi接地,用万用表测量Vc,同时扭动电位器Wb,使Vc与Vc的理论值相同。此时电路已经位于给定的静态工作点。
①保持静态工作点不变,在VS端接入1kHz,50mVrms的正弦波。将Vo接入示波器的CH1。
②扭动Wb旋钮,使Wb增大,同时观察示波器屏幕上的波形情况。适当增加Vs的幅值,使得波形失真更加明显。当波形出现失真时,记录波形。
③扭动Wb旋钮,使Wb减小,同时观察示波器屏幕上的波形情况。当波形出现失真时,记录波形。
实测结果与仿真结果存在很小的误差。在误差允许的范围内,可以认为实测结果与仿线.测量电压放大倍数
初步分析:可能是由于电路实验箱中分立元器件的参数误差所导致。如放大电路中的电阻,理论值与实际值通常存在误差。如果因为某些原因,这些电阻的实际值小于理论值,接入电路后,会导致放大电路的内阻偏小,进而导致电压放大倍数变小。
这次实验是我做实验以来最bug的一次实验QAQ甚至怀疑自己是不是动手能力差的不行。
之前的的仿真做了不下五次,每次都和理论的波形有特别大的差距。在最近的一次重做中,才发现自己一直把vi标在了vs的地方,导致只要有vi的波形就不对。太过粗心真的让自己浪费了很长时间。
在上课的时候,不知道是慌乱间检查不出来接线的错误,还是实验箱的接地端接触不良,总是出不来波形,内心几近崩溃。重新预约了时间,把整个实验重新做了一遍,在一个人的实验室里头脑冷静地想了很久,发现之前想不通的问题,静态工作点的移动,削底和缩顶,慢慢都能想明白了。所以觉得重新做实验也没什么不好……至少这个实验相关的东西我应该比第一次掌握得好了很多~
②增大Vs的幅值,观察示波器中的波形。当增大到波形即将出现失真时,按measure键,测量并记录此时Vo、Vi的有效值。
①在实验中,判断“即将出现失真”的依据是直接观察波形。但由于人眼的局限性和示波器屏幕分辨率的局限,在是否失真的判断上存在很大的误差,而这个误差直接影响了输出电压的读数。
③仿真值同样存在误差。在仿真中,输入和输出电阻的测量方法是手动移动光标,移动到曲线开始非线性变化的地方(如图),该处对应的电阻值即为输入/输出电阻。而人眼判断曲线的“拐点”,会存在很大的误差。
①电路中有很多电容元件,当通入交流电时,电容的容抗会导致电流和电压之间存在相位差,因此测出的电阻会比理论值偏小。
由此可见,静态工作点为ICQ=5.41mA时,增大电压幅度会同时出现饱和和截止失线mA近似位于交流负载线的中间,是一个比较理想的静态工作点(在这个工作点下,最大不失真输出电压会比较大)。
②在测量时,我发现Vs和Vi的波形抖动比较严重(明显比其他波形严重),因此测量值也在上下浮动。可能读取数据的时候刚好读到误差比较大的一组数据,进而产生误差。
输入电阻:指从放大电路输入端看进去的等效内阻,即输入信号电压有效值与输入信号电流有效值之比。
当电压增益下降到中频增益的0.707倍(即下降3dB)时,所对应的上、下限频率用fH和fL表示, 它们之间的范围就称为放大电 路的通频带宽度BW。
初步分析:这是因为接上负载后,负载RL与放大电路的内阻在交流回路中相当于并联,并联后的等效电阻小于空载时的电阻,所以电压放大倍数下降。
当电压幅值增大到电路出现饱和失真时,即工作状态进入到饱和区内,此时输出电压会出现削底失真。
当电压幅值增大到电路出现截止失真时,即工作状态进入到饱和区内,此时输出电压会出现缩顶失真。
二是因为这种同时调节频率和Vs幅值的测量方法,由于电压测量的精度不足,测量值的步长较大等原因,本身就容易产生误差。
三是因为频率很大达到了MHz数量级,电路中的电容的工作状态可能发生了改变,进而改变了电路的工作情况。
课程名称:电路与电子技术实验Ⅱ指导老师:王旃成绩:__________________
因此可以判断,最初选择的ICQ=6mA为静态工作点略微偏高。在此工作点下增大Vs,输出波形会先出现饱和失真。实验现象中,先出现削底失真,也可以验证这一点。
有效值Vi=3.12mV,Vs=34.2mV。计算得出:Ri=512Ω.在测量过程中,存在波形抖动的现象。
①保持静态工作点不变,在VS端接入1kHz,50mVrms的正弦波。将负载RL断开。
②分别将Vi、Vo接入示波器的CH1、CH2。在示波器屏幕上得到Vi与Vo的波形。
④调节信号发生器输出波形,使频率减小,同时调节幅值,使Vi保持不变,Vo减小为0.707Vo。记录此时输出波形Vs的频率。再次调节频率使频率增大,同时调节幅值,使Vi保持不变,Vo减小为0.707Vo,记录此时输出波形Vs的频率。
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