模拟电子技术基础：5-3 阻容耦合两级放大电路实验.docx

5.3 阻容耦合两级放大电路实验

1． 实验目的
（1） 观察多级放大电路级间耦合的相互影响，掌握如何合理设置静态工作点。
（2） 学会阻容耦合两级放大电路的频率特性测试方法。
（3） 了解放大器的失真及消除方法。
2． 实验仪器
（1） 双踪示波器。
（2） 数字万用表。
（3） 信号发生器。
（4） 分立元件放大电路模块。

3． 预习要求
（1） 复习教材多级放大电路内容及频率响应特性测量方法。
（2） 分析图5.3.1两级交流放大电路，画出交流等效电路图。
（3） 写出图5.3.1所示电路的输入、输出电阻，放大倍数的表达式，并根据图中提供的参数，初步估计测试内容的变化范围。其中，假设β为100，rbb=200Ω。

4． 实验原理
（1） 对于二级放大电路，习惯上规定第一级是从信号源到第二个晶体管V2的基极，第二级是从第二个晶体管V2的基极到负载，这样两级放大器的电压总增益Av为：

式中电压均为有效值，且，由此可见，两级放大器电压总增益是单级电压增益的乘积，此结论可推广到多级放大器。
当忽略三极管V2偏流电阻Rb的影响，则放大器的中频电压增益为：

必须要注意的是AV1、AV2都是考虑了下一级输入电阻（或负载）的影响，所以第一级的输出电压即为第二级的输入电压，而不是第一级的开路输出电压，当第一级增益已计入下级输入电阻的影响后，在计算第二级增益时，就不必再考虑前级的输出阻抗，否则计算就重复了。
（2） 在两级放大器中β和IE的提高，必须全面考虑，是前后级相互影响的关系。
（3） 对于两级电路参数相同的放大器而言，其单级通频带相同，而总的通频带将变窄。

5． 实验内容
（1） 实验电路见图5.3.1

图5.3.1两级交流放大电路

V1的e极要下接100Ω及1.8kΩ电阻，同时在1.8kΩ电阻上接个旁路电容，组成反馈回路，才能避免因第一级放大倍数偏大而造成第二级放大的失真。
（2） 实验步骤。
① 按图接线，检查无误后方可接上电源，注意接线尽可能短。
② 静态工作点设置与调整：在保证第二级输出波形不失真的前提下,力求其输出幅值尽量大，具体可通过调整2Rp，使得第二级静态工作点尽量处于交流负载线的中点；而第一级为了增加信噪比，静态工作点应设置得尽可能低些，通过调整Rp，可实现第一级静态工作点的调节。
③ 在输入端接入lkHz、幅度为lmV的交流信号(从信号源直接引出，若信号源没有合适的，一般采用实验箱上加衰减的办法，即信号源用一个较大的信号，例如l00mV，在实验板上经l00:1衰减电阻降为1mV)，微调Rp和2Rp，调整工作点，使输出信号不失真。
④ 撤掉输入信号，利用万用表测量并记录第一、二级的静态工作点到表5.3.1中，注意：测静态工作点时应断开输入信号，每级单独测试。

如发现有寄生振荡,可采用以下措施消除：
a、重新布线，尽可能走线短；
b、可在三极管eb间加几pF到几百pF的电容；
c.信号源与放大器用屏蔽线连接。
⑤ 加入频率为1kHz、幅值适中的输入信号，用示波器观察输出波形，在保证输出不失真的前提下，利用示波器测量Vi及第一、二级输出电压Vo1和Vo2，分别计算每级的电压放大倍数及总放大倍数，并将结果填入表5.3.1中。
表5.3.1

静态工作点
输入/输出电压（mV）
电压放大倍数
第1级
第2级
第1级
第2级
整体

VC1
VB1
VE1
VC2
VB2
VE2
Vi
Vo1
Vo2
Av1
Av2
Av
空载

负载

⑥ 接入阻值为3kΩ负载电阻RL，按表5.3.1测量并计算，比较不同大小的负载对放大倍数的影响。
⑦ 将放大电路第一级的输出与第二级的输入在连接处断开，使两级放大电路变成两个彼此独立的单级放大电路，两级电路分别加入合适大小的输入信号，并分别测量输入输出电压，计算每级的放大倍数。注意：单独测第二级的放大倍数时，动态信号应通过电容耦合进去，比如第二级的动态信号通过电容C2耦合进去；此步骤应保持静态工作点同前，输出端皆为空载。将测量结果填入表5.3.2中
表5.3.2
第1级
第2级

输入电压
输出电压
放大倍数
输入电压
输出电压
放大倍数
Av＝Av1 . Av2
Vi1/mV
Vo1/mV
Av1
Vi2/mV
Vo2/mV
Av2
Av

⑧ 测两级放大器的频率特性。
a. 将放大电路的负载断开，先将输入信号的频率调至lkHz，其幅度调至使输出幅度最大而不失真。
b. 改变输入信号的频率（由低到高），先大致观察在哪一个下限频率和哪一个上限频率输出幅度下降，然后保持输入信号幅度不变，按表5.3.3测量并记录。
c.接上负载，重复上述实验。
表5.3.3
f（Hz）
50
100
250
500
1000
2500
5000
10000
20000
Vo（V）
RL=∞

RL=3k

1． 实验报告
（1） 整理实验数据，分析实验结果。
（2） 画出实验电路的频率特性简图，标出fH和fL。
（3） 写出增加频率范围的方法。