【摘 要】本文以單級共射放大電路為例,從儀器的使用、導(dǎo)線的檢測到電路的連接及通電測試,最后是實驗報告的撰寫要求,給出了模擬電子電路實驗的一般方法。
【關(guān)鍵詞】共射極放大電路;共地;靜態(tài)工作點;電路調(diào)試
0 引言
模擬電子技術(shù)是電類專業(yè)非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,理論性和實踐性都很強。模擬電子技術(shù)實驗是該課程的重要環(huán)節(jié),通過實驗,使學(xué)生能夠?qū)W會基本實驗設(shè)備的使用方法;能讀懂基本電路圖,能夠根據(jù)要求合理布線,正確連接電路;能夠運用理論知識分析實驗現(xiàn)象,對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。
模擬電子技術(shù)專業(yè)性強,難以理解,實驗操作更是有一定的難度,部分學(xué)生對實驗中的儀器使用很不熟練,這也是造成實驗完不成的重要原因。本文根據(jù)筆者幾年的實驗教學(xué)經(jīng)驗,就如何提高學(xué)生的實驗操作能力提出自己的見解,由共射極放大電路引出了模擬電子技術(shù)的實驗方法和故障排除技巧。
1 共射極放大電路的測試
對于模擬信號最基本的處理是放大,而且放大電路是構(gòu)成各種模擬電路的基礎(chǔ)。
在做單管共射極放大電路時,該實驗的目的是學(xué)會靜態(tài)工作點的調(diào)試及測量方法,分析負(fù)載和靜態(tài)工作點對放大器性能的影響;掌握放大器性能指標(biāo)(電壓放大倍數(shù)Av,輸入電阻Ri和輸出電阻Ro)的測試方法。
基本共射極放大電路實驗是驗證性實驗,實驗原理圖如圖一所示。該實驗用到的儀器有直流穩(wěn)壓源、信號發(fā)生器、雙蹤示波器和數(shù)字萬用表,另外用到NPN型晶體三極管、相應(yīng)的實驗電路板。實驗前先用數(shù)字萬用表把用到的導(dǎo)線、信號線等測試一下,以保證實驗的順利進(jìn)行。三極管是放大電路的核心部件,因此連線的時候,以三極管為中心,三極管的b、c、e三個極逐級連接元件。接入儀器設(shè)備時,注意信號線的共地,即黑色夾子要接到電路板的地。
圖1 共射極放大電路
接好電路后先打開直流電源,在直流工作狀態(tài)下,用數(shù)字萬用表測試電路的靜態(tài)工作點。調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值,用萬用表檢測電路某一點并得到一個合適的的電壓值,也就是讓電路處于合適的靜態(tài)工作范圍。如果靜態(tài)工作點無法調(diào)試,應(yīng)檢查電路故障,三極管三個極是否正確、三極管是否損壞(用萬用表的“”檔位測量三個極間的正向壓降值,對于硅二極管這個值大概是0.6-0.7左右,否則三極管已經(jīng)損壞,要更換三極管)、滑動變阻器是否損壞(滑動端與固定端的阻值是否可變)、導(dǎo)線是否斷開(在接通直流電源的情況下,用萬用表測試導(dǎo)線兩端的電壓是否一致,如果電壓不一致,說明導(dǎo)線是斷開的)。
在調(diào)好直流通路的情況下,再來測試交流工作狀態(tài)。將交流信號源打開(直流電源不能關(guān)閉,注意信號連接線的紅黑夾子不能顛倒),用示波器的兩個通道分別觀察輸入信號和輸出信號的波形。如果輸入有波形而輸出沒有,則檢測一下輸出端的信號連接線是否斷的;如果輸入輸出都沒有波形,在信號連接線連通的情況下看看是否信號發(fā)生器的輸出開關(guān)沒有打開(也就是輸出顯示“off”)。
測試放大電路的電壓放大倍數(shù),共射極放大電路是一個反相放大器,如果示波器輸入、輸出波形是同相,那么應(yīng)該檢查示波器的設(shè)置是否正確,如用模擬示波器,觀察示波器屏幕“2:”后面是否有“”。如果放大倍數(shù)很小,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論值,檢查放大電路發(fā)射極旁路電容是否斷開。如果輸出電壓波形的負(fù)半周被削底(如圖2(a)所示),說明出現(xiàn)飽和失真,此時靜態(tài)工作點偏高;如果輸出波形的正半周被縮頂(如圖2(b)所示),說明出現(xiàn)了截至失真,此時靜態(tài)動作點偏低,無論波形出現(xiàn)何種失真,都要調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值。
(a)飽和失真 (b)截至失真
圖2 靜態(tài)工作點對uo波形失真的影響
2 模擬電子技術(shù)實驗方法
從以上對共射極放大電路的分析可知,要做好模擬電子電路實驗,我們要做到以下幾點:
2.1 實驗預(yù)習(xí)
每次實驗前必須進(jìn)行預(yù)習(xí),弄清實驗原理,實驗的目的、內(nèi)容、設(shè)備和儀器儀表、測試數(shù)據(jù)及需觀察的現(xiàn)象,復(fù)習(xí)與實驗內(nèi)容有關(guān)的理論知識,做到心中有數(shù),減少盲目性,提高實驗效率。
2.2 電路連接及調(diào)試
根據(jù)實驗的目的與要求,設(shè)計或選用實驗電路和測試電路(板)。根據(jù)電路選擇元器件,并對其好壞進(jìn)行判別,了解元件使用方法結(jié)構(gòu)及線路的組成和接線要求。接線前應(yīng)將元件合理布置,然后按電路原理圖接線,實驗電路走線、布線應(yīng)簡潔明了,便于檢查及測量。接線完成后,先不要急著通電,而是按電路原理圖逐項檢查各元器件的位置、極性等是否正確,直流電源大小、極性連接是否正確,系統(tǒng)是否共地,確定無誤后,方可通電進(jìn)行實驗。
實驗中嚴(yán)格遵循操作規(guī)程,改接線路、拆線或拆拔元器件一定要在斷電的情況下進(jìn)行,絕對不允許帶電操作。如發(fā)現(xiàn)異常聲、味或其它事故情況,應(yīng)立即切斷電源,并報告指導(dǎo)教師檢查處理。
2.3 觀察記錄實驗數(shù)據(jù)
電路應(yīng)先調(diào)試靜態(tài),在進(jìn)行動態(tài)測試。根據(jù)要測量的數(shù)據(jù)制作表格,測量數(shù)據(jù)或觀察現(xiàn)象要認(rèn)真細(xì)致,實事求是。使用儀器儀表要符合操作規(guī)程,切勿亂調(diào)旋鈕、檔位,注意儀表的正確讀數(shù)。認(rèn)真觀察和記錄示波器輸入波形和輸出波形的相位和幅值變化情況。實驗結(jié)束后,應(yīng)將實驗記錄數(shù)據(jù)(實驗原始數(shù)據(jù))交給指導(dǎo)老師檢查確認(rèn)后,方可拆除線路。拆除線路時,先斷開直流電源,再斷開交流信號,然后再拆除線路。
2.4 寫實驗報告
實驗報告是實驗的總結(jié),它應(yīng)用理論知識分析實驗數(shù)據(jù)、波形和現(xiàn)象,從中得到有價值的結(jié)論。要分析實驗數(shù)據(jù),并與理論值進(jìn)行比較,如在誤差范圍內(nèi),則說明實驗正確,否則應(yīng)認(rèn)真分析原因重新實驗。
3 總結(jié)
以上所述,本文以共射極放大電路為例,簡述了模擬電子技術(shù)實驗方法和故障排除技巧,希望同學(xué)們對模擬電路的每個實驗,結(jié)合基本理論,進(jìn)一步加深理解,培養(yǎng)電子電路實際操作能力。
【參考文獻(xiàn)】
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[責(zé)任編輯:楊玉潔]