单管放大电路设计与测试：电压放大倍数测量

"电压放大倍数的测量-单管放大电路(专家版)" 单管放大电路是电子技术中基础且重要的组成部分，它主要用于放大微弱的电信号。在这个主题中，我们将聚焦于电压放大倍数的测量，以及如何在实际操作中确保放大电路稳定工作。 1. **电压放大倍数的计算** 电压放大倍数(AU)是衡量放大电路能力的关键参数，定义为输出电压(Uo)与输入电压(Ui)之比，即AU = Uo / Ui。在进行测量时，通常会向电路输入一个有效值约为5mV的小信号，并使用晶体管毫伏表或示波器来检测输入和输出电压。这样，通过简单的数学计算就可以得到放大倍数。 2. **稳定工作点电路** 静态工作点是放大电路正常工作的关键，它涉及到晶体管的基极、发射极和集电极的直流电压和电流。在设计电路时，一般选择交流负载线的中间位置作为静态工作点，以获得最佳的动态范围。对于共射极放大电路，静态工作电流(ICQ)通常设定在1.5~2.0mA，而基极分压式偏置电路则用来稳定这个工作点。 3. **基极分压式偏置电路** 这种偏置电路利用两个电阻(R1和R2)来设定基极电压，使得晶体管工作在适当的区域。基极电阻的选择应满足静态工作点的稳定性和输入电阻的要求。在本例中，晶体三极管2SC1008被选为放大元件，其rbb'值需考虑在内。 4. **动态范围分析** 放大电路的工作点过高或过低都会导致信号失真。工作点过低可能导致截止失真，而工作点过高则可能导致饱和失真。因此，合理设定Q点以确保电路在输入信号变化的整个范围内都能有效工作是至关重要的。 5. **单管共射放大电路设计** 设计此类电路时，首先要根据需求确定电源电压(VCC)、输入电阻(Ri)、输出电阻(Ro)和放大倍数(Av)等参数。例如，输出电阻R0的选择应小于2.5kΩ，而RC的大小则会影响放大倍数，它们之间存在正比关系。同时，射极电阻(RE)的大小由静态工作点的电流和电源电压决定。 6. **测试方法** 测试电路时，首先需要确认电源的正确连接，特别是电解电容的极性。静态工作点的测试涉及到测量基极、发射极和集电极的电压以及电流，以验证电路是否按照设计要求运行。 实验目的不仅包括掌握放大电路的设计与调试，还包括对静态工作点和动态指标的测试，以及对直流稳压电源的熟悉。通过这样的实验，学生能深入理解放大电路的工作原理，提升实践操作技能，并为后续更复杂的电路分析和设计打下坚实基础。