1、学习情境二 电子音量控制器的制作与测试任务一 分立助听器电路的仿真测试 技能训练技能训练 共射极放大电路的制作与测试共射极放大电路的制作与测试知识学习知识学习 三极管放大电路三极管放大电路任务实施任务实施 分立助听器的仿真测试分立助听器的仿真测试小结小结习题习题学习情境二学习情境二 学习情境二 电子音量控制器的制作与测试常见音响电路的音量控制是简单地通过调节一个电位器来实现的，但是当电位器磨损后，调节音量时会发出“喀嚓”、“喀嚓”的噪声，令人十分烦恼。为了使我们将要制作的高保真功放不会产生这种现象，现在来学习能有效防止摩擦噪声的电子音量控制器的制作方法。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试
2、学习目标学习目标1.能利用 PROTEUS 软件正确画出电路。2.能选用虚拟设备设置输入信号，测试输入、输出波形，调整静态工作点。3.掌握单级放大电路的静态特征和动态分析方法。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试任务一任务一 分立助听器电路的仿真测试分立助听器电路的仿真测试能力目能力目标：标：1.能根据电路图利用 PROTEUS 软件正确画出电路，并对电路进行仿真。2.能利用 PROTEUS 软件提供的虚拟信号发生器设置所要求的输入信号。3.能正确调整静态工作点，并用虚拟示波器测试输入、输出波形。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试知识目知识目标：标：1.熟悉三极管放大电路的三种组态方式及
3、特点。2.掌握放大电路的静态、动态特征及其分析方法。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试技能训练技能训练 共射极放大电路的制作与测试共射极放大电路的制作与测试1.实训目的实训目的(1)学会放大器静态工作点的测量、调试方法。(2)掌握静态工作点对放大器性能的影响。(3)熟悉信号发生器、示波器等设备的使用方法。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试2.实训仪器与材料实训仪器与材料学习情境二 电子音量控制器的制作与测试3.实训内容与步骤实训内容与步骤(1)按图 2.1.1 所示电路分选检测元件，将其排布在万能板上，并连线焊接制作基本共射极放大电路和分压式共射极放大电路。(2)检查无误后，先把图 2
4、.1.1(a)中的 R P 调在最大值位置，然后将输入端短路，同时接 12V 电源。利用万用表测出分压式共射极放大电路中的基极电流、集电极电流并记录。调节 R P 使基本共射极放大电路中的基极电流、集电极电流分别与分压式共射极放大电路大致相当。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.1 共射极放大测试电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(3)在两个电路的输入端分别加上 1kHz、5mV 正弦波信号，用示波器同时观察各自的输出波形并读出其电压最大值，算出各自的电压放大倍数。(4)用电烙铁同时烘烤(不要接触管子)两个电路中的三极管，使电路中的三极管温度升高，并同时监测集电极电流 I
5、 C 和管压降 U CE 的变化。结论：。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试4.分析与思考分析与思考(1)基本共射极放大电路与分压式共射极放大电路在结构上和功能上各有什么区别?(2)在基本放大电路的基础上增加 R b2、R e、C e 的目的是什么?学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 知识学习知识学习 三极管放大电路三极管放大电路一、一、放大电路基础知识放大电路基础知识在电子设备中，输入信号通常都比较微弱，要推动负载或执行机构工作必须对输入信号进行放大处理。能实现信号放大功能的电路称为放大电路，也称放大器。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试1.电路结构及各部分作用电路结构及各部分作
6、用1)放大电路的结构放大电路通常由放大元件、直流电源、偏置电路及其附属的输入信号源和输出负载等组成，如图 2.1.2 所示。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.2 放大电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.2 中，各部分作用如下：输入信号源(u s)：为放大电路提供信号样本。放大器件(三极管 V)：起电流放大作用，用 iB 控制 i C，使 i C=i B。直流电源(U BB 和 U CC)：使三极管发射结正偏，集电结反偏，三极管处于放大状态，同时也是放大电路的能量之源，提供 I B 和 I C。输出负载(R L)：把经过放大的信号承接出来。学习情境二 电子音量控
7、制器的制作与测试工作原理：当给放大电路输入一定幅度的变化信号时，由于三极管基极原来已存在适当的偏置，基极电流便随输入信号而变化，因为三极管集电极电流 iC 与基极电流 i B 的比值 不变，且 1，因此，只要 i B 发生微小的变化将引起 i C 较大的变化。通过串接在集电极回路的电阻 R c(或者 R e)便可以把放大后的电流变化信号转换为电压变化信号。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试2)三端器件放大电路的三种组态形式从输入、输出信号共用的引脚来看，放大电路有三种组态方式：共发射极放大电路、共集电极放大电路和共基极放大电路。各种组态放大电路的结构形式如图 2.1.3 所示。对于图 2.
8、1.3(a)电路，由于输入信号与输出信号共用发射极，故称为共发射极放大电路。同理，图 2.1.3(b)称为共基极放大电路，图 2.1.3(c)称为共集电极放大电路。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.3 三种组态放大电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试2.放大电路的主要性能指标放大电路的主要性能指标(1)放大倍数。放大倍数是衡量放大电路放大能力的指标，定义为输出信号与输入信号的比值。按信号的不同特征量，放大倍数可以分为电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数。电压放大倍数：式中，U o 是 u o 的有效值；U i 是 u i 的有效值。学习情境二 电子音量控制器的制作与测
9、试 电流放大倍数：式中，I o 是 io 的有效值；I i 是 i i 的有效值。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 功率放大倍数：由于人耳对声音的感受不与声音功率的大小成正比，而与声音功率的对数成正比，用分贝表示功率增益可与人耳听觉感受一致，所以在工程上放大倍数常用分贝(dB)来表示，称为增益，分别定义为学习情境二 电子音量控制器的制作与测试学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(2)输入电阻、输出电阻。输入电阻 R i：从放大电路的输入端看进去的等效电阻称为放大电路的输入电阻，定义为式中，u i 和 i i 分别是输入端口的输入电压和输入电流，如图 2.1.4 所示。学习情境二 电子音
10、量控制器的制作与测试放大电路的输入电阻 R i相当于信号源的负载，其大小决定了放大电路从信号源得到的信号幅度的大小。一般情况下，放大电路的信号源(电压源)比较微弱，带负载的能力差。放大电路的 R i大，则取用信号源电流就小，对信号源的影响就小。因此一般电子设备的输入电阻都很高。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.4 放大电路的输入电阻学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 输出电阻 R o。从放大电路输出端看进去的等效电阻称为放大电路的输出电阻，定义为：在输入电压源短路(电流源开路)并保留 R s，输出端负载开路(因为负载并不属于放大电路)的情况下(如图 2.1.5 所示)，放大
11、电路的输出端所加测试电压 u T 与其产生的测试电流 iT 的比值，即学习情境二 电子音量控制器的制作与测试输出电阻的大小决定了放大电路带负载的能力。若把放大电路的输出端口看做“信号电压源”，输出电阻就是该信号电压源的“内阻”。所以，输出电阻越小，负载上得到的电压信号就越大，负载变化对输出电压大小的影响就越小，即放大电路的带负载能力越强。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.5 放大电路的输出电阻学习情境二 电子音量控制器的制作与测试学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.6 放大电路的幅频曲线学习情境二 电子音量控制器的制作与测试二、二、放大电路的分析方法放大电路的分析
12、方法如图 2.1.7(a)所示为最基本的共发射极放大电路，也称基本放大电路。其中，三极管V 是起电流放大作用的核心元件，R b 称为基极偏置电阻，R c 称为集电极负载电阻。电源U CC 通过 R b 的限流降压作用向发射结提供正向偏压，获得基极静态电流，从而能在合适的直流状态下工作;同时通过 R c 使集电结获得反向偏压，并且将三极管放大的集电极电流信号转换成电压信号。C 1、C 2 为耦合电容，在信号源与放大电路之间、放大电路与负载之间起直流隔离作用。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.7 基本共射极放大电路静态分析学习情境二 电子音量控制器的制作与测试放大电路的分析包括静态
13、分析与动态分析。放大器正常工作时必须具有合适的静态工作点，静态分析主要是对放大器直流静态工作点进行分析。动态分析包括放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、通频带宽等的分析与计算。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 1.静态分析静态分析1)图解分析法放大电路通电后，交流输入信号 u i=0 时的工作状态称为静态，这时交流输出 u o=0。由于此时电路中电压、电流均为直流，反映在特性曲线上，I B 是输入特性曲线中一个确定的点，I C 也是 I B 对应那条输出特性曲线上一个确定的点，通常这两个点均用 Q表示，知道了 Q 点的位置，三极管的工作状态(I B、I C 和 U CE 等的值)便一目了然了，
14、因此 Q 点称为静态工作点。此时，电路中的电压、电流在其下标中加 Q 表示，如 I B 写成 I BQ。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试对于图 2.1.7(a)所示的电路，静态时耦合电容 C 1、C 2 均可视为开路，于是可以作出其直流电流的通路及分析模型如图 2.1.7(b)、(c)所示。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.8 共射极基本放大电路静态图解分析学习情境二 电子音量控制器的制作与测试学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 2)估算法求取静态参数对于图 2.1.7 所示的电路，在 I BQ 回路中，KVL 方程为由此可得学习
15、情境二 电子音量控制器的制作与测试由于 U CC U BEQ，于是有学习情境二 电子音量控制器的制作与测试例例 2.1.1 在图 2.1.9 所示电路中，三极管的 =50，U BE=0.7V，试作出静态时的直流通路，并求静态工作点参数 I BQ、I CQ、U CEQ 和 I EQ 的值。图 2.1.9 例 2.1.1 的电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试解解 静态时耦合电容 C 1、C 2 和 C e 均可视为开路，于是可以作出其直流电流的通路如图 2.1.9(b)所示。I BQ 回路的 KVL 方程为于是可得学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 2.动态分析动态分析放大电路输入端加
16、上交流信号时的工作状态称为动态，这时电路中既有直流成分，又有交流成分。为了清楚地表示电流、电压的直流分量、交流分量和单向脉动信号常分别用字母的大写或小写以及下标字母符号来加以区别。表 2-1-1 所示为基极电流的文字符号。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 1)定性波形分析设输入信号为正弦交流电压 u i=U im sin t，这时电路中原静态时的各直流分量上均叠加其相应的正弦交流量，在信号放大过程中，各点的电压波形如图 2.1.10 所示。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.10 共射极基本放大电路各点的电压波形学习情境二 电子音量控制器的制作与测试2)图解法分析(1)空载
17、情况。放大电路输入端有交流信号输入，但输出端开路时称为空载。这时，虽然电路中各点的电压和各支路的电流增加了交流成分，但在集电极回路中任意一个时刻，仍然有即任意时刻三极管的工作状态仍然在直流负载线上。也就是说，动态情况下，交流信号过零点时其值在 Q 点，其余时间则在以 Q 为中心，小于或等于其幅度值的两边范围内变化。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试在输入、输出特性曲线中，根据输入信号的幅度可以确定集电极电流的变化范围为进而可以得到 u CE 的变化范围为根据这个变化范围，则可以描出集电极输出的电压波形。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试如图 2.1.7(a)所示的电路中，如果 U CC
18、=12V，三极管的 =60，I BQ=30 A 时，从输入正弦交流信号的第一个峰点 A 1 出发:在输入曲线中找出对应基极电流最大的 A 2 点;根据 i C=i B 确定对应的 i C 峰值;根据 u CE=U CC-i C R c 确定对应集电极电压值的 A 3 点;用同样的方法确定对应 B 1 时刻集电极电压值的 B 3 点;根据集电极电压的变化时序和范围，描出其输出电压波形，如图 2.1.11 所示。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.11 图解分析空载时的动态工作情况学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(2)带负载分析。在实际应用中，负载的情况较为复杂(通常是后级放大
19、器的输入端口)。如果负载用等效电阻 R L 来置换后，其中交流工作状态可作如下等效处理:把偶合电容 C 1、C 2 视为短路;电源的内阻很小，交流信号也可视为短路。于是得出基本放大电路的交流通路如图 2.1.12(c)所示。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.12 基本放大电路及其交流通路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试在图 2.1.12(c)所示电路中，从输入端看，R b 与发射结并联，从输出端看，R c 与 R L 并联。此时集电极的交流负载为 R L=R c R L，所以集电极中任意一个时刻的脉动直流电压变为学习情境二 电子音量控制器的制作与测试学习情境二 电子音量控
20、制器的制作与测试图 2.1.13 空载与带载的输出波形比较学习情境二 电子音量控制器的制作与测试从以上图解动态分析可知，放大器输入输出的电流、电压波形总是在以 Q 为中心的上下或左右作周期性变化，所以三极管安全放大工作区的几何中心附近是静态工作点 Q 的最佳落脚点。如果静态工作点设置不当或由于温度变化等原因偏离“中心”太多，都将产生严重的非线性失真，如图 2.1.14 所示。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.14 静态工作点不当导致输出波形失真学习情境二 电子音量控制器的制作与测试静态工作点在如图 2.1.14(a)的 Q 1 点时，u CE 的负半周均出现失真。这是由于 Q
21、点过高，使其动态进入饱和区而引起的，称为饱和失真。静态工作点在如图 2.1.14(b)的 Q 2 点时，u CE 的正半周均出现失真。这是由于 Q 点过低，使其动态进入截止区而引起的，称为截止失真。由此可见，静态工作点位置选择在何处，是否稳定，对信号在放大电路中获得有效放大尤为重要。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图解法是放大电路最基本的分析方法之一，特别适合分析信号幅度较大的情况。它直观、形象，有助于一些重要概念的建立和理解想象，如交、直流共存，静态和动态的概念等，能全面地分析放大电路的静态、动态工作情况，有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性。但图解法不能分析信号幅值
22、太小或工作频率较高时的电路工作状态，也不能用来分析放大电路的输入电阻、输出电阻等动态性能指标。为此，需要介绍放大电路的另一种基本分析方法。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试3)放大电路的小信号模型分析法三极管的输入、输出特性都是曲线，这就给放大电路的分析带来很多不便，不过，在实际应用中的多数电压放大电路的输入信号都是很小的(微伏或毫伏数量级)，通常把这种小信号称为“微变”。在微变的前提下，三极管电压、电流之间的关系对应特性曲线很短的一段，近乎为直线，可用一个线性模型来等效，称为三极管的微变等效模型。微变等效模型对于分析放大电路的动态指标可带来很大的方便。学习情境二 电子音量控制器的制作与测
23、试学习情境二 电子音量控制器的制作与测试对于三极管集电极和发射极间的输出端来说，三极管放大区的输出特性曲线是一族近似平行于 u CE 轴的直线，这些直线反映了基极电流对集电极电流的控制能力。所以，从输出端 c、e 极来看，三极管成为一个受控电流源，即 I C=I B。对于交变信号，则有 ic=i b。综合三极管的输入、输出可得图 2.1.15(b)所示的微变等效模型。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.15 三极管及其等效电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(2)微变等效电路分析法。有了三极管的微变等效模型，在放大电路的交流通路中用微变等效模型置换其中的三极管，就可得到放大
24、电路的微变等效电路。由于微变等效电路由电阻和受控源这些线性元件组成，因此，可以利用求解线性电路的方法对这个电路的电压放大倍数、输入、输出电阻等进行分析计算。进行分析计算。值得注意的是，从图中的形式看，微变等效电路的输入、输出回路好像没有什么联系，而实质上，输入和输出回路之间存在 ic=i b 的控制关系，因此在分析计算时，要随时注意利用这个控制关系。下面通过例题来阐述微变等效电路分析方法。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试例例 2.1.2 基本 共发射极放 大电路及参 数如图2.1.16 所示，=40，U BE 可忽略。求：(1)电路的静态工作点；(2)电压放大倍数 A u；(3)源电压放
25、大倍数 A us(输出信号电压与信号源电压之比；(4)输入电阻和输出电阻。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.16 基本共发射极放大电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试解解 画出共发射极基本放大电路的直流通路、交流通路、微变等效电路如图 2.1.17 所示。图 2.1.17 基本共发射极放大电路的直流等效电路和微变等效电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(1)估算电路的静态工作点。在图 2.1.7(a)所示的直流通路中，忽略 U BE时，有那么学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(2)求电压放大倍数 A u。由于 I E I C=1.6mA，根据 r be 的计算公
26、式可得在图 2.1.6(c)所示的微变等效电路中，U i=I b r be，U o=-I c R L ，所以学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(3)求源电压放大倍数 A us。从微变等效电路可以看出，U s=U i+U Rs，由于 R b r be，则 U Rs I b R s，所以可见，由于信号源内阻的影响，使放大电路实际获得的输入电压下降，导致源电压放大倍数远小于电压放大倍数。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(4)输入电阻和输出电阻。从上面的分析过程可以得出结论：共发射极基本放大电路的电压放大倍数较大，输出电压和输入电压反相，由于电压放大能力很强，因此得到广泛应用。然而，共发射极
27、电路的输入电阻仅约为 r be，使其得到的输入电压比信号源电压小很多，导致源电压放大倍数下降，并且这个电路的输出电阻相对较大，带负载的能力不强。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试三、三、分压式偏置共发射极放大电路分压式偏置共发射极放大电路基本放大电路结构简单，但从前面的实训中，用电烙铁同时烘烤对比的结果可以知道其热稳定性不太好。因为半导体器件对温度较为敏感，温度升高，就相对增大，且|U BE|减小，最终均反映在对三极管放大电路静态工作点的影响上。增大，使 I C增大;|U BE|下降，同样促使 I C增大，I C 增大后，将引起集电结功耗增大，使三极管温度进一步升高，甚至引起恶性循环，最终
28、导致三极管热击穿而损坏。因此，静态工作点的稳定(即 I BQ、I CQ 的稳定)对放大电路的稳定工作至关重要。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试分压式共射极放大电路是在基本放大电路的基础上增加了 R b2、R e、C e，如图 2.1.18(a)所示。其中，R b2 与 R b1 组成分压电路，以使三极管获得稳定的基极静态电流，R e 是为了使三极管获得更加稳定的基极静态电流而接入的，R e 两端并联的电容 C e 是使发射极交流信号相当于短路(称为旁路电容)。该电路在实际中应用广泛，因此下面就此电路偏置特点及其静态的稳定性进行分析。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.18
29、分压式偏置电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 1.分压式偏置电路稳定静态工作点的条件分压式偏置电路稳定静态工作点的条件分压式偏置电路稳定静态工作点是建立在 I Rb1 I BQ，U BQ U BEQ 的基础上的，一般可选取具体可理解为:(1)R b2、R b1 不能太大，太大了，I Rb1 就小，I BQ 的微小变化对 R b2、R b1 的分压关系影响就大;(2)R e 足够大(R e 是稳定 I C 的关键元件)，R e 越大，I C 稳定性越好。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 2.静态工作点的估算静态工作点的估算交流输入信号 u i=0 时，在电源 U CC 作用下，电路
30、中的电压、电流均为直流。把偶合电容 C 1、C 2 视为开路，可以作出其直流通路如图 2.1.18(b)、(c)所示。在满足 I Rb1 I BQ 的条件下，三极管基极电压 U BQ 由 R b2、R b1 分压而得所以学习情境二 电子音量控制器的制作与测试于是可得学习情境二 电子音量控制器的制作与测试学习情境二 电子音量控制器的制作与测试例例 2.1.3 已知图 2.1.19 所示电路中的 U CC=16V，R b1=56k，R b2=20k，R e=2k，R c=3.3k，R L=6.2k，R s=500，三极管的 =80，U BEQ=0.7V。(1)估算静态参数 I CQ、I BQ 和
31、U CEQ，并判断其是否满足稳定静态工作点的条件；(2)设电容 C 1、C 2 和 C e 对交流信号可视为短路，计算 A u、R i 和 R o。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.19 例 2.1.3 电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试解解(1)估算静态参数 I CQ、I BQ 和 U CEQ。该分压式共射电路的直流通路如图 2.1.8(b)所示，由 R b1、R b分压关系可得那么学习情境二 电子音量控制器的制作与测试由估算所得的结果可知，0.21mA22 A，4.21V0.7V，即 I Rb1 I BQ，U BQ U BEQ，满足稳定静态工作点的条件。学习情境二
32、电子音量控制器的制作与测试(2)计算 A u、R i 和 R o。电容 C 1、C 2 和 C e 对交流信号短路时，可得出该放大电路的交流通路和微变等效电路，如图 2.1.20 所示。由微变等效电路可得电压放大倍数 A u为学习情境二 电子音量控制器的制作与测试输入电阻 R i 为输出电阻 R o 为学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.20 分压式偏置电路的交流通路和微变等效电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试四、四、共集电极放大电路共集电极放大电路共集电极放大电路如图 2.1.21(a)所示，三极管的集电极通过电源交流接地，输入信号和输出信号以集电极为公共端，所以称为共
33、集电极放大电路。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.21 共集电极放大电路及其直流通路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 1.静态分析静态分析如图 2.1.21(b)是共集电极放大电路的直流通路，电源电压 U CC 经偏置电阻 R b 为三极管发射结提供正向偏流。在基极直流回路中，应用基尔霍夫电压定律可得即学习情境二 电子音量控制器的制作与测试由此可以求得共集电极放大电路的静态工作点为学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 2.动态分析动态分析(1)电压放大倍数。如图 2.1.22(a)所示是共集电极放大电路的交流通路，据此图可以画出其微变等效电路如图 2.1.22(b)所示
34、。图 2.1.22 共集电极放大电路的交流通路及微变等效电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试由此可得到电压放大倍数为学习情境二 电子音量控制器的制作与测试一般都有(1+)(R e R L)r be，因此 A u 1。这说明共集电极放大电路的输出电压与输入电压信号大小近似相等且相位相同，即在每一个时刻输出电压都跟随输入电压的变化，所以，共集电极放大电路又被称为“射极跟随器”。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(2)输入电阻。由图 2.1.22(b)可见，共集电极放大电路的输入电阻由 R b 与从三极管基极看进去的交流动态电阻并联组成，即其中，R L=R e R L。由此可见，共集电极放
35、大电路的输入电阻较高，而且与负载电阻(或后一级放大电路的输入电阻的大小)有关。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(3)输出电阻。按输出电阻的定义，计算输出电阻的电路可表示如图 2.1.23 所示(u s=0，R L=)。图 2.1.23 计算共集电极电路 R o 的等效电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试在测试电压 u t 的作用下，相应的测试电流有三个支路，所以，输出电阻应是这三个支路的并联值，即那么学习情境二 电子音量控制器的制作与测试由此可知，射极跟随器的输出电阻与信号源内阻(或前一级放大电路的输出电阻)有关。通常当信号源内阻很小时，有可见，“射极跟随器”的输出电阻很小。学习情
36、境二 电子音量控制器的制作与测试 3.共集电极放大电路的特点共集电极放大电路的特点(1)共集电极放大电路的电压放大倍数小于 1 且接近于 1。(2)输出电压与输入电压同相。(3)共集电极放大电路的输入电阻大，只从信号源吸取很小的功率，对信号源影响很小。(4)共集电极放大电路的输出电阻小，当负载改变时输出电压变动很小，有较好的带负载能力。正因这些特点的存在，使得它在电子电路中的应用极为广泛。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试例例 2.1.4 电路如图 2.1.24 所示，已知三极管的 =50，U BEQ=0.7V，试求该电路的静态工作点 Q、A u、R i 和 R o，并说明它属于什么组态。
37、图 2.1.24 例 2.1.4 的电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试解 该电路的直流通路、交流通路和微变等效电路如图 2.1.25 所示。由直流通路可知三极管的输入电阻为学习情境二 电子音量控制器的制作与测试由图 2.1.25(c)的微变等效电路可知学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.25 例 2.1.4 的电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试在此电路中，输入信号由三极管的基极输入，输出信号由发射极输出，集电极虽然没有直接与共同端连接，但它通过 R c 既在输入回路中，又在输出回路中，所以仍然是共集电极组态。其中电阻 R c 的阻值较小，主要是为了防止调试时不慎将
38、 R e 短路，造成电源电压全部加到三极管的集电极与发射极之间，使集电结和发射结过载被烧坏而接入的，称为限流电阻。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试五、五、共基极放大电路共基极放大电路图 2.1.26(a)是共基极放大电路的原理图，由此可以得到直流通路如图 2.1.26(b)所示。显然，其与分压式共射极电路的直流通路完全一样，因而静态参数的求法与分压式共射极电路相同。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.26 共基极放大电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试共基极放大电路的交流通路如图 2.1.27(a)所示，可以看出，输入信号加在发射极和基极之间，输出信号从集电极和基极之
39、间输出，基极是输入、输出回路的共同端，由此可得其微变等效电路如图 2.1.27(b)所示。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.27 共基极放大电路的交流通路和微变等效电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试由图 2.1.27(b)的微变等效电路可以看出，u o=-i b(R c R L)，u i=-i b r be，因此，其电压放大倍数为在微变等效电路的节点 e 中有 ii=i Re-i e，注意到 i Re=u i/R e，i b=-u i/r be，则学习情境二 电子音量控制器的制作与测试那么可见，共基极放大电路的输入电阻远小于共射极放大电路的输入电阻。由图 2.1.27(
40、b)可以确定，共基极放大电路的输出电阻为R o R c共基极放大电路的特点是输入电阻小，电压放大倍数高，主要用于高频电压放大。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试六、六、三种组态放大电路的比较三种组态放大电路的比较三极管的各电极获得合适稳定的静态偏置后，信号从不同的电极输入、输出，便构成了三种不同组态的放大电路。信号由基极输入，集电极输出时，构成共射极放大电路；信号由基极输入，发射极输出时，构成共集电极放大电路；信号由发射极输入，集电极输出时，构成共基极放大电路。正是输入信号所加的电极，输出信号取自的电极不同，使不同组态时的输入电阻、输出电阻、频率特性和电压、电流增益呈现出各异的性能。学习情
41、境二 电子音量控制器的制作与测试共射极放大电路的电压和电流增益都大于 1，但输入电阻不大，输出电阻等于集电极电阻，适合用作多级放大电路的中间级。共集电极组态只有电流放大作用，有电压跟随特性，然而输入电阻最高，输出电阻最小，频率特性好，适用于输入级、输出级或缓冲级。共基极放大电路只有电压放大作用，没有电流放大作用，有电流跟随作用，输入电阻小，输出电阻等于集电极电阻，高频特性较好，常用于高频或宽频带、低输入阻抗的场合。为便于比较和记忆，把三种组态的特点及应用列于表 2-1-2 中。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试学习情境二 电子音量控制器的制作与测试 任务实施任务实施 分立助听器的仿真测试分
42、立助听器的仿真测试一、一、实训目的实训目的(1)熟悉三极管放大电路的性能特点和级连方法。(2)掌握多级放大电路的静态和动态测试方法。(3)熟悉 PROTEUS 仿真软件中双踪示波器的使用方法。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试二、二、实训仪器与材料实训仪器与材料学习情境二 电子音量控制器的制作与测试三、三、实训内容与步骤实训内容与步骤实训仿真测试电路如图 2.1.28 所示。图 2.1.28 分立助听器的仿真测试电路学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(1)按图 2.1.28 所示在 PROTEUS 仿真界面中逐一找到相对应的虚拟元器件，并进行布局排列、连接，画好电路。(2)在 PROT
43、EUS 仿真界面中找到虚拟万用表并接入电路中，仿真测量 V 1、V 2、V 3的静态工作点。(3)在 PROTEUS 仿真界面中找到虚拟信号源并调整为 1000Hz、1mV 输出，代替电路中的拾音器 B，再用示波器并接于输入两端和电路中 R P 两端测量输入和 V 1 的输出波形，读出输入信号最大值为 V 和输出信号最大值为 mV;算出 V 1 级的放大倍数为。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(4)把示波器并接在 C 5 两端，自下而上调整 R P，观察输出波形是否产生失真。(5)调整信号源频率，观察输出端的信号波形如何变化。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试四、四、分析与思考分析与
44、思考(1)本实训电路中电位器滑动端与地之间为何要接一个 1000pF 的电容?(2)本实训电路中 V 1 发射极为什么要串接一个电阻?五、五、实训评价实训评价按附录一(B)“电路仿真实训评分表”操作。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试小小 结结三极管放大电路是在发射结正向偏置和集电结反向偏置的条件下，给基极设置静态偏流以获得合适的工作点。放大电路中有交、直流两种成分，分析静态时用直流通路，分析动态时用交流通路。交流性能受静态工作点影响，当静态工作点受温度等因素影响而不稳定时，可用分压式偏置电路来稳定静态工作点。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试分析放大电路的任务有两个：一是找出静态工作
45、点，二是计算放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等动态性能指标。图解分析法和微变等效电路法是分析放大电路的两种基本方法。图解分析方法的步骤是:作直流负载线，确定静态工作点；作交流负载线，画出相应的输出、输入信号波形。它适用于信号动态范围较大的场合。微变等效电路法是在小信号工作条件下，将三极管输入端等效成一个动态电阻，输出端等效成一个受控电流源，然后用线性电路的分析方法进行分析。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试按照输入、输出公共端的不同，三极管放大电路有共发射极、共集电极和共基极三种组态，并且三极管还可以组成差动放大电路。它们的性能各具特点：共发射极和共源极电路的电压比较大，应用广泛
46、；共集电极和共漏极电路的突出优点是输入电阻很高、输出电阻很低，多用于输入级、输出级或缓冲级；共基极电路较适用于高频信号放大。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试习习 题题一、填空题一、填空题1.共射基本放大电路中集电极电阻 R c 的作用是提供集电极电流通路，是三极管直流电阻，将三极管放大的集电极电流信号转换为信号。2.三极管放大电路产生非线性失真的根本原因是三极管属于元件，它有失真和失真两种极端情况。为避免这两种失真，应将静态工作点设置在交流负载线的。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试3.要使高阻信号源(或高阻输出的放大电路)与低阻负载能很好地配合，可以在信号源(或放大器)与负载之间接
47、入。(共射/共漏/共基/共源)4.已知共射基本放大电路如图 2.1.29 所示，U CC=12V，R c=R L=3k，U CES=0.5V，正常情况下 U CEQ=6V，试选择一个合适的答案填空。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试图 2.1.29 习题 4 图学习情境二 电子音量控制器的制作与测试(1)该电路的最大不失真输出电压幅值 U m=。(2)当 U i=1mV 时，在不失真条件下，减小 R P，则输出电压将。(减小/不变/增大)(3)在 U i=1mV 时，将 R P调到输出电压最大且刚好不失真时增大输入电压，则输出电压波形将。(顶部失真/底部失真/顶部和底部均失真/不失真)(4
48、)发现饱和失真时，为消除失真，可减小。(R P/R C/U CC/R L)(5)若用直流电压表测得 U CE U CC，有可能是因为;若测得 U CE 0，有可能是因为。学习情境二 电子音量控制器的制作与测试5.三极管具有恒流特性的关键因素是三极管必须工作在区，要足够大。电流源电路的特点是交流电阻，直流压降。二二、选择题、选择题6.甲乙两个电路形式相同的放大电路，输入、输出电阻不同，在负载开路条件下对同样的电压信号放大时，测得甲的输出电压小，这说明甲的()。A.输入电阻大 B.输入电阻小C.输出电阻大 D.输出电阻小学习情境二 电子音量控制器的制作与测试7.某放大电路在负载开路时的输出电压为
49、4V，接入 3k 的负载电阻后，输出电压降至 3V，表明该放大电路的输出电阻为()。A.10k B.2kC.1k D.0.5k8.共射基本放大电路中集电极电阻 R c 的作用是()。A.放大电流 B.调节基极电流C.调节集电极电流 D.将放大的信号电流转化为信号电压学习情境二 电子音量控制器的制作与测试9.共射基本放大电路原来未发生非线性失真，更换一个 比原来大的三极管后，出现失真，则该失真应是()。A.截止失真 B.饱和失真C.频率失真 D.交越失真10.PNP 管共射放大电路，输入电压是较小的正弦波，输出电压发生饱和失真，则其i b 波形存在()。A.上半波削波 B.下半波削波C.双向削波
50、 D.不削波学习情境二 电子音量控制器的制作与测试11.共射基本放大电路，温度升高时，则 I BQ 将()。A.增大 B.减小C.不变(或基本不变)D.变化不定12.不能放大电压，只能放大电流的是()组态电路。A.共射 B.共基C.共集 D.共地13.单级共射放大电路，输入电压为正弦波，观察输出电压波形，则 u o、u i 相位()。A.同相 B.反相C.相差 45 D.相差 9014.单级共集放大电路，输入电压为正弦波，观察输出电压波形，则 u o、u i相位()。A.同相 B.反相C.相差 45 D.相差 90学习情境二 电子音量控制器的制作与测试15.为了使高阻信号源(或高阻输出的放大电
