一、實驗目的
1、學會根據一定的技術指標，設計音頻放大器；
2、掌握晶體管放大器工作點的設置與調整方法，放大器基本性能指標（Av、Ri、Ro、fH、fL、Vop-p）的測試方法、負反饋對放大器性能指標的影響、放大器的調試技術。
二、實驗原理
1、單級音頻放大器的模型和性能
（1）單級音頻放大器的模型：
音頻放大器能將頻率從20Hz~200Hz的音頻信號進行不失真的放大，是放大器中最基本的放大器。音頻放大器根據性能不同，可分為基本放聲器和負反饋放大器。
從放大器的輸出端取出信號電壓（或電流）經過反饋網絡得到反饋信號電壓或電流送回放大器的輸入端稱為反饋，反饋放大器的原理框圖如圖1所示，若反饋信號的極性與原輸入信號的極性相反，則為負反饋。
根據輸出端的取樣信號（電壓或電流）與送回輸入端的連接方式（串聯或並聯）的不同，—般可分為四種反饋類型——電壓串聯反饋．電流串聯反饋．電壓並聯反饋和電流並聯反饋，負反饋是改變放大器及其它電子系統特性的—種重要手段，負反饋使放大器的凈輸入信號減小，因此放大器的增益下降：同時改善了放大器的其他性能提高了增益穩定性，展寬了通頻帶，減小了非線性失真，以及改變了放大器的輸入阻抗和輸出阻抗，負反饋對輸入阻抗和輸出阻抗的影響跟反饋類型有關，由於串聯負反饋是在基本放大器的輸入回路中串接了一個反饋電壓，因而提高了輸入阻抗，而並聯負反饋是在輸入回路上並聯了一個反饋電流，從而降低了輸入阻抗，凡是電壓負反饋都有保持輸出電壓穩定的趨勢，與此恆壓相關的是輸出阻抗減小；凡是電流負反饋都有保持輸出電流穩定的趨勢，與此恆流相關的是輸出阻抗增大．
（2）單極電流串聯負反饋入大器與基本放大器的性能比較：
圖2是分壓式偏置的共射基本放大電路，未引入交流負反饋；
圖3是圖2基礎上，去射極旁路CE，引入電流串聯負反饋；
圖4在圖2基礎上，將Rb1改接至集電極，引入電壓並聯負反饋。
（3）射極輸出器功能：
電路圖5是射極輸出器，它是單級電壓串聯負反饋電路，由於他的交流輸出電壓VQ全部反饋回輸入端，故電壓增益：Avf=(1+β) R’L/ rbe +(1+β) R’L <<1
輸入電阻：Rif=Rb//[ rbe +(1+β) R’L]式中R’L = Rc//RL
輸出電阻：Rof=Re//[(Rb//Rs)+ rbe] /(1+β)
當信號源內阻：Rs=0，Re>100Ω時，Rof = rbe /(1+β)
射極輸出器由於Avf=1，故有電壓跟隨特性，且輸入電阻低的特點，在多級放大電路中常作為隔離器，起阻抗變換作用。
三、實驗儀器
1、直流穩壓電源
2、數字函數信號發生器
3、數字萬用表
4、電子技術綜合試驗箱
5、數字示波器
四、實驗內容
1、單級共射電流串聯負反饋放大器（前置放大器）設計
要求和指標
（1）已知：Vcc=5V，RL=5.6K，Rs=50Ω，三極管為9011，β測得182；
（2）要求：電路靜態工作點：Ic=0.5mA、VCQ=2.5V;
（3）性能指標：Av∞=60，Ri>=4KΩ，Ro<=5.6K，fL<=100Hz,fH>=100KHz
設計方法
注：電阻標號見圖1，圖1中電阻為實際測量值。
（1）RL≈Rc，所以圖中R5=Rc≈5.6k；
（2）由電壓增益Avf=-βR’L/ [rbe +(1+β)Re]=-60解得圖中R6=Re30~40Ω，其中rbe≈(1+β)26mV/IEQ=9.5k；
要求RiRif=RB1//RB2//[rbe+(1+β)RE]>=4KΩ，得Rb2應大於6.8k。一般情況下以經驗公式，可設R3=Rb2=7k，通過仿真，改變Rb1的值，使得Ic=0.5mA、VCQ=2.5V。通過具體實驗，得到圖中R2=32k，R3=6.8k；
（3）增加圖中C10，R13是為了穩定靜態工作點。
2、單級共射電壓並聯負反饋放大器（推動放大器）設計
要求和指標
（1）已知：Vcc=5V，RL=5.6K，Rs=5.65KΩ，三極管為9011，β測得186；
（2）要求：電路靜態工作點：Ic=4.5mA、VCQ=2V;
（3）性能指標：Av>=70,Avs>=1.5,Ri<=100Ω,Ro<=120Ω,
fL<=100Hz,fH>=100KHz
設計方法
注：電阻標號見圖2，圖2中電阻為實際測量值。
（1）圖中R5=Rc=(Vcc-VCQ)/ICQ≈670Ω；
（2）根據Avs≈Rf/Rs，得Rf>8.5k；具體實驗中取Rf=11k；
（3）通過仿真，根據靜態工作點改變Rb的值，具體實驗中，Rb測得為9k左右。
3、OTL功率放大器設計
根據射極輸出器輸入阻抗高，輸出阻抗低，利用互補對稱管對輸入信號正負半周進行放大，提供較大電流，驅動大的負載。
4、總的電路圖
五、實驗結果
放大倍數：
Av≈54；
輸入輸出最大值：
Vimax=53.5mV，Vomax=2.90V；
通頻帶：
41Hz~42.98kHz
六、誤差分析
（1）OTL功率放大器的兩個三極管的β值並不完全一致，無法做到完全對稱；
（2）計算理論值時，很多情況下是取一定條件下的等效公式，沒辦法避免誤差。
（3）三極管的β，Vbe(on)等參數與溫度等外在因素密切相關，只能盡可能減小誤差，不能完全避免；
（4）實驗室提供電阻值與實際阻值有差距。
七、實驗總結
（1）第一級前置放大器：掌握了各個電阻的計算方法，學會調試靜態工作點和動態范圍，復習了輸入輸出電阻，通頻帶的測量步驟，接觸了電流串聯負反饋電路；
（2）第二級推動放大器：接觸了電壓並聯負反饋電路，鞏固了模電的書本理論知識；
（3）OTL功率放大器：初步了解功率放大器的設計方法，為下學期的進一步學習打下基礎；
（4）對系統設計一個音頻放大器的具體步驟有個初步認識，是今后設計大型電路的鋪墊。