常用電子儀器的使用

1、目錄概述 2 實驗一 常用電子儀器的使用 3 實驗二 單級放大電路 6實驗三 射極跟隨器 13 實驗四 多級放大電路的設(shè)計 16 實驗五 差動放大電路 18 實驗六 負(fù)反饋放大電路 21 實驗七 比 例求和 運算 電路 24 實驗八 積 分與微分 電路 28 實驗九 有 源濾波電路 的設(shè)計 31 實驗十 RC 正弦波振蕩器 32 實驗十一 整流、濾波與穩(wěn)壓電路 36 實驗十二 信號發(fā)生器的設(shè)計 39 實驗十三 萬用電表的設(shè)計與調(diào)試4 03概述模擬電子技術(shù)實驗課程具有較強(qiáng)的實踐性，在相關(guān)專業(yè)的課程中占有重要的 地位。通過對本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生在掌握基本實驗技能的基礎(chǔ)上，突出實踐能力 和創(chuàng)新能力

2、的培養(yǎng)。根據(jù)課程的性質(zhì)、任務(wù)和要求，模擬電子技術(shù)實驗采用多層次教 學(xué)方式。通過本課程學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到下列基本要求：1、正確使用常用的電子設(shè)備，掌握示波器、信號發(fā)生器、數(shù)字萬用表、穩(wěn)壓電 源等儀器設(shè)備的使用方法。2、掌握基本的實驗測試技術(shù)以及電子電路的主要技術(shù)指標(biāo)。能設(shè)計常用的電子 系統(tǒng)，并進(jìn)行組裝調(diào)試。具有查閱電子器件手冊的能力。3、具有一定分析問題和解決問題的能力，具有查找和排除電子電路中常見故障 的能力。4、能獨立寫出嚴(yán)謹(jǐn)、有理論分析、實事求是、文理通順、字跡端正的實驗報告。實驗一常用電子儀器的使用一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)電子電路實驗中常用的電子儀器示波器、信號發(fā)生器、萬用表、交流毫伏表等的 主要技

3、術(shù)指標(biāo)、性能及正確的使用方法。2、初步掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號波形和讀取波形參數(shù)的方法。二、實驗設(shè)備與器件1、雙蹤示波器2、函數(shù)信號發(fā)生器3、數(shù)字萬用表4、直流穩(wěn)壓電源5、交流毫伏表三、實驗預(yù)習(xí)要求實驗前應(yīng)仔細(xì)閱讀本次實驗所用的儀器的使用說明書，了解各儀器面板旋紐的使用方法及注 意事項。四、實驗原理在模擬電子電路實驗中，經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流 毫伏表等：它們和萬用電表一起，可以完成對模擬電子電路的靜態(tài)和動態(tài)工作情況的測試。實驗中要對各種電子儀器進(jìn)行綜合使用，可按照信號流向，以連線簡捷、調(diào)節(jié)順手、觀察與 讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局，各儀器與被測實驗裝置之間

4、的連接示意圖如圖 11 所示。圖 1-1 模擬電子技術(shù)實驗中測量儀器連接示意圖接線時應(yīng)注意，為防止外界干擾，各儀器的公共接地端應(yīng)連接在一起，稱為共地。信號源和 變流毫伏表的引線通常用屏蔽線或?qū)Ｓ秒娎|線。示波器接線使用專用電纜線，直流電源的接線用 普通導(dǎo)線。1、直流穩(wěn)壓電源：為電路提供能源。2、示波器 (1)尋找掃描光跡點在開機(jī)半分鐘后，如仍找不到光點，可調(diào)節(jié)亮度旋鈕，并按下“尋跡”板鍵，從中判斷光點 位置，然后適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直()和水平（）移位旋鈕，將光點移至熒光屏中心位置。(2)顯示穩(wěn)定的波形 為顯示穩(wěn)定的波形，需注意示波器面板上的下列幾個控制開關(guān)(或旋鈕)的位置。 a“掃描速率”開關(guān)(tdiv

5、)它的位置應(yīng)根據(jù)被觀察信號的周期來確定。 b“觸發(fā)源選擇”開關(guān)(內(nèi)、外)通常選為內(nèi)觸發(fā)。c“內(nèi)觸發(fā)源選擇”開關(guān)(拉 YB)通常置于常態(tài)(推進(jìn)位置)。此時對單一從 YA 或 YB 輸人 的信號均能同步，僅在作雙路同時顯示時，為比較兩個波形的相對位置，才將其置于拉出(拉 YB) 位置，此時觸發(fā)信號僅取自 YB，故僅對由 YB 輸人的信號同步。d“觸發(fā)方式”開關(guān)通?？上戎糜凇白詣印蔽恢?，以便找到掃描線或波形如波 形穩(wěn)定情況較差，再置于“高頻”或“常態(tài)”位置，但必須同時調(diào)節(jié)電平旋鈕，使波形穩(wěn) 定。(3)示波器有五種顯示方式 屬單蹤顯示有“YA”、“YB”、“YA+YB”，屬雙蹤顯示有“交替”與“斷續(xù)”

6、。作雙蹤顯示時，通常采用“交替”顯示方式，僅當(dāng)被觀察信號頻率很低時(如幾十赫茲以下)，為在一次掃描過程中 同時顯示兩個波形，才采用“斷續(xù)”顯示方式。(4)測量波形的幅值在測量波形的幅值時，應(yīng)注意 Y 軸靈敏度“微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置(順時針旋到底)。 在測量波形周期時，應(yīng)將掃描速率“微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置(順時針旋到底)，掃描速率“擴(kuò) 展”旋鈕置于“推進(jìn)”位置。3、信號發(fā)生器 信號發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號波形。輸出信號電壓幅度可由輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。輸出信號電壓頻率可以通過頻率分擋開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并由頻率計讀取 頻率值。信號發(fā)生器作為信號源，它的輸出端不允許

7、短路。4、 萬用表：用于測量電路的靜態(tài)工作點和直流信號值。5、 交流毫伏表 交流毫伏表只能在其工作頻率范圍內(nèi)，用來測量正弦交流電壓的有效值。為了防止過載而損壞，測量前一般先把量程開關(guān)置于量程較大位置處，然后在測量中逐漸減 小量程。接通電源后，將輸入端短接，進(jìn)行調(diào)零。然后斷開短路線，即可進(jìn)行測量。五、實驗內(nèi)容與步驟1、直流穩(wěn)壓電源的使用接通電源，調(diào)粗調(diào)與細(xì)調(diào)旋鈕，使兩路電源分別輸出+6V 和+15V，+15V 和-6V，+12V 和一-12V，用萬用轟“DCV”檔測量輸出電壓的值。 2、熟悉示波器的使用方法（1）熟悉示波器面板上各按鍵的位置、用途及使用方法。（2）連通電源，儀器執(zhí)行所有自檢項目，

8、并確認(rèn)通過自檢。11（3）觀察示波器本身自校準(zhǔn)信號的波形，測量其頻率和峰-峰值。3、熟悉信號發(fā)生器面板上各旋扭的位置、用途及使用方法。4、用示波器觀察信號發(fā)生器的輸出波形。（1）打開信號發(fā)生器電源開關(guān)，調(diào)節(jié)其輸出電壓（峰值）為 5V，頻率為 1KHz 的正弦波，接 至通道 1，用數(shù)字示波器觀察信號波形。（2）旋轉(zhuǎn)“V/格”“秒/格”鈕，選擇標(biāo)尺系數(shù)；旋轉(zhuǎn)位置鈕，調(diào)節(jié)波形在顯示屏上位置。（3）直接測量法 按下“MEASURE”（測量）鈕和對應(yīng)的斜面鈕，調(diào)出所要測量的內(nèi)容，記錄相應(yīng)的讀數(shù)。如峰-峰值、頻率、周期、均方根值等。（4）光標(biāo)測量法 按下“CURSOR”（光標(biāo)）鈕和對應(yīng)的斜面鈕，調(diào)出所要測

9、量的內(nèi)容，旋轉(zhuǎn)“位置”鈕，調(diào)節(jié)兩條光標(biāo)線，測量電壓、周期和頻率。5、熟悉萬用表的使用方法。將萬用表的黑表筆插入 COMMON 孔，紅表筆插入 V-Q 孔，分別選擇不同的功能鍵及對應(yīng)的 檔位，測量交流電壓、直流電壓及電阻。六、實驗報告要求1、設(shè)計數(shù)據(jù)表格，將實驗數(shù)據(jù)填入表格中。2、所測內(nèi)容和標(biāo)稱值進(jìn)行比較并進(jìn)行誤差分析。實驗二單級放大電路一、實驗?zāi)康?、熟悉電子元器件和模擬電路實驗設(shè)備的使用。2、掌握放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試和測量方法及其對放大器性能的影響。3、學(xué)習(xí)測量放大器Q點，AV，Ri，Ro的方法，了解共射極電路特性。4、熟悉晶體管偏置對工作點及動態(tài)范圍的影響。5、測量放大器的動態(tài)范圍，觀察

10、非線性失真。6、研究負(fù)載對非線性失真和放大倍數(shù)的影響。二、實驗設(shè)備與器件1、雙蹤示波器2、函數(shù)信號發(fā)生器3、數(shù)字萬用表4、+12V 直流電源5、交流毫伏表6、直流電壓表7、直流毫安表8、頻率計9、晶體三極管 3DG6 X 1（=50100），電阻器、電容器若干三、預(yù)習(xí)要求1、閱讀各項實驗內(nèi)容，看懂三極管及單級放大器工作原理，明確實驗?zāi)康摹?、學(xué)習(xí)放大器動態(tài)及靜態(tài)工作參數(shù)測量方法。四、實驗原理圖 2-1 為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用RB1和RB2組成的 分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻RE，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點。當(dāng)在放大器的輸入端加入輸 入信號Ui后，在放大器的

11、輸出端便可得到一個與Ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號UO，從而 實現(xiàn)了電壓放大。 圖 2-1共射極單管放大器實驗電路在圖 2-1 電路中，當(dāng)流過偏置電阻RB1和RB2的電流遠(yuǎn)大于晶體管T的基極電流IB時（一般 510倍），它的靜態(tài)工作點可用下式估算。U B »RRB1B1 + RB2UCCUU-I E =BBERE» IC電壓放大倍數(shù)UCE = UCC - ICC × (RC + RE )CLR | RrA = -輸入電阻 輸出電阻VbeRi = RB1 | RB2 | rbe Ro » RC由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計和制作晶體管放大

12、電路時，離不開測量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計前應(yīng)測量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計和裝配以 后，還必須測量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點和各項性能指標(biāo)，一個優(yōu)質(zhì)放大器，必定是理論設(shè)計 與實驗調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識和設(shè)計方法外，還必須掌握必要的 測量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試，消除干擾與自激振蕩及放 大器各項動態(tài)參數(shù)的測量與調(diào)試等。1、放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試（1）靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應(yīng)在輸入信號Ui=0 的情況下進(jìn)行，即將放大器輸入端與地端短接， 然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別

13、測量晶體管的集電極電流IC以及各電極對地 的電位UB、UC和UE。一般實驗中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓，然后算出IC的方法， 例如，只要測出UE即可用ICIE=UE/RE算出IC(也可根據(jù)IC=（UCC-UC）Rc，由UC確定IC)，同時 也能算出UBE=UB-UE，UCE=UC-UE。為了減少誤差，提高測量精度，應(yīng)選用內(nèi)阻較高的直流電壓 表。（2）靜態(tài)工作點的調(diào)試 放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試是指對管子集電極電流IC(或UCE)的調(diào)整與測試。靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時UO的負(fù)半周將被削底，如圖 2

14、2a所示；如工作點偏低，則易產(chǎn)生截止失真， 即UO的正半周被縮頂（一般截止失真不如飽和失真明顯），如圖 2-2b所示，這些情況都不符合不 失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進(jìn)行動態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端加入一定的 Ui，檢查輸出電壓U0的大小和波形是否滿足要求、如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。改變電路參數(shù)UCC、Rc、RB（RB1、RB2）都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖 23 所示。但通 常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻RB2的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小RB2則可使靜態(tài)工作點提高等。最后還要說明的是，上面所說的工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的，而是相對信號的幅 度，如信號幅度很小，即使工

15、作點較高或較低也不一定會出現(xiàn)失真。所以確切地說，產(chǎn)生波形失 真是信號幅度與靜態(tài)工作點設(shè)置配合不當(dāng)所致。如需滿足較大信號幅度的要求，靜態(tài)工作點最好 盡量靠近交流負(fù)載線的中點。圖 2-2靜態(tài)工作點對UO波形失真的影響 2放大器動態(tài)指標(biāo)測試圖 2-3電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響動態(tài)指標(biāo)包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、最大不失真輸出電壓（動態(tài)范圍）和通頻帶等。（1）電壓放大倍數(shù) AV 的測量 調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點，然后加入輸入電壓Ui，在輸出電壓UO不失真的情況下，用交流毫伏表測出Ui和UO的有效值Ui和UO，則UAV =OUi（2）輸入電阻 Ri 的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖 2-4 電路

16、在被測放大器的輸入端與信號源間串入一已知電 阻R，在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測出UO和Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得：URi =iI i=UiU R / R= UiR U s -Ui測量時應(yīng)注意圖 2-4輸入、輸出電阻測量電路 由于電阻R兩端沒有電路公共接地點，所以測量R兩端電壓UR時必須分別測出Us和Ui，然 后按UR=US-Ui求出UR的值。 電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產(chǎn)生較大的測量誤差，通常取R與Ri為同一數(shù)量級 為好，本實驗可取R=12K。(3) 輸出電阻 RO 的測量按圖 24 電路，在放大器正當(dāng)工作條件下，測出輸出端不接負(fù)載RL的輸出電壓Uo和接人負(fù) 載后的輸出

17、電壓UL，根據(jù)：U L =RLU RO + RLO即可求出ROURO = ( O -1)RLU L在測試中應(yīng)注意，必須保持RL接入前后輸入信號的大小不變。（4）最大不失真輸出電壓 UOPP 的測量（最大動態(tài)范圍） 如上所述為了得到最大動態(tài)范圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點調(diào)在交流負(fù)載線的中點。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調(diào)節(jié)如(改變靜態(tài)工作點)，用示波器觀察UO，當(dāng)輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象時（如圖 25），說明靜態(tài)工作點已調(diào)在交流負(fù)載線的中點。 然后反復(fù)調(diào)整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出UO（有效值）， 則動態(tài)范圍等于UO，或用示波器直接讀

18、出UOPP來。圖 2-5 靜態(tài)工作點正常，輸入信號太大引起的失真（5）放大器頻率特性的測量放大器的頻率特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)AV與輸入信號頻率f之間的關(guān)系曲線。單管阻容 耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖 26 所示，AVM為中頻電壓放大倍數(shù)，通常規(guī)定電壓放大倍數(shù)隨頻率變化下降到中頻放大倍數(shù)的1 /2 倍，即 0707AVM所對應(yīng)的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH，則通頻帶： f BW= f H - f L圖 2-6幅頻特性曲線圖放大器的幅頻特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數(shù) Av。為此可采用前述測 Av 的方 法，每改變一個信號頻率，測量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測量時應(yīng)注意取點要

19、恰當(dāng)。在低頻段與 高頻段應(yīng)多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變， 且輸出波形下得失真。五、實驗內(nèi)容與步驟1、 連接電路（1）用萬用表判斷實驗箱上三極管 V 的極性和好壞，電解電容 C 的極性和好壞。（2）按圖 2-7 所示，連接電路（注意：接線前先測量+12V 電源，關(guān)斷電源后再連線），將 Rp1的阻值調(diào)到最大位置。（3） 接線完畢仔細(xì)檢查，確定無誤后接通電源。UinRB1ViC1 R1 +R3 51KRP1 680KR4 5K10KC2+10uVCC(+12V)Vo5K10uR2RB25124KRE1 100RE2RL+ 10u5KGND18KCeGN

20、D圖 2-7 實驗電路圖2、靜態(tài)調(diào)整調(diào) Rp1 為某值，使 Ve=1.9V（即 Ie= 1mA），然后按表 2-1 內(nèi)容測量其它各值。 說明：靜態(tài)時測量的是直流量，應(yīng)該用儀器儀表的直流檔，并注意正確選擇量程。 3、動態(tài)研究（1）將信號發(fā)生器調(diào)到f=lKHz，幅值為 500mv，接到放大器輸入端Ui，觀察Vi和V0端波形、 并比較相位。（2）信號源頻率不變，逐漸加大幅度，觀察V0不失真時的最大值并填表 2-2。表 2-1設(shè)定實測實測計算Rp1Ve（V）Vbe（V）Vce（V）Rb（K）Ib（A）Ic（mA）某值1.9表 2-2實測實 測 計 算估算Vi（mV）Vo（V）AvAv（3）保持Vi=5

21、mv不變，放大器接入負(fù)載RL，在改變Rc數(shù)值情況下測量，并將計算結(jié)果 填表 2-3。表 2-3給定參數(shù)實 測實 測 計 算估 算RcRLVi（mv）Vo(V)AvAv2K5K2K2K5K5K5K2K（4）保持VI=5mv不變，增大和減小Rp1，觀察Vo的幅值隨Rp1 的變化情況，測量并填 入表 2-4。表 2-4RP1 值VbVcVe輸出波形情況最大合適最小注意，若失真觀察不明顯可增大或減小 Vi 幅值重測。（4）斷開R L，慢慢減小Rp1 直至Vo剛剛出現(xiàn)飽和失真。然后去掉信號源，按表 1-1 的內(nèi)容， 重新測量并記錄靜態(tài)各量，確定Q點的位置，解釋出現(xiàn)失真的原因。（5）仍斷開R L，調(diào)信號源

22、電壓，使Ui15mV，然后慢慢加大Rp1，使Vo的正半周出現(xiàn)明顯 失真為止，重復(fù)（2）中的測量與討論。說明：晶體管的截止并非突變過程，因此所謂截止失真并不像飽和失真那樣有明顯的分界可供 判斷。4、測放大器輸入、輸出電阻15）輸入電阻測輸入端串接一個（1量在5K電阻，測量Vs與Vi，即可計算ri.（2）輸出電阻測量 在輸出端接入可調(diào)電阻作為負(fù)載，選擇合適的RL值使放大器輸出不失真（接示波器監(jiān)視），測量有負(fù)載和空載時的V0，即可計算r0。將上述測量及計算結(jié)果填入表 2-5 中。表 2-5測輸入電阻 R=5K測輸出電阻實測測算估算實測測算估算Vs (mv)Vi (mv)ririV0（RL=）V0（

23、RL=5K）r0r0六、實驗報告1、注明你所完成的實驗內(nèi)容和思考題，簡述相應(yīng)的基本結(jié)論。2、選擇你在實驗中感受最深的一個實驗內(nèi)容，寫出較詳細(xì)的報告。要求你能夠使一個懂得電 子電路原理但沒有看過本實驗指導(dǎo)書的人可以看懂你的實驗報告，并相信你實驗中得出的基本結(jié) 論。實驗三射極跟隨器一、實驗?zāi)康?、掌握射極跟隨器的特性及測量方法。2、進(jìn)一步學(xué)習(xí)放大器各項參數(shù)測量方法。二、實驗設(shè)備與器件1、雙蹤示波器2、函數(shù)信號發(fā)生器3、交流毫伏表4、+12V 直流電源5、直流電壓表6、頻率計7、3DG12×1（=50100）電阻器、電容器若干 三、預(yù)習(xí)要求 1、參照教材有關(guān)章節(jié)內(nèi)容，熟悉射極跟隨器原理及特

24、點。2、根據(jù)圖 3-1 元器件參數(shù)，估算靜態(tài)工作點，畫交直流負(fù)載線。四、實驗原理射極跟隨器的原理如圖 31 所示。圖3-1 射極跟隨器電路圖射極跟隨器的輸出取自發(fā)射極，故稱其為射極輸出器。其特點是：1、輸入電阻 Ri 高Ri = rbe + (1+ )RE如考慮偏置電阻 RB 和負(fù)載 RL 的影響，則Ri = RB | rbe + (1+ )(RE | RL ) 由上式可知射極跟隨器的輸入電阻比共射極單管放大器的輸入電阻 Ri = RB | rbe 要高得多。 輸入電阻的測試方法同單管放大器。Ri = Ui / I i = RUi /(UO -Ui )即只要測得 A、B 兩點的對地電位即可。2

25、、輸出電阻 RO 低RO = (rbe / ) | RE » rbe / 如考慮信號源內(nèi)阻RS，則rbe + (Rs | RB )rbe + (Rs | RB )RO =| RE »由上式可知射極跟隨器的輸出電阻 RO 比共射極單管放大器的輸出電阻 RO = RC 低得多。三極管的愈高輸出電阻愈小。輸出電阻 RO 的測試方法亦同單管放大器，即先測出空載輸出電壓UO ，在測接入負(fù)載后的輸出電壓U L ，根據(jù)即可求出R0U L =LUOR R0 + RLUR0 = ( O -1)RLU L3、電壓放大倍數(shù)近似等于 1(1+ )(R/ R )AV =EL< 1rbe + (

26、1+ )(RE / RL )4、電壓跟隨范圍 電壓跟隨范圍是指射極跟隨器輸出電壓U0跟隨輸入電壓Ui作線性變化的區(qū)域。當(dāng)Ui超出一定范圍 時，U0便不能跟隨Ui作線性變化，即U0波形產(chǎn)生了失真。為了使輸出電壓U0正、負(fù)半周對稱，并 充分利用電壓跟隨范圍，靜態(tài)工作點應(yīng)選在交流負(fù)載線中點，測量時可直接用示波器讀取U0的峰 峰值，即電壓跟隨范圍。UOPP = 22U 0五、實驗內(nèi)容與步驟1、 按圖 3-2 電路接線。圖 3-22、直流工作點的調(diào)整。將電源+l2V接上，在B點加f= l kHz正弦波信號ui，輸出端用示波器監(jiān)視，反復(fù)調(diào)整RW及信號 源輸出幅度，使輸出幅度在示波器屏幕上得到一個最大不失真

27、波形，然后斷開輸入信號，用萬用表測量晶體管各極對地的電位，即為該放大器靜態(tài)工作點，將所測數(shù)據(jù)填入表 3-1。表 3-1UE (V)UB (V)UC (V)IE= UE/RE3、測量電壓放大倍數(shù)AV接入負(fù)載RL=lK，在B點f=lkHz信號，調(diào)輸入信號幅度(此時偏置電位器Rw不能再旋動)，用 示波器觀察，在輸出最大不失真情況下測Ui、UL值，將所測數(shù)據(jù)填入表 3-2 中。表 3-2Ui (V)UL (V)AV= UL/ Ui4、測量輸出電阻R0在B點加f=lKHZ正弦波信號，Ui=l00mV左右，接上負(fù)載RL=2K時，用示波器觀察輸出波形， 測空載輸出電壓U0 (RL=)，有負(fù)載輸出電壓UL (

28、RL=2K)的值。則 RO = (UO / U L -1) / RL ,將所測數(shù)據(jù)填入表 3-3 中。表 3-3U0 (mV)UL (mV)RO = (UO / U L -1) / RL5、測量放大器輸入電阻 Ri在A點加入f=lKHZ的正弦波信號us，用示波器觀察輸出波形，用毫伏表分別測A，B點對地電 位US 、Ui。則：Ri = Ui /(U s - Ui )將測量數(shù)據(jù)填入表 3-4。R = R /(U s / Ui ) -1表 3-4Us（V）Ui（V）Ri = Ui /(U s -Ui )6、測量射極跟隨器的跟隨特性并測量輸出電壓峰值UOPP接入負(fù)載RL=1K，在B點加入f=lkHz的

29、正弦信號，逐點增大輸入信號Ui幅度，用示波器 監(jiān)視輸出端，在波形不失真時，測量所對應(yīng)的UL值，計算出AV,并用示波器測量輸出電壓的峰值 UOPP。與電壓表讀測的對應(yīng)輸出電壓有效值比較。將所測數(shù)據(jù)填入表 3-5。表 3-512345UiULUOPPAV六、實驗報告1、整理實驗數(shù)據(jù)并畫出ULf(Ui)及ULf(f)曲線。2、 將實驗結(jié)果與理論計算比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。實驗四兩級放大器的設(shè)計一、實驗?zāi)康?、掌握晶體管兩級放大器的設(shè)計方法。2、熟悉多級放大器的調(diào)整及測試方法。 二、預(yù)習(xí)要求 1、復(fù)習(xí)有關(guān)多級放大器的講課內(nèi)容。2、根據(jù)設(shè)計要求和已知條件合理選擇和計算電路及元件參數(shù)。三、實驗設(shè)備與器件

30、裝有 EW四、設(shè)計B 軟件的計算機(jī)要求1、已知條件 晶體管兩級放大器通常有阻容耦合放大器和直接耦合放大器，前者級間互相影響小，調(diào)整方便。后者電路較為簡單，元件少。本實驗可考慮采用直接耦合放大器，參考電路見圖 4-1。 圖 4-1 中，Vcc6v，Vc1=2.7v，Vc2=4v，Icq2=2mA，T1、T2 用 3GD6，l280，Rf2=100K。2、設(shè)計要求（1）有負(fù)載電阻 RL 情況下，Av250。（2）頻率特性 50Hz50kHzBW50kHz。21五、實驗內(nèi)容圖 4-1兩級放大器實驗電路按設(shè)計要求和給出條件計算出電路各元件數(shù)值，在 EWB 軟件上調(diào)試，在輸出波形正常情況 下進(jìn)行下列各數(shù)

31、據(jù)的測量。1、測出電路的靜態(tài)工作點。2、測出電路各級的輸出電壓，并算出電路的放大倍數(shù) Av。3、測出電路的通頻帶 BW。六、結(jié)果分析1、列表整理數(shù)據(jù)。2、指出電路中哪些元件組成交流反饋電路和直流反饋電路。3、試述測試通頻帶 BW 的方法，并畫出測試方框圖。實驗五差動放大電路一、實驗?zāi)康?、熟悉差動放大器工作原理。2、掌握差動放大器的基本測試方法。二、實驗設(shè)備與器件1、雙蹤示波器2、函數(shù)信號發(fā)生器3、±12V 直流電源4、交流毫伏表5、直流電壓表6、晶體三極管 3DG6 ×3，要求 T1、T2 管特性參數(shù)一致，電阻器、電容器若干三、預(yù)習(xí)要求1、計算圖 5-1 的靜態(tài)工作點（設(shè)

32、 rbc=3K，=100）及電壓放大倍數(shù)。2、在圖 5-1 基礎(chǔ)上畫出單端輸入和共模輸入的電路。四、實驗原理圖 5-1 是差動放大器的基本結(jié)構(gòu)。它由兩個元件參數(shù)相同的基本放大電路組成。當(dāng)開關(guān)K撥向左邊時，構(gòu)成典型的差動放大器。凋零電位器RP用來調(diào)節(jié)T1、T2管的靜態(tài)工作點，使得輸入信 號Ui=0 時，雙端輸出電壓UO=0。RE為兩管共用的發(fā)射極電阻，它對差模信號無負(fù)反饋作用，因 而不影響差模電壓放大倍數(shù)，但對共模信號有較強(qiáng)的負(fù)反饋作用，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定 靜態(tài)工作點。當(dāng)開關(guān)K撥向右邊時，構(gòu)成具有恒流源的差動放大器。它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻RE， 可以進(jìn)一步提高差動放大器抑制共模信

33、號的能力。1 靜態(tài)作點的估算圖 5-1 差動放大電路典型電路I E » (| U EE | -U BE ) / REI c1 = I c2 = (1 / 2)I E（認(rèn)為U B1 = U B2 » 0 ）恒流源電路I c3 » I E3 » R2 (U+ | U|) - U12R + RCCEEBERE3I c1 - I c2 = (1 / 2)Ic32差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)當(dāng)差動放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時，差模電壓放大倍數(shù)Ad由輸出端方 式?jīng)Q定，與輸入方式無關(guān)。雙端輸出：RE=，RP在中心位置時：Ad = (DUc1 /

34、 DUi ) = RC /RB + rbe + (1 / 2)(1+ )RP 單端輸出：Ad1 = (DUc1 / DUi ) = (1 / 2) Ad Ad 2 = (DUc2 / DUi ) = -(1 / 2) Ad當(dāng)輸入共模信號時，若為單端輸出，則有：Ac1= Ac2DU=c1 (DDUiUc1/ DUi) = -RC/RB+ rbe+ (1 + )(1 / 2)RP+ 2RE) » -RC/ 2RE若為雙端輸出，在理想情況下：AC = (DU 0 / DUi ) = 0 實際上由于元件不可能完全對稱，因此AC也不會絕對等于零。 3共模抑制比 CMRR為了表征差動放大器對有用

35、信號（差模信號）的放大作用和對共模信號的抑制能力，通常用 一個綜合指標(biāo)來衡量，即共模抑制比CMRR=|Ad/Ac|或CMRR=20lg|Ad/AC|(dB) 動放大器的輸入信號可采用直流信號也可用交流信號。本實驗由函數(shù)發(fā)生器提供頻率 f=1kHz的正弦信號作為輸入信號。五、實驗內(nèi)容與步驟按圖 5-1 所示連接電路，開關(guān) K 撥向左邊構(gòu)成典型差動放大器。1、測量靜態(tài)工作點（1）調(diào)零將輸入端短路并接地，接通直流電源，調(diào)節(jié)電位器RP，使雙端輸出電壓U0=0。（2）測量靜態(tài)工作點測量 T1、T2、T3各電極對地電壓填入表 5-l中。 2、測量差模電壓放大倍數(shù)。在輸入端加入直流電壓信號 Uid=

36、7;0.lV，按表 5-2 要求測量并記錄，由測量數(shù)據(jù)算出單端和 雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。注意先調(diào)好直流信號的 OUTl 和 OUT2，使其分別為十 0.lV 和一 0.lV， 再接入 Ui1 和 Ui2。3、測量共模電壓放大倍數(shù)。將輸入端A、B短接，信號源接A端與地之間，構(gòu)成共模輸入方式，調(diào)節(jié)輸入信號f=1kHz，Ui=1V， 在輸出電壓無失真的情況下，測量UC1 、UC2之值，記入表 5-2。由測量數(shù)據(jù)算出單端和雙端輸出 的電壓放大倍數(shù)。進(jìn)一步算出共模抑制比： CMRR = Ad / AC4、在實驗板上組成單端輸入的差放電路進(jìn)行下列實驗。（1）在圖 5-1 中將B接地，組成單端輸入差動放大

37、器；從B端輸入直流信號Ui=士 0.1V，測量 單端及雙端輸出，填表 4-3 記錄電壓值。計算單端輸入時的單端及雙端輸出的電壓放大倍數(shù)，并 與雙端輸入時的單端及雙端差模電壓放大倍數(shù)進(jìn)行比較。（2）從B端加人正弦交流信號Ui=0.05V，f=l000 Hz分別測量、記錄單端及雙端輸出電壓 填入表 5-3 計算單端及雙端的差模放大倍數(shù)。注意：輸入交流信號時，用示波器監(jiān)視UC1、U2波形，若有失真現(xiàn)象時，可減小輸入電壓值，使 UC1、UC2都不失真為止。表 5-1對地電壓UC1UC2UC3UB1UB2UB3UE1UE2UE3測量值（V）表 5-2輸入信號 Vi測量及計算值差模輸入共模輸入共模抑制比測

38、量值（V）計算值測量值（V）計算值計算值Uc1Uc2U0 雙Ad1Ad2Ad雙Uc1Uc2U0 雙Ac1Ac2Ac雙CMRR+0.1V-0.1V表 5-3輸入信號測量儀計數(shù)值電壓值放大倍數(shù)UC1UC2U0直流+0.1V直流-0.1V正弦信號(50mv、1KHZ）六、實驗報告1、根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算圖 4-1 電路的靜態(tài)工作點，與預(yù)計計算結(jié)果相比較。2、整理實驗數(shù)據(jù)，計算各種接法的Ad，并與理論計算值相比較。3、總結(jié)差放電路的性能和特點。實驗六負(fù)反饋放大電、實驗?zāi)康穆芬?、研究負(fù)反饋對放大器性能（放大倍數(shù)，幅頻特性、輸入電阻、輸出電阻等）的影響。2、掌握反饋放大器性能指標(biāo)的測試方法。、實驗設(shè)備與器件

39、、雙蹤示波器2、函數(shù)、+12V 直流電源4、交流、頻率計6、直流、晶體三極管 3DG6 ×2（=50100），電阻器、電二1357三、預(yù)習(xí)要求信號發(fā)生器 毫伏表 電壓表容器若干1、認(rèn)真閱讀實驗內(nèi)容要求，估計待測量內(nèi)容的變化趨勢。2、圖 6-1 電路中晶體管值為 120，計算該放大器開環(huán)和閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。四、實驗原理1、引入負(fù)反饋降低放大倍數(shù)其式子為：Af= A 1+ AF2、負(fù)反饋提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 其式子為：DAfAf=11+ AFDAf×A3、負(fù)反饋對輸入電阻的影響越多。串聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻增加，增加的程度與反饋深度 1+AF 有關(guān)，反饋越探，輸入電阻增加并聯(lián)負(fù)反饋

40、使輸入電阻減小，減小程度也與反饋深度有關(guān)，反饋越深，輸入電阻減少越多。4、負(fù)反饋對輸出電阻的影響電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小，電流負(fù)反饋使輸出電阻增加，同樣，輸出電阻的減小或增大 都與反饋深度有關(guān)。5、負(fù)反饋擴(kuò)展了放大器的通頻帶6、負(fù)反饋能減小非線性失真抑制下擾和噪聲應(yīng)當(dāng)指出：負(fù)反饋減小非線性失真，抑制干擾和噪聲都針對放大器本身產(chǎn)生的非線性失真和 噪聲而言的，如果輸入信號中已有失真或輸入信號中已經(jīng)寄生有干擾信號存在，則引入負(fù)反饋也 無濟(jì)于事。五、實驗內(nèi)容與步驟1、負(fù)反饋放大器開環(huán)和閉環(huán)放大倍數(shù)的測試（1）開環(huán)電路 按圖接線，RF先不接入。 輸入端接入 Ui=lmV，f=l kHZ 的正弦波，在實驗

41、箱上加衰減電阻，使 Ui=lmV，調(diào)整接線 和工作點使輸出信號不失真且無振蕩。 按表 6-1 要求進(jìn)行測量并填表。 根據(jù)實測值計算開環(huán)放大倍數(shù)和輸出電阻r0。（2）閉環(huán)電路 接通RF，按(1)的要求調(diào)整電路。 按表 6-1 要求測量并填表，計算Avf。 根據(jù)實測結(jié)果，驗證Avf1/F。討論負(fù)反饋電路的帶負(fù)載能力。2、負(fù)反饋對失真的改善作用（1）將圖 6-1 電路開環(huán)，逐步加大Ui的幅度，使輸出信號出現(xiàn)失真（注意不要過分失真）記錄 失真波形幅度。（2 ）將電路閉環(huán)，觀察輸出情況，并適當(dāng)增加Ui 幅度，使輸出幅度接近開環(huán)時失真波 形幅度。（3）若RF=3 K不變，但RF接入lV1 的基極，會出現(xiàn)什

42、么情況?實驗驗證之。（4）畫出上述各步實驗的波形圖。251R351K1R55K11R1047K1R1262KVCC(+12V)Uin1R1Vi 1C1+680K10K1V11C210u100KRp1V21C810uVo5K110u3DG111C3DG6D1R2511R424K1R71001R111K20K1R161K5 (RL)GND1R81K8+10u1R151K+(2Re)10u (2Ce)+ (CF)1R14 (RF)10u3K圖 6-1 負(fù)反饋放大電路原理圖表 6-1RL（K）Ui（mV）U0(mV)AV(AVf)開環(huán)11K51閉環(huán)11K513、負(fù)反饋對輸入電阻的影響在圖 61 電路的

43、輸入回路中，串入一個 1K的電阻，同時加入正弦信號使 Uin=10mv，f=1KHZ，輸出端空載。按表 6-2 所示，測量開環(huán)和閉環(huán)時的 Uin 和 Ui，計算 Iin 和 Ri 值，比較負(fù)反饋對放大器輸入 電阻的影響。表 5-2UinUi開環(huán)閉環(huán)4、測放大器頻率特性（）將圖 61 電路先開環(huán)，選擇 Vi 適當(dāng)幅度（頻率為 lKHz）使輸出信號在示波器 上有滿幅正弦波顯示。（2）保持輸入信號幅度不變逐步增加頻率，直到波形減小為原來的 70%，此時信 號頻率即為放大器fH。（3）條件同上。但逐漸減小頻率，測得fL。（4）將電路閉環(huán)，重復(fù) 13 步驟，并將結(jié)果填入表 6-3。表 6-3fH (HZ

44、)fL (HZ)開環(huán)閉環(huán)六、實驗報告1、將實驗值與理論值比較，分析誤差原因。2、根據(jù)實驗內(nèi)容總結(jié)負(fù)反饋對放大電路的影響。實驗七比例求和運算電路一、實驗?zāi)康?、掌握用集成運算放大器組成比例、求和電路的特點及性能。2、學(xué)會上述電路的測試和分析方法。二、實驗設(shè)備與器件1、±12V 直流電源4、直流器 Ua741×1 電阻器、電容器若干3、交流毫伏表5、集成運算放大三、預(yù)習(xí)要求1、計算表 7-1 中的UO和Af2、估算表 7-3 的理論值。3、估算表 7-4、表 7-5 中的理論值。4、計算表 7-6 中的U0值。5、計算表 7-7 中的U0值。四、實驗原理2、函數(shù)信號發(fā)生器電壓表

45、集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級放大電路：當(dāng)外部接入不同的線 性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反饋電路時，可以靈活地實現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用 方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數(shù)等模擬運算電路。1、基本運算電路(1) 反相比例運算電路電路如圖 7-1 所示，對于理想運放，該電路的輸出電壓與輸入電壓間的關(guān)系為R fRVO = -Vi1圖 7-1 反相比例運算電路為了減小輸入級偏置電流引起的運算誤差，在同相輸入端應(yīng)接人平衡電阻R2 = R1 | R f(2) 反相加法電路電路如圖 6-2 所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為VO = -RFVi1(R1+ RFV

46、i2 )R2圖 7-2 反相加法電路(3) 同相比例運算電路圖 7-3 是同相比例運算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為R fRVO = 1+1Vi1R2 = R1 | R f圖 7-3同相比例運算電路(4) 差動放大電路(減法器)電路如圖 74 所示，當(dāng)R1=R2，R3=Rf時，有如下關(guān)系式：R fRVO = (Vi2 -Vi1 )1圖 7-4減法器五、實驗內(nèi)容與步驟1、反相比例放大器（1）實驗電路如圖 7-1 所示。(2) 按表 7-1 內(nèi)容實驗并測量記錄。表 7-1直流輸入電壓Vi (mV)3010030010003000輸出電壓V0理論估算（mV）實測值（mV）誤差43(3) 按

47、表 7-3 要求實驗并測量記錄。表 7-3測試條件理論估算值實測值V0RL開路，直流輸入 信號V1由 0 變?yōu)?800mVV23V3R12V3R10VOLV1=800mVRL由開路變?yōu)?5K1(4) 測量圖 7-2 電路的上限截止頻率。2、同相比例放大器(1) 電路加圖 7-2 所示。(2) 按表 7-4 和 7-5 實驗測量并記錄。表 7-4直流輸入電壓Ui (mV)301003001000輸出電壓V0理論估算（mV）實測值（mV）誤差表 7-5測試條件理論估算值實測值V0RL開路，直流輸入 信號V23V3R12V1由 0 變?yōu)?800mVV3R10VOLV1=800mVRL由開路變?yōu)?5K

48、1(3)測出電路的上限截止頻率 3、反相求和放大電路（1）實驗電路如圖 7-3 所示。（2）按表 7-6 內(nèi)容進(jìn)行實驗測量，并與預(yù)習(xí)計算比較。表 7-6Vi1 (V)0.3-0.3Vi2 (V)0.20.2V0 (V)4、雙端輸入求和放大電路（1）實驗電路為圖 7-5 所示。（2）按表 7-7 要求實驗并測量記錄。表 7-7Vi1 (V)120.2Vi2 (V)0.51.8-0.2V0 (V)六、實驗報告1、總結(jié)本實驗中 4 種運算電路的特點及性能。2、分析理論計算與實驗結(jié)果誤差的原因。實驗八積分與微分電路一、實驗?zāi)康?、學(xué)會用運算放大器組成積分微分電路。2、學(xué)會積分微分電路的特點及性能。二、實驗設(shè)備與器件1、±12V 直流電源2、函數(shù)信號發(fā)生器3、交流毫伏表4、直流電壓表5、集成運算放大器 Ua741×1 電阻器、電容器若干三、預(yù)習(xí)要求l、分析圖 8-3 電路，若輸入正弦波，u0與ui 相位差是多少?當(dāng)輸入信號為 10