模擬電路指導(dǎo)書(shū)-精簡(jiǎn)版

前言實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)電子技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)穩(wěn)固和加深課堂教學(xué)的內(nèi)容，提高學(xué)生實(shí)際工作技能，培養(yǎng)科學(xué)作風(fēng)，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和從事實(shí)踐技術(shù)工作奠定根底具有重要作用。為適應(yīng)電子科學(xué)技術(shù)的迅猛開(kāi)展和教學(xué)改革不斷深入的需要，我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐的根底上，運(yùn)用多年從事教學(xué)儀器產(chǎn)品研制生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，研制生產(chǎn)了DJ-A系列模擬電路實(shí)驗(yàn)箱，并編寫(xiě)了這本相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。本書(shū)以《高等工業(yè)學(xué)校電了技術(shù)根底課程教學(xué)根本要術(shù)》〔1993年6月修訂，報(bào)國(guó)家教委審批稿〕中確定的教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求為根底，包括了《模擬電子技術(shù)根底》課程全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。不同層次不同需要的學(xué)?？筛鶕?jù)本專(zhuān)業(yè)教學(xué)要求選擇。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排遵循由淺到難的規(guī)律。考慮不同層次需要，既有測(cè)試、驗(yàn)證的內(nèi)容，也有設(shè)計(jì)、研究的內(nèi)容。有些選做實(shí)驗(yàn)只提供設(shè)計(jì)要求及原理簡(jiǎn)圖，由學(xué)生自己完成方案選擇，實(shí)驗(yàn)步驟及記錄表格等，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性和主動(dòng)性。本指導(dǎo)書(shū)中所有實(shí)驗(yàn)均可在DJ-A2型模擬電路實(shí)驗(yàn)箱上完成。對(duì)于DJ-A系列其它型號(hào)的實(shí)驗(yàn)箱〔學(xué)習(xí)機(jī)〕，除根本實(shí)驗(yàn)之外，有局部實(shí)驗(yàn)須在面包板上完成，并需另備各元器件。一般學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)數(shù)目在10個(gè)以?xún)?nèi)，本書(shū)提供的27個(gè)實(shí)驗(yàn)可供不同專(zhuān)業(yè)不同層次不同需要的課程實(shí)驗(yàn)選擇。由于編者水平所限，時(shí)間倉(cāng)促，錯(cuò)誤及欠缺之處懇請(qǐng)批評(píng)指正。編者2006年7月目錄實(shí)驗(yàn)要求…………1第一篇根底實(shí)驗(yàn)…………………2實(shí)驗(yàn)一常用電子儀器使用練習(xí)、用萬(wàn)用表測(cè)試二極管、三極管……2實(shí)驗(yàn)二 單級(jí)放大電路……………………6實(shí)驗(yàn)三場(chǎng)效應(yīng)管放大器………………13實(shí)驗(yàn)四兩級(jí)放大電路…………………17實(shí)驗(yàn)五負(fù)反應(yīng)放大電路………………20實(shí)驗(yàn)六射級(jí)跟隨器……………………23實(shí)驗(yàn)七差動(dòng)放大電路…………………27實(shí)驗(yàn)八比例求和運(yùn)算電路……………30實(shí)驗(yàn)九積分與微分電路………………34實(shí)驗(yàn)十波形發(fā)生電路…………………37實(shí)驗(yàn)十一有源濾波器…………………41實(shí)驗(yàn)十二電壓比擬器…………………44實(shí)驗(yàn)十三集成電路RC正弦波振蕩器………………47實(shí)驗(yàn)十四集成功率放大器……………50實(shí)驗(yàn)十五整流濾波與并聯(lián)穩(wěn)壓電路…………………52實(shí)驗(yàn)十六串聯(lián)穩(wěn)壓電路………………56實(shí)驗(yàn)十七集成穩(wěn)壓器………………59實(shí)驗(yàn)十八RC正弦波振蕩器……………64實(shí)驗(yàn)十九LC振蕩器及選頻放大器…………………66實(shí)驗(yàn)二十電流/電壓轉(zhuǎn)換電路…………69實(shí)驗(yàn)二十一電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路………71實(shí)驗(yàn)二十二互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大器…………………73實(shí)驗(yàn)二十三波形變換電路……………77實(shí)驗(yàn)二十四晶閘管實(shí)驗(yàn)電路………79第二篇綜合性實(shí)驗(yàn)……………83 實(shí)驗(yàn)二十五函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的組裝與調(diào)試………………83 實(shí)驗(yàn)二十六溫度監(jiān)測(cè)及控制電路…………86 實(shí)驗(yàn)二十七用運(yùn)算放大器組成萬(wàn)用電表的設(shè)計(jì)與調(diào)試…92附錄一DJ-A2模擬電路實(shí)驗(yàn)箱面板圖………97附錄二實(shí)驗(yàn)箱簡(jiǎn)介……………98實(shí)驗(yàn)要求1、實(shí)驗(yàn)前必須充分預(yù)習(xí)，完成指定的預(yù)習(xí)任務(wù)。預(yù)習(xí)要求如下：1〕認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，分析、掌握實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，并進(jìn)行必要的估算。2〕完成各實(shí)驗(yàn)“預(yù)習(xí)要求”中指定的內(nèi)容。3〕熟悉實(shí)驗(yàn)任務(wù)。4〕復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)中所用各儀器的使用方法及考前須知。2、使用儀器和實(shí)驗(yàn)箱前必須了解其性能、操作方法及考前須知，在使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守。3、實(shí)驗(yàn)時(shí)接線(xiàn)要認(rèn)真，相互仔細(xì)檢查，確定無(wú)誤才能接通電源，初學(xué)或沒(méi)有把握應(yīng)經(jīng)指導(dǎo)教師審查同意后再接通電源。4、模擬電路實(shí)驗(yàn)注意：l〕在進(jìn)行小信號(hào)放大實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于所用信號(hào)發(fā)生器及連接電纜的緣故,往往在進(jìn)入放大器前就出現(xiàn)噪聲或不穩(wěn)定，有些信號(hào)源調(diào)不到毫伏以下，實(shí)驗(yàn)時(shí)可采用在放大器輸入端加衰減的方法。一般可用實(shí)驗(yàn)箱中電阻組成衰減器，這樣連接電纜上信號(hào)電平較高，不易受干擾。2〕做放大器實(shí)驗(yàn)時(shí)如出現(xiàn)波形削頂失真甚至變成方波，應(yīng)檢查工作點(diǎn)設(shè)置是否正確,或輸入信號(hào)是否過(guò)大，由于實(shí)驗(yàn)箱所用三極管hfe較大,特別是兩級(jí)放大電路容易飽和失真。5、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意觀察，假設(shè)發(fā)現(xiàn)有破壞性異常現(xiàn)象〔例如有元件冒煙、發(fā)燙或有異味〕應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場(chǎng)，報(bào)告指導(dǎo)教師。找出原因、排除故障，經(jīng)指導(dǎo)教師同意再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。6、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要改接線(xiàn)時(shí)，應(yīng)關(guān)斷電源后才能拆、接線(xiàn)．7、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果〔數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象〕。所記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)指導(dǎo)教師審閱簽字后再撤除實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路。8、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須關(guān)斷電源、拔出電源插頭，并將儀器、設(shè)備、工具、導(dǎo)線(xiàn)等按規(guī)定整理。9、實(shí)驗(yàn)后每個(gè)同學(xué)必須按要求獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)一常用電子儀器使用練習(xí)、用萬(wàn)用表測(cè)試二極管、三極管模擬電子技術(shù)根底實(shí)驗(yàn)常用的電子儀器有：1、通用示波器20MHZ2、低頻信號(hào)發(fā)生器HG1021型3、晶體管毫伏表：DA-164、萬(wàn)用表〔500型〕或數(shù)字萬(wàn)用表5、直流穩(wěn)壓電源+12V、500mA為了在實(shí)驗(yàn)中能準(zhǔn)確地測(cè)量數(shù)據(jù)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，必須學(xué)會(huì)正確地使用這些儀器的方法，這是一項(xiàng)重要的實(shí)驗(yàn)技能，因此以后每次實(shí)驗(yàn)都要反復(fù)進(jìn)行這方面的練習(xí)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹惨弧?、學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)示波器、低頻信號(hào)發(fā)生器、晶體管毫伏表及直流穩(wěn)壓電源的使用方法?！捕硨W(xué)習(xí)用萬(wàn)用表區(qū)分二極管、三極管管腳的方法及判斷它們的好壞?！踩硨W(xué)習(xí)識(shí)別各種類(lèi)型的元件。二、實(shí)驗(yàn)原理示波器是一種用途很廣的電子測(cè)量?jī)x器。利用它可以測(cè)出電信號(hào)的一系列參數(shù)，如信號(hào)電壓〔或電流〕的幅度、周期〔或頻率〕、相位等。通用示波器的結(jié)構(gòu)包括示波管、垂直放大、水平放大、觸發(fā)、掃描及電源等六個(gè)主要局部，各局部作用見(jiàn)附錄。YX4320型波器。三、預(yù)習(xí)要求實(shí)驗(yàn)前必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)時(shí)使用的示波器、低頻信號(hào)發(fā)生器，萬(wàn)用表的使用說(shuō)明及考前須知等有關(guān)資料。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟〔一〕電子儀器使用練習(xí)1、將示波器電源接通1至2分鐘，調(diào)節(jié)有關(guān)旋鈕，使熒光屏上出現(xiàn)掃描線(xiàn)，熟悉“輝度”、“聚焦”、“X軸位移”、“Y軸位移”等到旋鈕的作用。2、啟動(dòng)低頻信號(hào)發(fā)生器，調(diào)節(jié)其輸出電壓〔有效值〕為1～5V，頻率為1KHZ，用示波器觀察信號(hào)電壓波形，熟悉“Y軸衰減”和“Y軸增幅”旋鈕的作用。3、調(diào)節(jié)有關(guān)旋鈕，使熒光屏上顯示出的波形增加或減少〔例如在熒光屏上得到一個(gè)、三個(gè)或六個(gè)完整的正弦波〕，熟悉“掃描范圍”及“掃描微調(diào)”旋鈕的作用。4、用晶體管毫伏表測(cè)量信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓。將信號(hào)發(fā)生器的“輸出衰減”開(kāi)關(guān)置0db、20db、40db、60db位置，測(cè)量其對(duì)應(yīng)的輸出電壓。測(cè)量時(shí)晶體管毫伏表的量程要選擇適當(dāng)，以使讀數(shù)準(zhǔn)確。注意不要過(guò)量程?！捕秤萌f(wàn)用表區(qū)分二極管的極性、區(qū)分二極管e、b、c各極、管子的類(lèi)型〔PNP或NPN〕及其好壞。1、利用萬(wàn)用表測(cè)試晶體二極管?！?〕鑒別正、負(fù)極性萬(wàn)用表歐姆檔的內(nèi)部電路可以用圖1-1(b)所示電路等效，由圖可見(jiàn)，黑棒為正極性,紅棒為負(fù)極性。將萬(wàn)用表選在R×100檔，兩棒接到二極管兩端如圖1-1(a)，假設(shè)表針指在幾KΩ以下的阻值，那么接黑棒一端為二極管的正極，二極管正向?qū)?；反之，如果表針指向很大〔幾百千歐〕的阻值，那么接紅棒的那一端為正極?！?〕鑒別性能將萬(wàn)用表的黑棒接二極管正極，紅棒接二極管負(fù)極，測(cè)得二極管的正向電阻。一般在幾KΩ以下為好，要求正向電阻愈小愈好。將紅棒接二極管的正極，黑棒接二極管負(fù)極，可測(cè)量出反向電阻。一般應(yīng)大于200KΩ以上。2、利用萬(wàn)用表測(cè)試小功率晶體三極管晶體三極管的結(jié)構(gòu)猶如“背靠背”的兩個(gè)二極管，如圖1-2所示。測(cè)試時(shí)用R×100檔?！?〕判斷基極b和管子的類(lèi)型用萬(wàn)用表的紅棒接晶體管的某一極，黑棒依次接其它兩個(gè)極，假設(shè)兩次測(cè)得電阻都很小(在幾KΩ以下)，那么紅棒接的為PNP型管子的基極b；假設(shè)量得電阻都很大〔在幾百KΩ以上〕，那么紅棒所接的是NPN型管子的基極b。假設(shè)兩次量得的阻值為一大一小，應(yīng)換一個(gè)極再試量?！?〕確定發(fā)射極e和集電極c以PNP型管子為例，基極確定以后，用萬(wàn)用表兩根棒分別接另兩個(gè)未知電極，假設(shè)紅棒所接電極為c，黑棒所接電極為e，用一個(gè)100KΩ的電阻一端接b，一端接紅棒〔相當(dāng)于注入一個(gè)Ib〕，觀察接上電阻時(shí)表針擺動(dòng)的幅度大小。再把兩棒對(duì)調(diào)，重測(cè)一次。根據(jù)晶體管放大原理可知，表針擺動(dòng)大的一次，紅棒所接的為管子的集電極c，另一個(gè)極為發(fā)射極e。也可用手捏住基極b與紅棒〔不要使b極與棒相碰〕，以人體電阻代替100KΩ電阻，同樣可以判別管子的電極。如圖1-3所示。對(duì)于NPN型管，判斷的方法相類(lèi)似，讀者可自行思考。測(cè)試過(guò)程中，假設(shè)發(fā)現(xiàn)晶體管任何兩極之間的正、反電阻都很小〔接近于零〕，或是都很大〔表針不動(dòng)〕，這說(shuō)明管子已擊穿或燒壞?！踩尺x擇一些不同類(lèi)型的電阻、電位器、電容、電感、變壓器等常用元件加以辯認(rèn)。五、報(bào)告要求〔一〕說(shuō)明使用示波器觀察波形時(shí)，為了到達(dá)以下要求，應(yīng)調(diào)節(jié)哪些旋鈕？1、波型清晰且亮度適中；2、波型在熒光屏中央且大小適中；3、波型完整；4、波型穩(wěn)定；〔二〕說(shuō)明用示波器觀察正弦波電壓時(shí)，假設(shè)熒光屏上分別出現(xiàn)以下圖形時(shí)，是哪些旋鈕位置不對(duì)，應(yīng)如何調(diào)節(jié)？〔三〕總結(jié)用萬(wàn)用表測(cè)試二極管和三極管的方法。實(shí)驗(yàn)二單級(jí)放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉電子元器件和模擬電路實(shí)驗(yàn)箱。2、掌握放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法及其對(duì)放大器性能的影響。3、學(xué)習(xí)測(cè)量放大器Q點(diǎn)，AV，，的方法，了解共射極電路特性。4、學(xué)習(xí)放大器的動(dòng)態(tài)性能。二、實(shí)驗(yàn)原理圖2－1為電阻分壓式單管放大器實(shí)驗(yàn)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(diǎn)。當(dāng)在放大器的輸入端參加輸入信號(hào)ui后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號(hào)u0，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。圖2－1共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路在圖2－1電路中，當(dāng)流過(guò)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(shí)〔一般5～10倍〕，那么它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算電壓放大倍數(shù)輸入電阻Ri＝RB1RB2rbe輸出電阻RO≈RC由于電子器件性能的分散性比擬大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不開(kāi)測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測(cè)量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計(jì)和裝配以后，還必須測(cè)量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和各項(xiàng)性能指標(biāo)。一個(gè)優(yōu)質(zhì)放大器，必定是理論設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)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(shí)和設(shè)計(jì)方法外，還必須掌握必要的測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測(cè)量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試，及放大器各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量與調(diào)試等。1、放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試(1)靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號(hào)ui＝0的情況下進(jìn)行，即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程適宜的直流毫安表和直流電壓表，分別測(cè)量晶體管的集電極電流IC以及各電極對(duì)地的電位UB、UC和UE。一般實(shí)驗(yàn)中，為了防止斷開(kāi)集電極，所以采用測(cè)量電壓UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要測(cè)出UE，即可用算出IC〔也可根據(jù)，由UC確定IC〕，同時(shí)也能算出，。為了減小誤差，提高測(cè)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(diǎn)的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試是指對(duì)管子集電極電流IC〔或UCE〕的調(diào)整與測(cè)試。靜態(tài)工作點(diǎn)是否適宜，對(duì)放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點(diǎn)偏高，放大器在參加交流信號(hào)以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)uO的負(fù)半周將被削底，如圖2－2(a)所示；如工作點(diǎn)偏低那么易產(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2－2(b)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(diǎn)以后還必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端參加一定的輸入電壓ui，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿(mǎn)足要求。如不滿(mǎn)足，那么應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。(a)(b)圖2－2靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)uO波形失真的影響改變電路參數(shù)UCC、RC、RB〔RB1、RB2〕都會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化，如圖2－3所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻RB2的方法來(lái)改變靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小RB2，那么可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。圖2－3電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響最后還要說(shuō)明的是，上面所說(shuō)的工作點(diǎn)“偏高”或“偏低”不是絕對(duì)的，應(yīng)該是相對(duì)信號(hào)的幅度而言，如輸入信號(hào)幅度很小，即使工作點(diǎn)較高或較低也不一定會(huì)出現(xiàn)失真。所以確切地說(shuō)，產(chǎn)生波形失真是信號(hào)幅度與靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置配合不當(dāng)所致。如需滿(mǎn)足較大信號(hào)幅度的要求，靜態(tài)工作點(diǎn)最好盡量靠近交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。2、放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)試放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓〔動(dòng)態(tài)范圍〕和通頻帶等。(1)電壓放大倍數(shù)AV的測(cè)量調(diào)整放大器到適宜的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后參加輸入電壓ui，在輸出電壓uO不失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)出ui和uo的有效值Ui和UO，那么(2)輸入電阻Ri的測(cè)量為了測(cè)量放大器的輸入電阻，按圖2－4電路在被測(cè)放大器的輸入端與信號(hào)源之間串入一電阻R，在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測(cè)出US和Ui，那么根據(jù)輸入電阻的定義可得圖2－4輸入、輸出電阻測(cè)量電路測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):①由于電阻R兩端沒(méi)有電路公共接地點(diǎn)，所以測(cè)量R兩端電壓UR時(shí)必須分別測(cè)出US和Ui，然后按求出UR值。②電阻R的值不宜取得過(guò)大或過(guò)小，以免產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，通常取R與Ri為同一數(shù)量級(jí)為好，本實(shí)驗(yàn)可取R＝1～2KΩ。(3)輸出電阻R0的測(cè)量按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測(cè)出輸出端不接負(fù)載RL的輸出電壓UO和接入負(fù)載后的輸出電壓UL，根據(jù)即可求出在測(cè)試中應(yīng)注意，必須保持RL接入前后輸入信號(hào)的大小不變。(4)最大不失真輸出電壓UOPP的測(cè)量〔最大動(dòng)態(tài)范圍〕如上所述，為了得到最大動(dòng)態(tài)范圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)在交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號(hào)的幅度，并同時(shí)調(diào)節(jié)RW〔改變靜態(tài)工作點(diǎn)〕，用示波器觀察uO，當(dāng)輸出波形同時(shí)出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象〔如圖2－5〕時(shí)，說(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號(hào)，使波形輸出幅度最大，且無(wú)明顯失真時(shí)，用交流毫伏表測(cè)出UO〔有效值〕，那么動(dòng)態(tài)范圍等于?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UOPP來(lái)。圖2－5靜態(tài)工作點(diǎn)正常，輸入信號(hào)太大引起的失真(5)放大器幅頻特性的測(cè)量放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)AU與輸入信號(hào)頻率f之間的關(guān)系曲線(xiàn)。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線(xiàn)如圖2－6所示，Aum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)的倍，即0.707Aum所對(duì)應(yīng)的頻率分別稱(chēng)為下限頻率fL和上限頻率fH，那么通頻帶。放大器的幅率特性就是測(cè)量不同頻率信號(hào)時(shí)的電壓放大倍數(shù)Au。為此，可采用前述測(cè)Au的方法，每改變一個(gè)信號(hào)頻率，測(cè)量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測(cè)量時(shí)應(yīng)注意取點(diǎn)要恰當(dāng)，在低頻段與高頻段應(yīng)多測(cè)幾點(diǎn)，在中頻段可以少測(cè)幾點(diǎn)。此外，在改變頻率時(shí)，要保持輸入信號(hào)的幅度不變，且輸出波形不得失真。3DG9011(9011(NPN)3CG 9012(PNP) 9013(NPN)圖2－6幅頻特性曲線(xiàn)圖2－7晶體三極管管腳排列三、實(shí)驗(yàn)儀器l、雙蹤示波器2、函數(shù)發(fā)生器3、數(shù)字萬(wàn)用表 4、頻率計(jì) 5、交流毫伏表 6、直流毫伏表 7、分立元件放大電路模塊四、預(yù)習(xí)要求1、三極管及單管放大器工作原理。2、放大器動(dòng)態(tài)及靜態(tài)測(cè)量方法。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟l、實(shí)驗(yàn)電路：圖2－1共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路〔１〕用萬(wàn)用表判斷實(shí)驗(yàn)箱上三極管1V1的極性和好壞，電解電容C的極性和好壞。〔２〕按圖2-1所示，連接電路(注意：接線(xiàn)前先測(cè)量+l2V電源，關(guān)斷電源后再連線(xiàn))，將Rp的阻值調(diào)到最大位置?！玻场辰泳€(xiàn)完畢仔細(xì)檢查,確定無(wú)誤后接通電源。改變Rp記錄IC分別為0.5mA、1mA、1.5mA時(shí)三極管1V1的β值(注意：Ib的測(cè)量和計(jì)算方法)。2、靜態(tài)調(diào)整調(diào)整RP，使VE=2.2V，計(jì)算并填入表2-1。表2-1測(cè)量值計(jì)算值VBE〔V〕VCE〔V〕Rb〔KΩ〕IB〔μA〕IC〔mA〕3、動(dòng)態(tài)研究(1)將函數(shù)發(fā)生器調(diào)到f=1KHz，幅值為3mV，接到放大器輸入端Ui，觀察Ui和UO端波形，并比擬相位。(2)信號(hào)源頻率不變，逐漸加大信號(hào)幅度，觀察UO不失真時(shí)的最大值，并填入表2-2表2-2RL=∝測(cè)量值計(jì)算值估計(jì)值Ui〔mV〕UO〔V〕AVAV(3)保恃Ui=5mV不變，放大器接入負(fù)載RL，在改變RC數(shù)值的情況下測(cè)量，并將計(jì)算結(jié)果填入表2-3表2-3給定參數(shù)測(cè)量值計(jì)算值估算值RCRLUi〔mV〕UO〔V〕AVAV2K5K12K2K25K15K15K12K2(4)保持Ui=5mV不變，增大和減小RP，觀察UO波形變化，測(cè)量并填入表2-4表2-4RP值UBUCUE輸出波形情況最大適宜最小注意：假設(shè)失真觀察不明顯可增大或減小Ui幅值重測(cè)。4、測(cè)放大器輸入，輸出電阻。參照?qǐng)D2－4輸入、輸出電阻測(cè)量電路(1)輸入電阻測(cè)量在輸入端串接一個(gè)電阻R=5K1，測(cè)量US與Ui，即可計(jì)算ri。(2)輸出電阻測(cè)量在輸出端接入可調(diào)電阻作為負(fù)載，選擇適宜的RL值使放大器輸出不失真(接示波器監(jiān)視)，測(cè)量有負(fù)載和空載時(shí)的UO，即可計(jì)算rO。將上述測(cè)量及計(jì)算結(jié)果填入表2-5中。表2-5測(cè)輸入電阻R=5K1測(cè)輸出電阻測(cè)量值計(jì)算值估算值測(cè)量值計(jì)算值估算值USUiriRiUORL=∝UORL=六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、列表整理測(cè)量結(jié)果，并把實(shí)測(cè)的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計(jì)算值比擬〔取一組數(shù)據(jù)進(jìn)行比擬〕，分析產(chǎn)生誤差原因。2、總結(jié)RC，RL及靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的影響。3、討論靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)放大器輸出波形的影響。4、分析討論在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)三負(fù)反應(yīng)放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、研究負(fù)反應(yīng)對(duì)放大器性能的影響。2、掌握反應(yīng)放大器性能的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理放大器中采用負(fù)反應(yīng)，在降低放大倍數(shù)的同時(shí)，可使放大器的某些性能大大改善，負(fù)反應(yīng)的類(lèi)型很多，本實(shí)驗(yàn)以一個(gè)輸出電壓、輸入串聯(lián)負(fù)反應(yīng)的兩級(jí)放大電路為例，如圖3-2所示。CF、RF從第二級(jí)T2的集電極接到第一級(jí)T1的發(fā)射極構(gòu)成負(fù)反應(yīng)。下面列出負(fù)反應(yīng)放大器的有關(guān)公式，供驗(yàn)證分析時(shí)作參考。1、放大倍數(shù)和放大倍數(shù)穩(wěn)定度負(fù)反應(yīng)放大器可以用圖3-1方框圖來(lái)表示：圖3-1負(fù)反應(yīng)放大器框圖負(fù)反應(yīng)放大器的放大倍數(shù)為：式中AV稱(chēng)為開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)，反應(yīng)系數(shù)為：反應(yīng)放大器反應(yīng)放大倍數(shù)穩(wěn)定度與無(wú)反應(yīng)放大器反應(yīng)放大倍數(shù)穩(wěn)定度有如下關(guān)系：式中稱(chēng)負(fù)反應(yīng)放大器的放大倍數(shù)穩(wěn)定度。稱(chēng)無(wú)反應(yīng)放大器的放大倍數(shù)穩(wěn)定度。由上式可知，負(fù)反應(yīng)放大器比無(wú)反應(yīng)的放大器的穩(wěn)定度提高了〔1+AVF〕倍。2、頻率響應(yīng)特性引入負(fù)反應(yīng)后，放大器的頻響曲線(xiàn)的上限頻率fHf比無(wú)反應(yīng)時(shí)擴(kuò)展〔1+AVF〕倍。即：而下限頻率比無(wú)反應(yīng)時(shí)減小到倍，即由此可見(jiàn)，負(fù)反應(yīng)放大器的頻帶變寬。3、非線(xiàn)性失真系數(shù)按定義：式中----信號(hào)內(nèi)容包含的諧波成分總和(，其中，……分別為二次、三次……諧波成分的有效值)；----基波成分有效值。在負(fù)反應(yīng)放大器中，由非線(xiàn)性失真產(chǎn)生的諧波成分比無(wú)反應(yīng)時(shí)減小到〔〕倍，即同時(shí)，由于保持輸出的基波電壓不變，因此非線(xiàn)性失真系數(shù)D也減小到〔〕倍，即三、實(shí)驗(yàn)儀器l、雙蹤示波器。2、音頻信號(hào)發(fā)生器。3、數(shù)字萬(wàn)用表。4、分立元件放大電路模塊四、預(yù)習(xí)要求l、認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求，估計(jì)待測(cè)量?jī)?nèi)容的變化趨勢(shì)。2、圖5-2電路中晶體管β值l20，計(jì)算該放大器開(kāi)環(huán)和閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、負(fù)反應(yīng)放大器開(kāi)環(huán)和閉環(huán)放大倍數(shù)的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)電路如圖3-2。圖3-2反應(yīng)放大電路(l)開(kāi)環(huán)電路①按圖3-2接線(xiàn)，RF先不接入。②輸入端接入Vi=lmV，f=1KHz的正弦波(注意輸入lmV信號(hào)采用輸入端衰減法見(jiàn)實(shí)驗(yàn)二)。調(diào)整接線(xiàn)和參數(shù)使輸出不失真且無(wú)振蕩(參考實(shí)驗(yàn)二方法〕。③按表3-1要求進(jìn)行測(cè)量并填表。④根據(jù)實(shí)測(cè)值計(jì)算開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)和輸出電阻r0。(2)、閉環(huán)電路：①接通按要求調(diào)整電路；②按表3-l要求測(cè)量并填表，計(jì)算AVf；③根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果，驗(yàn)證AVf≈1/F。表3-1RL〔KΩ〕Vi〔mV〕VO〔mV〕AV〔AVf〕開(kāi)環(huán)∞11K51閉環(huán)∞11K512、負(fù)反應(yīng)對(duì)失真的改善作用(l)將圖3-2電路開(kāi)環(huán),逐步加大幅度，使輸出信號(hào)出現(xiàn)失真(注意不要過(guò)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)增加幅度，使輸出幅度接近開(kāi)環(huán)時(shí)失真波形幅度。(3)假設(shè)=3KΩ不變，但接入V1的基極，會(huì)出現(xiàn)什么情況?實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證之。(4)畫(huà)出上述各步實(shí)驗(yàn)的波形圖。3、測(cè)放大器頻率特性〔l〕將圖3-l電路先開(kāi)環(huán)，選擇適當(dāng)幅度(頻率為lKHz〕使輸出信號(hào)在示波器上有滿(mǎn)幅正弦波顯示?！?〕保持輸入信號(hào)幅度不變逐步增加頻率，直到波形減小為原來(lái)的70%，此時(shí)信號(hào)頻率即為放大器的fH?！?〕條件同上，但逐漸減小頻率，測(cè)得fL。〔4〕將電路閉環(huán)，重復(fù)l～3步驟，并將結(jié)果填入表3-2。表3-2fH(Hz)fL(Hz)開(kāi)環(huán)閉環(huán)六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告l、將實(shí)驗(yàn)值與理論值比擬。分析誤差原因。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容總結(jié)負(fù)反應(yīng)對(duì)放大電路的影響。實(shí)驗(yàn)四比例求和運(yùn)算電路—、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用集成運(yùn)算放大器組成比例、求和電路的特點(diǎn)及性能。2、學(xué)會(huì)上述電路的測(cè)試和分析方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1、比例運(yùn)算放大電路包括反相比例，同相比例運(yùn)算電路，是其他各種運(yùn)算電路的根底，我們?cè)诖税阉鼈兊墓搅谐觯悍聪啾壤糯笃魍啾壤糯笃魇街袨殚_(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)為差模輸入電阻當(dāng)或時(shí)，這種電路稱(chēng)為電壓跟隨器2、求和電路的輸出量反映多個(gè)模擬輸入量相加的結(jié)果，用運(yùn)算實(shí)現(xiàn)求和運(yùn)算時(shí)，可以采用反相輸入方式，也可以采用同相輸入或雙端輸入的方式，下面列出他們的計(jì)算公式。反相求和電路 假設(shè)，那么 雙端輸入求和電路 式中： 三、實(shí)驗(yàn)儀器l、數(shù)字萬(wàn)用表2、示波器3、信號(hào)發(fā)生器4、集成運(yùn)算放大電路模塊四、預(yù)習(xí)要求1、計(jì)算表4-l中的V0和Af2、估算表4-3的理論值3、估算表4-4、表4-5中的理論值4、計(jì)算表4-6中的V0值5、計(jì)算表4-7中的V0值五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、電壓跟隨器實(shí)驗(yàn)電路如圖4-l所示.圖4-l電壓跟隨器按表4-l內(nèi)容實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄。表4-1Vi〔V〕-2-0.500.51V0〔V〕RL=∞RL=5K12、反相比例放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖4-2所示。圖4-2反相比例放大器(l)按表4-2內(nèi)容實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄.表4-2直流輸入電壓Ui〔mV〕3010030010003000輸出電壓U0理論估算〔mV〕實(shí)測(cè)值〔mV〕誤差(2)按表4-3要求實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄.表4-3測(cè)試條件理論估算值實(shí)測(cè)值ΔU0RL開(kāi)路，直流輸入信號(hào)Ui由0變?yōu)?00mVΔUABΔUR2ΔUR1ΔUOLUi=800mVRL由開(kāi)路變?yōu)?K1(3)測(cè)量圖4-2電路的上限截止頻率。3、同相比例放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖4-3所示。(1)按表4-4和4-5實(shí)驗(yàn)測(cè)量并記錄。圖4-3同相比例放大器表4-4直流輸入電壓Ui〔mV〕3010030010003000輸出電壓U0理論估算〔mV〕實(shí)測(cè)值〔mV〕誤差表4-5測(cè)試條件理論估算值實(shí)測(cè)值ΔU0RL開(kāi)路，直流輸入信號(hào)Ui由0變?yōu)?00mVΔUABΔUR2ΔUR1ΔUOLUi=800mVRL由開(kāi)路變?yōu)?K1(2)測(cè)出電路的上限截止頻率4、反相求和放大電路.實(shí)驗(yàn)電路如圖4-4所示。圖4-4反相求和放大電路按表4-6內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量，并與預(yù)習(xí)計(jì)算比擬。表4-6Vi1〔V〕0.3-0.3Vi2〔V〕0.20.2VO〔V〕5、雙端輸入求和放大電路實(shí)驗(yàn)電路為圖4-5所示圖4-5雙端輸入求和電路按表4-7要求實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄。表4-7Vi1〔V〕120.2Vi2〔V〕0.51.8-0.2VO〔V〕六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告l、總結(jié)本實(shí)驗(yàn)中5種運(yùn)算電路的特點(diǎn)及性能。2、分析理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的原因。實(shí)驗(yàn)五有源濾波器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膌、熟悉有源濾波器的構(gòu)成及其特性。2、學(xué)會(huì)測(cè)量有源濾波器幅頻特性。二、實(shí)驗(yàn)原理濾波器是一種能使某一局部頻率比擬順利地通過(guò)而另一局部頻率受到較大衰減的裝置。常用在信息的處理、數(shù)據(jù)的傳送和干擾的抑制等方面。1、低通濾波器本實(shí)驗(yàn)的低通濾波電路如圖5-1為一、二階有源濾波電路。注意電路中第一級(jí)的電容接到了輸出端，相當(dāng)于電路中引入反應(yīng)，目的是為了讓輸出電壓在高頻段迅速下降，而在接近截止頻率的范圍內(nèi)輸出電壓又不致下降過(guò)多，從而有利于改善濾波特性。因?yàn)閮杉?jí)濾波電路中的電阻、電容值相等。它們的輸入、輸出關(guān)系是：2、高通濾波器將低通濾波器中起濾波作用的R、C互換，即可變成高通濾波電路。高通濾波電路的頻率響應(yīng)和低通濾波是“鏡象”關(guān)系。它們的輸入、輸出關(guān)系為：3、帶阻濾波器帶阻濾波器是在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號(hào)不能通過(guò)〔或受到很大衰減〕而在其余頻率范圍，信號(hào)那么能順利通過(guò)。將低通濾波器和高通濾波器進(jìn)行組合，即可獲得帶阻濾波器。它們的輸入、輸出關(guān)系為：三、儀器及設(shè)備l、示波器2、信號(hào)發(fā)生器3、集成運(yùn)算放大電路模塊四、預(yù)習(xí)要求l、預(yù)習(xí)教材有關(guān)濾波器內(nèi)容。2、分析圖5-1、圖5-2、圖5-3所示電路。寫(xiě)出它們的增益特性表達(dá)式。3、計(jì)算圖5-l、圖5-2電路的截止頻率，圖5-3電路的中心頻率。4、畫(huà)出三個(gè)電路的幅頻特性曲線(xiàn)。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容l、低通濾波器實(shí)驗(yàn)電路如圖5-l所示。其中反應(yīng)電阻RF選用22KΩ電位器，5.7K為設(shè)定值。圖5-1低通濾波器按表5-1內(nèi)容測(cè)量并記錄。表5-1Vi〔V〕1111111111f〔Hz〕510153060100150200300400V0〔V〕2、高通濾波器實(shí)驗(yàn)電路如圖5-2所示圖5-2高通濾波器按表5-2內(nèi)容測(cè)量并記錄表5-2Vi〔V〕111111111f〔Hz〕101650100130160200300400V0〔V〕3、帶阻濾波器實(shí)驗(yàn)電路如圖5-3所示圖5-3帶阻濾波器(1)實(shí)測(cè)電路中心頻率。(2)以實(shí)測(cè)中心頻率為中心，測(cè)出電路幅頻特性。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告l、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出各電路曲線(xiàn)，并與計(jì)算值比照，分析誤差。2、如何組成帶通濾波器?試設(shè)計(jì)一中心頻率為300HZ、帶寬200Hz的帶通濾波器。實(shí)驗(yàn)六整流濾波與并聯(lián)穩(wěn)壓電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉單相半波、全波、橋式整流電路。2、觀察了解電容濾波作用。3、了解并聯(lián)穩(wěn)壓電路。二、實(shí)驗(yàn)原理直流電路是利用二極管的單向?qū)щ娦?，將平均值為零的交流電變換為平均值不為零的脈動(dòng)直流電路。1、半波直流圖6-2所示電路為帶有純阻負(fù)載的單相半波整流電路，當(dāng)變壓器負(fù)邊電壓為正時(shí)，二極管正向?qū)ǎ娏鹘?jīng)過(guò)二極管流向負(fù)載，在上得到一個(gè)極性為上正下負(fù)的電壓，而當(dāng)為負(fù)的半個(gè)周期內(nèi)，二極管反偏，電流根本上等于零。所以在負(fù)載電阻兩端得到的電壓極性是單方向的。半波整流以后，輸入、輸出方向的關(guān)系為：VO=0.45V22、橋式整流圖6-3所示電路為橋式整流電路。整流過(guò)程中，四個(gè)二極管兩兩輪流導(dǎo)通，因此正、負(fù)半周內(nèi)都有電流流過(guò)RL，從而使輸出電壓的直流成份提高，脈動(dòng)系數(shù)降低。在V2的正半周內(nèi)，D2D3導(dǎo)通，D1D4截止，負(fù)半周時(shí)，D1D4導(dǎo)電，D2D3截止，但是無(wú)論在正半周或負(fù)半周，流過(guò)的RL的電流方向是一致的。綜上所述，橋式整流電路輸入、輸出關(guān)系為：VO=0.9V23、電容濾波在整流電路的輸出端并聯(lián)一個(gè)容量很大的電容器，就是電容濾波電路。參加濾波電容后，整流器的負(fù)載具有電容性質(zhì)，電路的工作狀態(tài)完全不同于純電阻的情況。圖6-4中，我們知道接通電源后，當(dāng)V2為正半周時(shí)，D2D3導(dǎo)通，V2通過(guò)D2D3向電容器C充電，V2為負(fù)半周時(shí)，D1D4導(dǎo)通V2經(jīng)D1D4向電容C充電，充電過(guò)程中，電容兩端電壓VC逐漸上升，使得，接入RL后，電容C通過(guò)RL放電，故電容兩端的電壓VC緩慢下降，因此，電源V2按正弦規(guī)律上升，當(dāng)V2>VC時(shí)，二極管D2D3受正向電壓而導(dǎo)通，此時(shí)，V2經(jīng)D2D3一方面向RL提供電流，另一方面向電容C充電，當(dāng)VC隨V2升高到。然后由于V2按正弦規(guī)律下降，當(dāng)V2＜VC時(shí)，二極管又受反向電壓而截止，電容C再次經(jīng)RC放電，電容C如此周而復(fù)始地充放電，負(fù)載上便得一濾波后的鋸齒波電壓VC，使負(fù)載電壓的波動(dòng)減少了。如圖6-1。6-1電容濾波波形圖4、并聯(lián)穩(wěn)定電路圖6-5為并聯(lián)穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓管作為一個(gè)二極管處于反向接法，RL作為限流電阻，用來(lái)調(diào)節(jié)當(dāng)輸入電壓波動(dòng)時(shí)，使輸出電壓根本不變。電路的穩(wěn)壓原理如下：A、假設(shè)穩(wěn)壓電路的輸入電壓Vi保持不變，當(dāng)負(fù)載電阻RL減少，IL增大時(shí)，由于電流在電阻R上的壓降升高，輸出電壓VL將下降，而穩(wěn)壓管并聯(lián)在輸出端，由其伏安特性可見(jiàn)，當(dāng)穩(wěn)壓管兩端電壓略有下降，流經(jīng)它上面的電流將急劇減少，亦即由IZ的減少來(lái)補(bǔ)償IL的增加，最終使IR保持根本不變，使輸出電壓隨之上升，但此時(shí)穩(wěn)壓管的電流IZ急劇增加，那么電阻R上的壓降增大，以此來(lái)抵消Vi的升高，從而使輸出電壓保持不變，上述過(guò)程簡(jiǎn)明表示為：RL↑→IL↑→IR↑→VO↓→IZ↓→IR↓→VO↑B、假設(shè)負(fù)載電阻保持不變，由于電網(wǎng)電壓升高而使Vi升高時(shí)，輸出電壓VO也將隨之上升，但此時(shí)穩(wěn)壓管的電流IZ急劇增加，那么電阻R上的壓降增大，以此來(lái)抵消Vi的升高，從而使輸出電壓保持不變，上述過(guò)程要簡(jiǎn)明表示為：Vi↑→VO↑→IZ↑→IR↑→VR↑→VO↓三、實(shí)驗(yàn)儀器及材料l、示波器2、數(shù)字萬(wàn)用表3、整流濾波電路模塊四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容l、半波整流、橋式整流電路實(shí)驗(yàn)電路分別如圖6-2，圖6-3所示。分別接二種電路，用示波器觀察V2及VL的波形。并測(cè)量V2、VD、VL。圖6-2半波整流電路圖6-3橋式整流電路2、電容濾波電路實(shí)驗(yàn)電路如圖6-4(l)分別用不同電容接入電路，RL先不接，用示波器觀察波形。用電壓表測(cè)VL并記錄。(2)接上RL，先用RL=1KΩ重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)并記錄。(3)將RL改為l50Ω，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。圖6-4電容濾波電路3、并聯(lián)穩(wěn)壓電路實(shí)驗(yàn)電路如圖6-5所示。(l)電源輸入電壓不變，負(fù)載變化時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。改變負(fù)載電阻RL使負(fù)載電流IL=lmA、5mA、10mA分別測(cè)量VL、VR、IL、IR，計(jì)算電源輸出電阻。圖6-5并聯(lián)穩(wěn)壓電路(2)負(fù)載不變，電源電壓變化時(shí)電路的穩(wěn)壓性能。用可調(diào)直流電源的電壓變化模擬220V電源電壓的變化，電路接入前將可將電源調(diào)到l0V，然后調(diào)到8V、9V、1lV、l2V，按表6-1內(nèi)容測(cè)量并填表，并計(jì)算穩(wěn)壓系數(shù)。表6-1ViVL〔V〕IR〔mA〕IL(A)10V8V9V11V12V五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告l、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容計(jì)算。2、圖6-5所示電路能輸出電流最大為多少?為獲得更大電流應(yīng)如何選用電路元器件及參數(shù)?實(shí)驗(yàn)七互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)一步理解互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)〔OTL〕功率放大器的工作原理學(xué)會(huì)互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)〔OTL〕電路的調(diào)試及主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法二、實(shí)驗(yàn)原理圖22-1所示為互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)〔OTL〕低頻功率放大器。圖7-l互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大器其中由晶體三極管V1組成推動(dòng)級(jí)〔也稱(chēng)前置放大級(jí)〕，V2、V3是一對(duì)參數(shù)對(duì)稱(chēng)的NPN和PNP型晶體三極管，它們組成互補(bǔ)推挽OTL功放電路。由于每一個(gè)管子都接成射極輸出器形式，因此具有輸出電阻低，負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適合于作功率輸出級(jí)。T1管工作于甲類(lèi)狀態(tài)，它的集電極電流IC1由電位器RW1進(jìn)行調(diào)節(jié)。IC1的一局部流經(jīng)電位器RW2及二極管D，給T2、T3提供偏壓。調(diào)節(jié)RW2，可以使T2、T3得到適宜的靜態(tài)電流而工作于甲、乙類(lèi)狀態(tài)，以克服交越失真。靜態(tài)時(shí)要求輸出端中點(diǎn)A的電位，可以通過(guò)調(diào)節(jié)RW1來(lái)實(shí)現(xiàn)，又由于RW1的一端接在M點(diǎn)，因此在電路中引入交、直流電壓并聯(lián)負(fù)反應(yīng)，一方面能夠穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，同時(shí)也改善了非線(xiàn)性失真。當(dāng)輸入正弦交流信號(hào)ui時(shí)，經(jīng)T1放大、倒相后同時(shí)作用于T2、T3的基極，ui的負(fù)半周使T2管導(dǎo)通〔T3管截止〕，有電流通過(guò)負(fù)載RL，同時(shí)向電容C0充電，在ui的正半周，T3導(dǎo)通〔T2截止〕，那么已充好電的電容器C0起著電源的作用，通過(guò)負(fù)載RL放電，這樣在RL上就得到完整的正弦波。C2和R構(gòu)成自舉電路，用于提高輸出電壓正半周的幅度，以得到大的動(dòng)態(tài)范圍。OTL電路的主要性能指標(biāo)最大不失真輸出功率Pom理想情況下，，在實(shí)驗(yàn)中可通過(guò)測(cè)量RL兩端的電壓有效值，來(lái)求得實(shí)際的。2、效率η，PE—直流電源供應(yīng)的平均功率理想情況下，ηmax＝78.5％。在實(shí)驗(yàn)中，可測(cè)量電源供應(yīng)的平均電流IdC，從而求得PE＝UCC·IdC，負(fù)載上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以計(jì)算實(shí)際效率了。3、頻率響應(yīng)詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)二有關(guān)局部?jī)?nèi)容4、輸入靈敏度輸入靈敏度是指輸出最大不失真功率時(shí)，輸入信號(hào)Ui之值。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、＋5V直流電源5、直流電壓表2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 6、直流毫安表3、雙蹤示波器 7、頻率計(jì)4、交流毫伏表8、晶體三極管3DG6(9011)3DG12(9013)3CG12(9012)晶體二極管IN40078Ω揚(yáng)聲器、電阻、電容假設(shè)干 9、分立功放電路模塊四、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)有關(guān)OTL工作原理局部?jī)?nèi)容。2、為什么引入自舉電路能夠擴(kuò)大輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍？3、交越失真產(chǎn)生的原因是什么？怎樣克服交越失真？4、電路中電位器RW2如果開(kāi)路或短路，對(duì)電路工作有何影響？5、為了不損壞輸出管，調(diào)試中應(yīng)注意什么問(wèn)題？6、如電路有自激現(xiàn)象，應(yīng)如何消除？五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，電路不應(yīng)有自激現(xiàn)象。1、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試按圖22-1連接實(shí)驗(yàn)電路，將輸入信號(hào)旋鈕旋至零〔ui=0〕電源進(jìn)線(xiàn)中串入直流毫安表，電位器RW2置最小值，RW1置中間位置。接通＋5V電源，觀察毫安表指示，同時(shí)用手觸摸輸出級(jí)管子，假設(shè)電流過(guò)大，或管子溫升顯著，應(yīng)立即斷開(kāi)電源檢查原因〔如RW2開(kāi)路，電路自激，或輸出管性能不好等〕。如無(wú)異?，F(xiàn)象，可開(kāi)始調(diào)試。1)調(diào)節(jié)輸出端中點(diǎn)電位UA調(diào)節(jié)電位器RW1，用直流電壓表測(cè)量A點(diǎn)電位，使。2)調(diào)整輸出極靜態(tài)電流及測(cè)試各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)RW2，使T2、T3管的IC2＝IC3＝5～10mA。從減小交越失真角度而言，10mA左右為宜。由于毫安表是串接在電源進(jìn)線(xiàn)中，因此測(cè)得的是整個(gè)放大器的電流，但一般T1的集電極電流IC1較小，從而可以把測(cè)得的總電流近似當(dāng)作末級(jí)的靜態(tài)電流。如要準(zhǔn)確得到末級(jí)靜態(tài)電流，那么可從總電流中減去IC1之值。調(diào)整輸出級(jí)靜態(tài)電流的另一方法是動(dòng)態(tài)調(diào)試法。先使RW2＝0，在輸入端接入f＝1KHz的正弦信號(hào)ui。逐漸加大輸入信號(hào)的幅值，此時(shí)，輸出波形應(yīng)出現(xiàn)較嚴(yán)重的交越失真〔注意：沒(méi)有飽和和截止失真〕，然后緩慢增大RW2，當(dāng)交越失真剛好消失時(shí)，停止調(diào)節(jié)RW2，恢復(fù)ui＝0，此時(shí)直流毫安表讀數(shù)即為輸出級(jí)靜態(tài)電流。一般數(shù)值也應(yīng)在5～10mA左右，如過(guò)大，那么要檢查電路。輸出極電流調(diào)好以后，測(cè)量各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)，記入表7-1。表7-1IC2＝IC3＝mAUA＝2.5VT1T2T3UB(V)UC(V)UE(V)注意：①在調(diào)整RW2時(shí)，一是要注意旋轉(zhuǎn)方向，不要調(diào)得過(guò)大，更不能開(kāi)路，以免損壞輸出管②輸出管靜態(tài)電流調(diào)好，如無(wú)特殊情況，不得隨意旋動(dòng)RW2的位置。2、最大輸出功率P0m和效率η1)測(cè)量Pom輸入端接f＝1KHz的正弦信號(hào)ui，輸出端用示波器觀察輸出電壓u0波形。逐漸增大ui，使輸出電壓到達(dá)最大不失真輸出，用交流毫伏表測(cè)出負(fù)載RL上的電壓U0m，那么。2)測(cè)量η當(dāng)輸出電壓為最大不失真輸出時(shí)，讀出直流毫安表中的電流值，此電流即為直流電源供應(yīng)的平均電流IdC〔有一定誤差〕，由此可近似求得PE＝UCCIdc，再根據(jù)上面測(cè)得的P0m，即可求出。3、輸入靈敏度測(cè)試根據(jù)輸入靈敏度的定義，只要測(cè)出輸出功率P0＝P0m時(shí)的輸入電壓值Ui即可。4、頻率響應(yīng)的測(cè)試測(cè)試方法同實(shí)驗(yàn)二。記入表7-2。表7-2Ui＝mVfLf0fHf(Hz)1000U0(V)AV在測(cè)試時(shí)，為保證電路的平安，應(yīng)在較低電壓下進(jìn)行，通常取輸入信號(hào)為輸入靈敏度的50％。在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，應(yīng)保持Ui為恒定值，且輸出波形不得失真。5、研究自舉電路的作用1)測(cè)量有自舉電路，且P0＝P0max時(shí)的電壓增益2)將C2開(kāi)路，R短路〔無(wú)自舉〕，再測(cè)量P0＝P0max的AV。用示波器觀察1)、2)兩種情況下的輸出電壓波形，并將以上兩項(xiàng)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比擬，分析研究自舉電路的作用。6、噪聲電壓的測(cè)試測(cè)量時(shí)將輸入端短路(ui＝0)，觀察輸出噪聲波形，并用交流毫伏表測(cè)量輸出電壓，即為噪聲電壓UN，本電路假設(shè)UN＜15mV，即滿(mǎn)足要求。7、試聽(tīng)輸入信號(hào)改為錄音機(jī)輸出，輸出端接試聽(tīng)音箱及示波器。開(kāi)機(jī)試聽(tīng)，并觀察語(yǔ)言和音樂(lè)信號(hào)的輸出波形。六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)、最大不失真輸出功率P0m、效率η等，并與理論值進(jìn)行比擬。畫(huà)頻率響應(yīng)曲線(xiàn)。2、分析自舉電路的作用。3、討論實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的問(wèn)題及解決方法。實(shí)驗(yàn)八電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解波形發(fā)生器中頻率變換的方法。2、掌握電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路的原理及測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路如圖8-1所示。該圖實(shí)際上就是鋸齒波發(fā)生電路，只不過(guò)這里是通過(guò)改變輸入電壓Vi的大小來(lái)改變波形頻率，從而將電壓參量轉(zhuǎn)換成頻率參量。圖8-1電壓頻率轉(zhuǎn)換電路A1為反相輸入滯回比擬器，A2組成積分電路，滯回比擬器輸出的矩形波加在二極管D的N端，Vi輸入信號(hào)加在積分電路的同相端，而積分電路輸出的鋸齒波對(duì)接到滯回比擬器的反相輸入端，控制滯回比擬器輸出端的狀態(tài)發(fā)生跳變。假設(shè)t=0時(shí)滯回比擬器輸出為高電平即V01=+VZ，那么D截止積分電容上的初始電壓為0，Vi對(duì)C充電，C充=R4C，積分電路的輸出電壓V0將隨著時(shí)間往負(fù)方向線(xiàn)性增長(zhǎng)，V﹣當(dāng)減小至Vt=μ-=0時(shí)，滯回比擬器的輸出端將發(fā)生跳變使V01=-Vz，此時(shí)D導(dǎo)通，C放電，V0隨時(shí)間往正方向線(xiàn)性增長(zhǎng)，當(dāng)Vi大小改變時(shí)，可控制D導(dǎo)通與截止，使C充放電路徑不同，從而使鋸齒波頻率改變。三、實(shí)驗(yàn)儀器l、示波器2、數(shù)字萬(wàn)用表3、集成運(yùn)算放大電路模塊四、預(yù)習(xí)內(nèi)容l、指出圖8-1中電容C的充電和放電回路。2、定性分析用可調(diào)電壓Vi改變V0頻率的工作原理。3、電阻R5和R4的阻值如何確定?當(dāng)要求輸出信號(hào)幅值為l2VP-P，輸入電壓值為3V，輸出頻率為3000Hz時(shí)，計(jì)算R4、R5的值。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按圖8-l接線(xiàn)，用示波器監(jiān)視V0波形。按表8-l內(nèi)容