模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(2013-11)

1、模 擬 電 子 技 術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上海大學(xué)理學(xué)院物理系二一三年十一月目 錄實(shí)驗(yàn)一 晶體二極管和三極管的測(cè)試（1N4007、9013）1實(shí)驗(yàn)二 單管交流放大電路6實(shí)驗(yàn)三 集成運(yùn)放的參數(shù)測(cè)試9實(shí)驗(yàn)四 反饋放大電路14實(shí)驗(yàn)五 比例、求和運(yùn)算電路17實(shí)驗(yàn)一 晶體二極管和三極管的測(cè)試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)使用萬(wàn)用表對(duì)晶體二極管和三極管進(jìn)行粗測(cè)，并判別晶體管的工作狀態(tài)。2. 測(cè)試晶體三極管的輸入和輸出特性。二電路原理簡(jiǎn)述1. 判斷二極管極性用500型萬(wàn)用表測(cè)量電阻時(shí)，它的等效電路如圖1-1所示，圖中R0為表內(nèi)等效電阻，U0為表內(nèi)電源電壓，當(dāng)萬(wàn)用表處于R*1、R*10、R*100、R*1k檔時(shí)，U0=1.5V。

2、若將黑表棒接到二極管陽(yáng)極，紅表棒接到二極管陰極，則二極管正向偏置，呈現(xiàn)低阻，表頭偏轉(zhuǎn)大。反之，則二極管處于反偏，呈現(xiàn)高阻，表頭偏轉(zhuǎn)小，這樣根據(jù)二次測(cè)得的阻值大小，就可以判別二極管的極性。必須注意，萬(wàn)用表電阻檔不同，其等效內(nèi)阻各不相同。同時(shí)測(cè)量時(shí)，一般先用R*1k檔，這時(shí)較大，可以避免損壞二極管，不宜采用R*10k檔，應(yīng)為電源電壓U0=9V，容易損壞管子。圖1-12. 晶體三極管管腳的判別（1）管型和基極B的判斷可以把晶體三極管的結(jié)構(gòu)看做是兩個(gè)背靠背的PN結(jié)，如圖1-2所示，對(duì)NPN管來(lái)說(shuō)，基極是兩個(gè)PN結(jié)的公共陽(yáng)極；對(duì)PNP來(lái)說(shuō)，基極是兩個(gè)PN結(jié)的公共陰極，因此，判別基極是公共陽(yáng)極還是公共陰極

3、，即可知該管是PNP型還是NPN型。圖1-2（2）發(fā)射極E和集電極C的判別 如圖1-3把已判明三極管B極接到N0端，另外兩個(gè)極任意接到N1和N2兩端。若集射間加的是正常放大所需極性的電源電壓，例如PNP性管C極為負(fù)，E極為正，則集電極電流為Ic=IB+ICE (1-1)反之，若集射間加的是同正常放大相反極性的電源電壓,則Ic為 Icr=rIB+ICE (1-2)式中r為三極管集射間加與正常放大相反極性的電源電壓是的直流放大倍數(shù),一般>=r,顯然Ic>>Icr。圖1-3如圖1-1所示,如果用萬(wàn)用表紅表棒N1端,黑表棒N2端,則策的的電阻小(電流大,即Ic大)如果紅,黑表棒互換,

4、則測(cè)得的電阻大(Ic小),可見(jiàn),N1端是集電極C,N2端是發(fā)射極E。用兩只手分別捏B,C兩極(但不要使B,C兩腳相碰上),人體亦可代替圖1-3中Rb(100歐)的作用。同一型號(hào)的晶體管由于分散性其參數(shù)差異很大,因此,在使用晶體管前需要測(cè)試它的特性,晶體管的特性曲線有輸入特性曲線和輸出特性曲線,輸入特性曲線是指參量變量Uce=常數(shù)時(shí),Ib=f(Ube)的關(guān)系曲線;輸出特性曲線是指參變量Ib=常數(shù)時(shí),Ic=f(Uce)關(guān)系曲線.對(duì)應(yīng)不同的參變量,可的一族曲線,圖1-4就是某個(gè)晶體管的特性曲線,從特性曲線上可以求的管子的,Iceo的參數(shù),上述特性曲線可以用逐點(diǎn)測(cè)試法測(cè)得。圖1-4本實(shí)驗(yàn)以9013晶體

5、管為例。逐點(diǎn)測(cè)試法的測(cè)試電路如圖1-5,圖中Rw1用于調(diào)節(jié)基極電流Ib,Rw2用于調(diào)節(jié)集電極電壓Uc2,測(cè)試輸入特性時(shí),Rw2用做調(diào)節(jié)參變量Uce,并在測(cè)試過(guò)程中保持Uce=正常數(shù).測(cè)試輸出特性時(shí),Rw1用做調(diào)節(jié)參變量Ib,逐點(diǎn)測(cè)試,每給定一個(gè)參變量可測(cè)的一條特性曲線,為了獲的一族特性曲線,需調(diào)節(jié)一系列參變量進(jìn)行多次測(cè)量。 圖1-5 圖1-6在放大電路中,必須設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn),圖1-6為固定偏置電路,調(diào)節(jié)偏置電阻Rb,可以調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)。晶體管的直流(靜態(tài))工作狀態(tài)可以用萬(wàn)用表檢測(cè).當(dāng)管子處于截止區(qū)時(shí),Uce=Ucc；管子處于飽和區(qū)時(shí),集電極正偏;在實(shí)際工作中,常用上述方法來(lái)判別放大電路是否正常

6、工作。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖1-7所示。圖1-7三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 名稱 數(shù)量 型號(hào)1 直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái) GPS3303C2 萬(wàn)用表 1個(gè) 500型/DMM40203 直流微安表（指針式） 1個(gè) 0100A4 開(kāi)關(guān) 2只單刀雙投*1 雙刀雙投*15 電阻 4只 2k*1 25k*1330k*2 6. 電位器 3只 1k*1 2.2k*1220k*17. 二極管 1只1N4007*18. 三極管 2只9013*1 9012*19. 短接橋和連接導(dǎo)線 若干P8-1和5014810. 實(shí)驗(yàn)用9孔插件方板 297mm×300mm四. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1用萬(wàn)用表判別二極管和三極管（1）二極管的判別：用萬(wàn)用表判

7、別二極管的陽(yáng)極和陰極，用一個(gè)二極管分別用R*100和R*1k擋測(cè)量其正、反向電阻，分別記錄數(shù)據(jù)。（2）三極管管腳的判別：用萬(wàn)用表判別NPN型和PNP型三極管E、B、C 3個(gè)管腳，將所測(cè)數(shù)據(jù)填入表1-1中，其中ICEO用等值電阻來(lái)表示。B、ICEO一般情況下不測(cè)。表1-1 測(cè)量項(xiàng)目管型用R表示ICEO值判別基極判別發(fā)射極RCE（B、C極間接入電阻RB）RCE（B、C極間不接RB）RBERBC(正常放大接法電阻)RCE(與正常放大接法相反)RRCE9012黑表筆所接管腳9014紅表筆所接管腳2. 測(cè)量晶體管輸入特性按圖1-7接線，K1置于“1”；K2置于“3”，使參變量UcE=0；調(diào)節(jié) 

8、Rw1改變UBE，使IB如表1-2所列之值。讀出相應(yīng)的UBE值，測(cè)取IB=f(UBE)|UCE=0特性。表1-2 IB(A)UBE(V)測(cè)試條件012351020406080UCE=0UCE=2VK2置于“1”，調(diào)節(jié)Rw2，使參變量UCE=2V,并保持UCE值不變；調(diào)節(jié)Rw1重復(fù)上述步驟，測(cè)取IB=f(UBE)|UCE=2V特性。3. 測(cè)量晶體管輸出特性調(diào)節(jié)Rw1使參變量IB分別為10A、20A、30A，調(diào)節(jié)Rw2使UCE如表1-3所列之值，做Ic=f(UCE)|Ib=常數(shù)的特性曲線。表1-3 UCE(V)IC(mA)測(cè)試條件012351020406080IB=10AIB=20AIB=30A4

9、. 觀察晶體管三種工作狀態(tài)的特性按圖1-7接線，K1置于“2”，K2置與“2”，調(diào)節(jié)Rb，觀察Ib與Ic的關(guān)系，讀出臨界飽和時(shí)的集電極電流Ics(Ics<Ucc/Rc =4mA)和相應(yīng)的基極電流Ibs。調(diào)節(jié)Rb，分別在Ib>=Ibs,Ib=Ibs/2,Ib=0(參考數(shù)據(jù)為Ib=80uA,30uA及將微安表斷開(kāi))時(shí)，測(cè)量晶體管在放大、截止、飽和3中狀態(tài)下的靜態(tài)工作點(diǎn)。判斷晶體管兩個(gè)結(jié)的偏置狀態(tài)及工作區(qū)域。五分析與討論1. 說(shuō)明實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1（1）所測(cè)得的數(shù)據(jù)為何不同？2. 根據(jù)表1-2、表1-3的數(shù)據(jù)在方格紙上畫(huà)出特性曲線，求晶體管的值。3. 由實(shí)驗(yàn)步驟4和所得結(jié)果，總結(jié)晶體管3個(gè)工作區(qū)

10、域的特征，如何根據(jù)UCE值判斷晶體管的工作狀態(tài)？實(shí)驗(yàn)二 單管交流放大電路一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握單管放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整及電壓放大倍數(shù)的測(cè)量方法。2研究靜態(tài)工作點(diǎn)和負(fù)載電阻對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響，進(jìn)一步理解靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器工作的意義。3 觀察放大器輸出波形的非線性失真。4 熟悉低頻信號(hào)發(fā)生器、示波器及晶體管毫伏表的使用方法。二電路原理簡(jiǎn)述單管放大器是放大器中最基本的一類，本實(shí)驗(yàn)采用固定偏置式放大電路，如圖2-1所示。其中RB1=100K，RC1=2K，RL1=100，RW1=1M，RW3=2.2k,C1=C2=10F/15V,T1為9013(=160-200)。 圖2-1 為保證放大器正常工作，即不

11、失真地放大信號(hào)，首先必須適當(dāng)取代靜態(tài)工作點(diǎn)。工作點(diǎn)太高將使輸出信號(hào)產(chǎn)生飽和失真；太低則產(chǎn)生截止失真，因而工作點(diǎn)的選取，直接影響在不失真前提下的輸出電壓的大小，也就影響電壓放大倍數(shù)（Av=V0/Vi）的大小。當(dāng)晶體管和電源電壓Vcc=12V選定之后，電壓放大倍數(shù)還與集電極總負(fù)載電阻RL(RL=Rc/RL)有關(guān)，改變Rc或RL，則電壓放大倍數(shù)將改變。在晶體管、電源電壓Vcc及電路其他參數(shù)（如Rc等）確定之后，靜態(tài)工作點(diǎn)主要取決于IB的選擇。因此，調(diào)整工作點(diǎn)主要是調(diào)節(jié)偏置電阻的數(shù)值（本實(shí)驗(yàn)通過(guò)調(diào)節(jié)Rw1電位器來(lái)實(shí)現(xiàn)），進(jìn)而可以觀察工作點(diǎn)對(duì)輸出電壓波形的影響。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 名稱 數(shù)量 型號(hào)1. 直流穩(wěn)壓

12、電源1臺(tái)GPS3303C2. 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)SFG10033. 示波器 1臺(tái)TDS1001C4. 晶體管毫伏表1只學(xué)校自備5. 萬(wàn)用表 1只DMM40206. 電阻 3只100*1 2k*1 100 k*17. 電位器 2只 2.2 k*1 1M*18 電容 2只 10F/15V*29. 三極管 1只 9013*110 短接橋和連接導(dǎo)線 若干 P8-1和5014811 實(shí)驗(yàn)用9孔插件方板 297mm×300mm 四. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)實(shí)驗(yàn)電路見(jiàn)9孔插件方板上的“單管交流放大電路”單元，如下圖2-2所示。方板上的直流穩(wěn)壓電源的輸入電壓為+12V，用導(dǎo)線將電源輸出分別

13、接入方板上的“單管交流放大電路”的+12V和地端，將圖2-2中J1、J2用一短線相連，J3、J4相連（即Rc1=5k），J5、J6相連，并將RW3放在最大位置（即負(fù)載電阻RL=RL1+RW3=2.7k左右），檢查無(wú)誤后接通電源。圖2-2 使用萬(wàn)用表測(cè)量晶體管電壓VCE，同時(shí)調(diào)節(jié)電位器RW1，使VCE=5V左右，從而使靜態(tài)工作點(diǎn)位于負(fù)載線的中點(diǎn)。 為了校驗(yàn)放大器的工作點(diǎn)是否合適，把信號(hào)發(fā)生器輸出的f=1kHz的信號(hào)加到放大器的輸入端，從零逐漸增加信號(hào)i的幅值，用示波器觀察放大器的輸出電壓0的波形。若放大器工作點(diǎn)調(diào)整合適，則放大器的截止失真和飽和失真應(yīng)該同時(shí)出現(xiàn)，若不是同時(shí)出現(xiàn)，只要稍微改變RW1

14、的阻值便可得到合適的工作點(diǎn)。 此時(shí)把信號(hào)Vi移出，即使Vi=0,使用萬(wàn)用表，分別測(cè)量晶體管各點(diǎn)對(duì)地電壓Vc、VB和VE，填入表2-1中，然后按下式計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。IC=IB, 值為給定的 *或者量出RB（RB=RW1+RB1），再由IB= 得出IB，式中VB0.7V，VCE=VC。注：測(cè)量RB阻值時(shí)，務(wù)必?cái)嚅_(kāi)電源。同時(shí)應(yīng)斷開(kāi)J4、J2間的連線。表2-1測(cè)量值計(jì)算值VCVBVEIBICVCE2測(cè)量放大器的電壓放大倍數(shù)，觀察RC1和RL對(duì)放大倍數(shù)的影響。在步驟1的基礎(chǔ)上，將信號(hào)發(fā)生器調(diào)至f=1kHz、輸出為5mV。隨后接入單級(jí)放大電路的輸入端，即Vi=5mV，觀察輸出端0的波形，并在不失真的情況下

15、分兩種情況用晶體管毫伏表測(cè)量輸出電壓V0值和V0值： 帶負(fù)載RL，即J5、J6相連，測(cè)V0值 不帶負(fù)載RL，即J5、J6不連，測(cè)V0值。再將RC1放在2k位置，仍分以上兩種情況測(cè)取輸出電壓V0和V0值，并將所有測(cè)量結(jié)果填入表2-2中。 采用下式求取其電壓放大倍數(shù)：帶負(fù)載RL時(shí)， AV=不帶負(fù)載RL時(shí)， AV =表2-2RC1測(cè)量值計(jì)算值ViV0V0AVAV5kRL=RL=2.7k2kRL=RL=2.7k3觀察靜態(tài)基極電流對(duì)放大器輸出電壓波形的影響在實(shí)驗(yàn)步驟2的基礎(chǔ)上，將RW1減小，同時(shí)增大信號(hào)發(fā)生器的輸入電壓Vi值，直到示波器上產(chǎn)生輸出信號(hào)有明顯飽和失真后，立即加大RW1值直到出現(xiàn)截止失真為止

16、。五分析與討論1解釋AV隨RL變化的原因。2. 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器輸出波形的影響如何？實(shí)驗(yàn)三 集成運(yùn)算放大器的參數(shù)測(cè)試一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過(guò)對(duì)集成運(yùn)算放大器主要參數(shù)的測(cè)試,了解其參數(shù)的意義及測(cè)試方法,加深對(duì)其參數(shù)定義的了解。2. 掌握用示波器的 X-Y顯示觀察傳輸特性的方法。二電路原理簡(jiǎn)述1測(cè)試運(yùn)算放大器的傳輸特性及輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍運(yùn)算放大器輸出電壓的動(dòng)態(tài)范圍是指在不失真條件下所能達(dá)到的最大幅值。為了測(cè)試方便，在一般情況下就用其輸出電壓的最大擺幅VOPP當(dāng)作運(yùn)算放大器的最大動(dòng)態(tài)范圍。其測(cè)試電路如圖3-1。圖3-1 運(yùn)算放大器輸出電壓最大擺幅的測(cè)試電路圖中Vi為正弦信號(hào)。當(dāng)接入負(fù)載RL后，逐步加

17、大輸入信號(hào)Vi的幅值，直至示波器上輸出電壓的波形頂部或底部出現(xiàn)削波為止。此時(shí)的輸出電壓幅度VOPP就是運(yùn)算放大器的最大擺幅。若將Vi送示波器的X軸，V0送Y軸，則可利用示波器的X-Y顯示，觀察到運(yùn)算放大器的傳輸特性，并可測(cè)出VOPP的大小。VOPP與負(fù)載電阻RL有關(guān)，不同的RL，VOPP亦不相同。根據(jù)已知的RL和VOPP,可以求出運(yùn)算放大器的輸出電流的最大擺幅：IOPP=VOPP/RL。運(yùn)算放大器的VOPP除與RL有關(guān)外，還與電源電壓±Vcc和輸入信號(hào)的頻率有關(guān)。隨著電源電壓的降低和信號(hào)頻率的升高，Vopp將降低。如果示波器X-Y顯示出運(yùn)算放大器的傳輸特性，即表明該放大器是好的，可以

18、進(jìn)一步測(cè)試運(yùn)算放大器的其他幾項(xiàng)參數(shù)。2測(cè)開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)AVO開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)是指：運(yùn)算放大器沒(méi)有反饋時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)，即運(yùn)算放大器輸出電壓V0與差模輸入電壓Vi之比，測(cè)試電路如圖3-2。Rf為反饋電阻，通過(guò)隔直電容和電阻R構(gòu)成閉環(huán)工作狀態(tài)，同時(shí)與R1、R2構(gòu)成直流負(fù)反饋，減少了輸出端的電壓漂移圖3-2 測(cè)開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)的電路由圖可知注意：此時(shí)信號(hào)源的頻率應(yīng)在運(yùn)算放大器的帶寬之內(nèi)，A741的帶寬約為7Hz。3測(cè)輸入失調(diào)電壓VIO輸入失調(diào)電壓的定義是：放大器輸出為零時(shí)，在輸入端所必須引入的補(bǔ)償電壓。根據(jù)定義，測(cè)試電路如圖7-3。圖3-3 測(cè)VIO、IIO的實(shí)驗(yàn)電路閉合開(kāi)關(guān)S，令此時(shí)測(cè)出的輸

19、出電壓為V01。因?yàn)殚]環(huán)電壓放大倍數(shù)所以，輸入失調(diào)電壓4測(cè)輸入失調(diào)電流IIO輸入失調(diào)電流是指輸出端為零電平時(shí)，兩輸入端基極電流的差值，用IIO表示。顯然，IIO的存在將使輸出端零點(diǎn)偏離，且信號(hào)源阻抗越高，輸入失調(diào)電流影響越嚴(yán)重。測(cè)試電路同圖3-3，只要斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S即可，用萬(wàn)用表測(cè)出該電路的輸出電壓，令它為V02，則5測(cè)共模抑制比KCMR根據(jù)定義，運(yùn)算放大器的KCMR等于放大器的差模電壓放大倍數(shù)AVd和共模電壓放大倍數(shù)AVC之比，即 測(cè)試電路見(jiàn)圖3-4，運(yùn)算放大器工作在閉環(huán)狀態(tài)，對(duì)差模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)Avd=,對(duì)共模信號(hào)的電壓放大倍數(shù)AVC=，所以只要測(cè)出VO和Vi，即可求出：圖3-4 測(cè)量KC

20、MR的實(shí)驗(yàn)電路為保證測(cè)量精度，必須使R1=R1，Rf=Rf，否則會(huì)造成較大的測(cè)量誤差。運(yùn)算放大器的共模抑制比KCMR愈高，對(duì)電阻精度要求也就愈高。經(jīng)計(jì)算，如果運(yùn)算放大器的KCMR=80dB，允許誤差為5%，則電阻相對(duì)誤差。本實(shí)驗(yàn)選用LM358或A741集成運(yùn)算放大器，其外引線排列如圖3-5所示。圖3-5 外引腳排列三實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱 數(shù)量 型號(hào)1. 直流電源 1臺(tái) MC1095 2. 低頻信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái) SFG10033. 示波器 1臺(tái) TDS1001C4. 萬(wàn)用表 1臺(tái) DMM40205. 集成運(yùn)算放大器 1塊 LM741*16. 電阻 10只 100*2 1k*1 10k*4 100k*37

21、. 電容 4只 47F*1 10F*1 100F*28. 開(kāi)關(guān) 2只 單刀雙投*29. 短接橋和連接導(dǎo)線 若干 P8-1和5014810. 實(shí)驗(yàn)用9孔插件方板 297mm×300mm四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1. 測(cè)試運(yùn)算放大器的傳輸特性及輸出電壓的最大擺幅VOPP1) 按圖3-1 所示電路組裝，接通±12V電源。2) 從信號(hào)發(fā)生器輸出f=100Hz的正弦波送至電路的輸入端，并將其同時(shí)送至示波器的X軸輸入端，輸出接至Y軸。利用X-Y顯示方式，觀察運(yùn)算放大器的傳輸特性。若示波器上未出現(xiàn)頂部或底部削波現(xiàn)象，可適當(dāng)增加輸入信號(hào)的幅值，直至出現(xiàn)削波為止。在示波器上直接讀出此時(shí)輸出電壓的最大擺

22、幅VOPP 。3) 改變電阻RL的數(shù)值，記錄下不同RL時(shí)的VOPP，并根據(jù)RL的值，求出運(yùn)算放大器輸出電流的最大擺幅IOPP，填入表3-1中。表3-1RLVOPPIOPP=VOPP/RLRL=RL=3kRL=1kRL=1002. 測(cè)運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)AVO實(shí)驗(yàn)電路如圖3-2。在輸入端加入組件說(shuō)明書(shū)，允許頻率的正弦波（A741開(kāi)環(huán)帶寬為7Hz），用示波器測(cè)出VO、Vf，則3. 測(cè)運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓VIO測(cè)試電路如圖3-3。閉合開(kāi)關(guān)S，此時(shí)電阻R被短路。用萬(wàn)用表測(cè)運(yùn)算放大器的輸出電壓，記為V01，則運(yùn)算放大器的輸入失調(diào)電壓4. 測(cè)輸入失調(diào)電流IIO電路如圖3-3。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，此時(shí)電

23、阻R被接入。用萬(wàn)用表測(cè)輸出電壓，記為V02，則輸入失調(diào)電流式中：V01為內(nèi)容3中測(cè)出的輸出電壓。5. 測(cè)運(yùn)算放大器的共模抑制比KCMR實(shí)驗(yàn)電路如圖3-4。加入f=100Hz，Vi=0.1V的正弦信號(hào)，用萬(wàn)用表測(cè)出VO、V1，則五分析與討論1. 在測(cè)試IIO時(shí)，輸入端的兩個(gè)10k電阻如有誤差，對(duì)測(cè)量會(huì)有什么影響？2. 在測(cè)量AVO和KCMR時(shí)，輸出端是否需要示波器監(jiān)視？3. 在測(cè)量開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)AVO時(shí)，為什么選擇的輸入信號(hào)頻率很低（一般在7Hz以下）？實(shí)驗(yàn)四 反饋放大/阻容耦合放大電路一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深理解反饋放大電路的工作原理及負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響。2. 學(xué)習(xí)反饋放大電路性能的測(cè)量與測(cè)

24、試方法。二電路原理簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)電路為阻容耦合的兩級(jí)放大電路,如圖4-1所示。在電路中引入由電阻RF2和電位器RF1組成的電壓負(fù)反饋電路。 引入負(fù)反饋的放大電路,其性能可以得到改善。圖4-1 其中：RF1=1k，RW=150k，C2=C3=0.47F，C7=C8=0.01F，C1=10F/25V，CE1= CE2=47F/25V，RE1=RE2=10，RF2=51， RC1=RE1”=120，RC2=RS= RE2”=470 ，RB22=1k，RB21=1.5k，RB1=10k，T1=T2=9013（=160-200）, 外接電阻RL=2k三實(shí)驗(yàn)設(shè)備 名稱 數(shù)量 型號(hào)1. 直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái)GPS3

25、303C2. 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)SFG10033. 示波器 1臺(tái)TDS1001C4. 晶體管毫伏表 1只學(xué)校自備5. 萬(wàn)用表 1只DMM40206 電阻 1只2k*17 反饋放大電路模塊1塊ST20028 短接橋和連接導(dǎo)線若干P8-1和501489 實(shí)驗(yàn)用9孔插件方板1塊297mm×300mm四. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1. 按照電路原理圖選用“ST2002反饋放大電路”模塊,熟悉元件安裝位置后,開(kāi)始接線：一根連接直流穩(wěn)壓電源的+12V和電路圖中的+12V端；一根連接穩(wěn)壓電源負(fù)端和電路圖中的0V端；線路經(jīng)檢查無(wú)誤后,方可閉合電源開(kāi)關(guān)。 2. 測(cè)定靜態(tài)工作點(diǎn)將電路D端接地,AB不連線,RW調(diào)

26、到中間合適位置。輸入端接入信號(hào)源，令Vi=20mV，f=1kH，調(diào)RW使輸出電壓V0為最大不失真（Vi盡量最大，也可增大輸入信號(hào)）正弦波后,撤出信號(hào)源，輸入端（I）接地，用萬(wàn)用表測(cè)量下表4-1中各直流電位(對(duì)地)：表4-1測(cè)量項(xiàng)目 Ve1 Vc1 Vb2 Ve2 Vc2測(cè)量數(shù)據(jù)3. 測(cè)量基本放大電路的性能將D端接地，AB不連接(即無(wú)負(fù)反饋的情況)，RF1調(diào)到中間位置。1）測(cè)量基本放大電路的放大倍數(shù)AV 。令Vi=20mv, f=1kHz 不接RL, 用毫伏表/示波器測(cè)量VO 記入表4-2, 并用公式AV=VO/Vi求取電壓放大倍數(shù)AV 。2）測(cè)量基本放大電路的輸出電阻ro仍令Vi=20mV,f

27、=1kHz,接入負(fù)載電阻RL=2k,測(cè)輸出電壓VO并記入表4-2,則ro=式中VO是未接負(fù)載電阻RL時(shí)的輸出電壓；VO是接負(fù)載電阻RL后的輸出電壓。設(shè)接負(fù)載RL后的電壓放大倍數(shù)為AV，則AV= VO/Vi3）觀察負(fù)反饋對(duì)波形失真的改善拆下負(fù)載電阻RL,當(dāng)AB不連線時(shí)，令Vi值增大，從示波器上看輸出電壓的波形失真；而當(dāng)AB連線時(shí)，在同樣大的Vi值下，波形則不失真。4）測(cè)量基本放大電路的輸入電阻ri 在電路的輸入端接入RS=470,把信號(hào)發(fā)生器的兩端接在VS兩端，加大信號(hào)源電壓，使放大電路的輸入信號(hào)仍為20mv（即用毫伏表測(cè)I端和接地端的電壓仍為20mv）, 測(cè)量此時(shí)信號(hào)源電壓VS，并記錄表4-2

28、，則 ri=4. 測(cè)定反饋放大電路的性能將AB連線，即有反饋放大電路。1）測(cè)量反饋放大電路的放大倍數(shù)Avf與上同，令Vi=20mv, f=1kHz, 不接RL，測(cè)量Vof,并記入表4-2中，并用公式Avf=Vof/Vi 可求取電壓放大倍數(shù)Avf。2）測(cè)量反饋放大電路輸出電阻rof仍令Vi=20mv, f=1kHz 接入RL=2k,用毫伏表測(cè)量輸出電壓Vof 記入表4-2中,并用公式rof=(Vof/Vof-1)RL,來(lái)計(jì)算rof,用Avf=Vof/Vi求取Avf。 表4-2測(cè)量電路 測(cè)量項(xiàng)目 計(jì)算項(xiàng)目基本放大電路(無(wú)反饋)ViVo(不接RL)Vo(接RL)Vs(接Rs)Av(不接RL)Av(接

29、RL)rir020mVf=1kHz反饋放大電路(AB連接) ViVofVofVsfAvfAvfrifro20mVf=1kHz(3) 測(cè)量反饋放大電路輸入電阻rif與上同,在電路輸入端接入RS=470, 把信號(hào)發(fā)生器的兩端接在VS兩端,加大信號(hào)源電壓,使放大電路的輸入信號(hào)仍為20mv,測(cè)量此時(shí)信號(hào)源電壓VSf,并記入表4-2.則rif=五分析與討論1. 總結(jié)電壓串聯(lián)負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響,包括輸入電阻,輸出電阻,放大倍數(shù)及波形失真的改善等。實(shí)驗(yàn)五 比例、求和運(yùn)算電路一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 用運(yùn)算放大器等元件構(gòu)成反相比例放大器,同相比例放大器,電壓跟隨器,反相求和電路及同相求和電路,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和分析

30、,進(jìn)一步掌握它們的主要特點(diǎn)和性能及輸出電壓與輸入電壓的函數(shù)關(guān)系.二實(shí)驗(yàn)設(shè)備 名稱 數(shù)量 型號(hào)1. 直流穩(wěn)壓電源 1臺(tái) GPS3303C2. 低頻信號(hào)發(fā)生器 1臺(tái)SFG10033. 示波器 1臺(tái)TDS1001C4. 萬(wàn)用表 1只DMM40205. DC信號(hào)源 1 塊 -5V+5V 6. 電阻 11只 100*1 2.4k*1 10k*4 20k*2100k*2 1M*17. 集成塊芯片 1只 LM741*18. 短接橋和連接導(dǎo)線 若干 P8-1和501489. 實(shí)驗(yàn)用9孔插件方板 297mm×300mm三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟每個(gè)比例,求和運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn),都應(yīng)先進(jìn)行以下兩項(xiàng):1）按電路圖接好線后,仔細(xì)檢查,確保正確無(wú)誤。 將各輸入端接地，接通電源，用示波器觀察是否出現(xiàn)自激振蕩。若有自激振蕩，則需更換集成運(yùn)放電路。2）調(diào)零：各輸入端仍接地，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使輸出電壓為零（用數(shù)字電壓表200mV檔