模擬電子技術(shù)指導(dǎo)書

1、遼東學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書主編：楊震姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 專業(yè)： 層次： 2015年12月目 錄實(shí)驗(yàn)一 常用電子儀器的使用1實(shí)驗(yàn)二 單級(jí)交流放大器4實(shí)驗(yàn)三 射級(jí)輸出器的測(cè)試7實(shí)驗(yàn)四 差動(dòng)放大器10實(shí)驗(yàn)五 負(fù)反饋放大電路14實(shí)驗(yàn)六 集成運(yùn)算放大器基本運(yùn)算電路18實(shí)驗(yàn)七 有源濾波器2331實(shí)驗(yàn)一 常用電子儀器的使用實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證性 實(shí)驗(yàn)課時(shí)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 時(shí) 間： 教學(xué)周數(shù)： 實(shí)驗(yàn)分室名稱： 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 員： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 學(xué)習(xí)示波器、函數(shù)信號(hào)產(chǎn)生器的基本使用方法；2. 初步掌握用數(shù)學(xué)存儲(chǔ)示波器觀察各種波形和讀取波形參數(shù)的方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）

2、儀器使用方法1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用功能簡介：能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和直流頻率范圍：100MHZ8MHZ振 幅：0.5mV10VP-P使用方法：選擇波形：按“功能”鍵(1) 調(diào)整衰減：按“Fstep/衰減”鍵一次，旋轉(zhuǎn)盤或按箭頭鍵選擇衰減0，20，40，和60db。(2) 調(diào)整振幅：調(diào)節(jié)“幅度”旋鈕，改變輸出函數(shù)振幅。按“幅度/偏量”鍵，顯示振幅。(3) 調(diào)整頻率：液晶顯示無游標(biāo)出現(xiàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤使游標(biāo)出現(xiàn)。按箭頭鍵移動(dòng)游標(biāo)，以改變頻率；轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤改變頻率。2示波器使用方法(1) 開電源之前檢查輸入電壓，確認(rèn)電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)所在檔與輸入的電壓一致，接通電源，按照下表1.1設(shè)置示波器。表1.1Power

3、Off（ ）Intensity逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底Focus中心AC-GND-DCGNDposition中心（5MAG旋鈕關(guān)上（ ）位置）positionModeCH1Trig mode AutoTrig sourceINTTrig level中心Time/Div0.5ms/div<>position中心（10MAG）(5MAG)旋鈕關(guān)（ ）位置上述旋鈕均處于規(guī)定位置后，打開電源，或Inten鈕順時(shí)針轉(zhuǎn)，約15秒后將出現(xiàn)亮線。若系統(tǒng)不用，電源仍連接，把Inten鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以降低亮度。注意：在正常直觀操作下，把下列非矯正功能裝置放到“CAL”位置。VAR 轉(zhuǎn)到箭頭方向，同時(shí)Votls/d

4、iv校正到指定的值SWP VAR轉(zhuǎn)到箭頭方向，同時(shí)Time/div校正到指定的值用CH1位置把掃描線放到屏中心的水平標(biāo)度線上，此時(shí)掃描線可能由于地磁場(chǎng)作用使其標(biāo)度線傾斜，調(diào)前面光跡轉(zhuǎn)動(dòng)裝置直到掃描線為水平。(2) 若使用探頭，信號(hào)被減小到1/10送入示波器，為避免測(cè)量誤差要進(jìn)行檢查。把探頭的尖端連到矯正矩形波電壓CAL0.5V，1KHz的輸出端。若矯正電容是最佳的，波形是方波。若不是，調(diào)節(jié)探頭上的半固定調(diào)節(jié)器（微調(diào)器）到最佳。(3) 測(cè)量方法直流電壓的測(cè)量 把AC-GND-DC開關(guān)放到GND，位置處于零電平以利于在屏上觀察。這個(gè)位置不一定在屏的中心。Volts/div放在適當(dāng)電平，把AC-GN

5、D-DC開關(guān)放到DC，此時(shí)，由于掃描線只在直流電壓線上移動(dòng)，直流電壓信號(hào)可以用Volts/div的值乘移動(dòng)寬度來取得。交流電壓的測(cè)量和直流電壓的測(cè)量一樣，零電平可以放到便于檢查的任何處。此外若小振幅信號(hào)疊加在直流電壓上，為便于觀測(cè)而放大信號(hào)，AC-GND-DC開關(guān)可放到AC，使直流電不通過，對(duì)觀察的靈敏度可提高。周期和頻率的測(cè)量 掃描時(shí)間（time/div）乘波形周期占的格數(shù)為波形周期，頻率為周期的倒數(shù)，但若使用10MAG（5MAG），掃描被放大，time/div必須轉(zhuǎn)換到1/10（1/5）的指示值。使用中要注意以下幾點(diǎn)，否則測(cè)量結(jié)果不正確：“探頭衰減”設(shè)置必須與探頭實(shí)際衰減一致。（按通菜單顯

6、示）波形超出了顯示屏（過量程），此時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確或?yàn)椤?？”，?qǐng)調(diào)整垂直標(biāo)度，以確保讀數(shù)有效。信號(hào)的頻率顯示與右下角的頻率不一致時(shí)（此時(shí)波形不穩(wěn)），按“觸發(fā)菜單”，改變觸發(fā)信源，單通道輸入時(shí)選擇信號(hào)做信源，選擇“觸發(fā)耦合”，信號(hào)頻率不高時(shí)，選擇“高頻抑制”，信號(hào)頻率較高時(shí)，選擇“低頻抑制”。如果讀數(shù)區(qū)顯示“？”，則為波形記錄不完整，使用電壓/格和時(shí)間/格來糾正此問題。如果信號(hào)很?。◣缀练?，則波形上疊加了噪聲電壓，（此時(shí)波形不穩(wěn)且不清晰），需按“采集”鍵，選擇“平均”模式來減少噪聲，次數(shù)越高，波形越好。（二）實(shí)驗(yàn)原理示波器用于觀察電路中各點(diǎn)的波形，以監(jiān)視電路是否正常工作，同時(shí)還用于測(cè)量波形的周期，

7、幅度，相位差及觀察電路的特性曲線等。數(shù)學(xué)存儲(chǔ)示波器不但有模擬示波器的一般功能，還能對(duì)信號(hào)的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、存儲(chǔ)和運(yùn)算。1正弦信號(hào)的測(cè)量正弦波的主要參數(shù)為幅值、周期或頻率，測(cè)量正弦波的峰峰值時(shí)，讀出波形峰峰值在垂直方向所占的格數(shù)H，以及垂直刻度數(shù)a（電壓/格），則正弦波的峰峰值：VPP=H*a，幅值Um=，有效值U=。測(cè)量周期時(shí)，讀出正弦波一個(gè)周期在水平方向所占格數(shù)L，以及水平刻度值b（時(shí)間/格），則正弦波周期：T=L*b。2方波信號(hào)的測(cè)量方波脈沖信號(hào)的主要波形參數(shù)為周期T，脈沖寬度tP及幅值Um，測(cè)量方法與正弦波信號(hào)的測(cè)量相同。（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備6500型數(shù)字存儲(chǔ)示波器1臺(tái)；函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)（

8、四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1測(cè)量正弦波信號(hào)的參數(shù)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出正弦波，按照表1.2的要求調(diào)節(jié)電壓和頻率，用示波器觀察并分別測(cè)量其周期和峰峰值，并同時(shí)顯示值記入表格中。將測(cè)量值、計(jì)算值與顯示值比較，分析誤差原因。表1.2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器顯示f500HZ1kHZ10kHZUm07V7mV3V測(cè)量值VP-P (格數(shù)*電壓/格)T(格數(shù)*時(shí)間/格)顯示值VP-PUT(ms)計(jì)算值UT(ms)2測(cè)量方波信號(hào)的參數(shù)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出方波，按照表1.3的要求調(diào)節(jié)電壓和頻率，用示波器分別測(cè)量幅值和周期，填入表1.3中，將測(cè)量值、計(jì)算值與顯示值比較，分析誤差原因。表1.3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器顯示f800HZ5kHZ20

9、kHZUm0.10V0.5V5V測(cè)量值VP-P(格數(shù)*電壓/格)VT(格數(shù)*時(shí)間/格)ms顯示值UmT(ms)計(jì)算值UmT(ms)三、 實(shí)驗(yàn)要求1. 實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)示波器等儀器的原理；2. 預(yù)習(xí)示波器等儀器使用方法并在實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格按照儀器使用方法操作。四、 思考題 1用交流電壓表測(cè)量交流電壓時(shí)，信號(hào)頻率的高低對(duì)讀數(shù)有無影響？能否用DA16型毫伏表測(cè)量20Hz以下的交流電壓。 2用示波器觀察波形時(shí)，要達(dá)到如下要求，應(yīng)調(diào)節(jié)哪些旋鈕？ (1) 波形清晰 (2) 波形穩(wěn)定 (3) 亮度及波形在屏幕上位置適中 (4) 改變波形個(gè)數(shù) (5) 改變波形高度 3用示波器觀察正弦波時(shí)，若屏幕上出現(xiàn)下列現(xiàn)象時(shí)，是哪些開

10、關(guān)和旋鈕位置不對(duì)？如何調(diào)節(jié)？ 注：本次實(shí)驗(yàn)不寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，采取當(dāng)堂考試的辦法評(píng)定成績。 實(shí)驗(yàn)成績：批改日期：實(shí)驗(yàn)二 單級(jí)交流放大器實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證性 實(shí)驗(yàn)課時(shí)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 時(shí) 間： 教學(xué)周數(shù)： 實(shí)驗(yàn)分室名稱： 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 員： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 深入理解放大器的工作原理。2. 學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，理解電路元件參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)和放大器性能的影響。3. 掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測(cè)試方法。4. 熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟（一） 單級(jí)交流放大器電路圖2-1圖2-11、調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)(1) 不加輸

11、入信號(hào)（輸入端短接），調(diào)節(jié)基極偏置電阻Rb2,使Vc=3V。測(cè)量晶體管基極電位VB和發(fā)射極電位VE的值記錄到表2-1中，同時(shí)計(jì)算基極和集電極電流IB、Ic的值也記錄到該表中。(2) 計(jì)算基極和集電極電流IB、Ic。應(yīng)按下式計(jì)算： 注意：在測(cè)量電阻值Rb2時(shí)，應(yīng)將它與三極管斷開，并切斷電源。也可以用萬用表測(cè)量Rb1及Rc兩端電壓VRC,則，。表2-1VV）V（V）V（V）I(A)I(mA)R（）2. 動(dòng)態(tài)調(diào)試，測(cè)量電壓放大倍數(shù) (1) 測(cè)量電壓放大倍數(shù)輸入端和低頻信號(hào)發(fā)生器輸出端連接，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器使其輸出頻率為f=1kHz、Ui=5mV正弦波，輸出端接負(fù)載電阻分別為RL=2K、RL=5.1K、

12、RL=，用毫伏表測(cè)量輸出電壓的值且記錄于表2-2中，并計(jì)算在不失真情況下的電壓放大倍數(shù)A。表2-22K5.1K(2) 觀察負(fù)載電阻的變化對(duì)放大倍數(shù)的影響。在上步的基礎(chǔ)上，改變RC的阻值(令RC=3K，負(fù)載不變?nèi)詾镽L=2K)，重新測(cè)量電壓放大倍數(shù)，記錄于表2-3中。表2-3A3K(3) 觀察輸入、輸出電壓相位關(guān)系。保持信號(hào)發(fā)生器輸出頻率為f=1kHz、Ui=5mV正弦波，用示波器觀察當(dāng)RC=2K、RL=2K時(shí)的輸入電壓和輸出電壓波形，比較輸入電壓和輸出電壓相位關(guān)系，并畫于表2-4中。表2-4電壓波形f(Hz)Uom(mV)f(Hz)Uom(mV)（4）觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器輸出波形的影響。輸入

13、端和低頻信號(hào)發(fā)生器輸出端連接，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器使其輸出頻率為f=1kHz、Ui=5mV的正弦波，輸出端接負(fù)載電阻為RL=5.1K。用示波器觀察輸入電壓和輸出電壓波形，畫于表2-5中。逐步增大Rb2的阻值，測(cè)量并記錄Vc，觀察并記錄Vo波形；減小Rb2的阻值，測(cè)量并記錄Vc，觀察并記錄Vo波形。表2-5波形波形何種失真動(dòng)態(tài)調(diào)試RL=5.1Kf=1kHzUi=5mV調(diào)整Rb2，使Uo不失真Uc=3V/改變靜態(tài)工作點(diǎn)RL=5.1Kf=1kHzUi=5mV 減小Rb2增大（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備1實(shí)驗(yàn)箱 2.示波器 3.信號(hào)發(fā)生器 4.毫伏表 5.數(shù)字萬用表（三）預(yù)習(xí)要求1閱讀教材中有關(guān)單管放大電路的內(nèi)容并估算實(shí)

14、驗(yàn)電路的性能指標(biāo)。假設(shè)：3DG6 的100，RB120K，RB260K，RC2.4K，RL2.4K。估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，電壓放大倍數(shù)Au，輸入電阻Ri和輸出電阻Ro2能否用直流電壓表直接測(cè)量晶體管的UBE？ 為什么實(shí)驗(yàn)中要采用測(cè)UB、UE，再間接算出UBE的方法？3怎樣測(cè)量Rb2阻值？4當(dāng)調(diào)節(jié)偏置電阻Rb2，使放大器輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時(shí)，晶體管的管壓降UCE怎樣變化？5改變靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器的輸入電阻Ri有否影響？改變外接電阻RL對(duì)輸出電阻RO有否影響？ 三、 實(shí)驗(yàn)要求1. 認(rèn)真預(yù)習(xí)相關(guān)理論內(nèi)容（詳見預(yù)習(xí)要求）2. 詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)成

15、績：批改日期：實(shí)驗(yàn)三 射級(jí)輸出器的測(cè)試實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證性 實(shí)驗(yàn)課時(shí)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 時(shí) 間： 教學(xué)周數(shù)： 實(shí)驗(yàn)分室名稱： 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 員： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握射級(jí)輸出器電路的特點(diǎn)和性能。 2進(jìn)一步熟悉放大電路各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試方法。 3理解射極輸出器電壓跟隨范圍的意義。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一） 實(shí)驗(yàn)說明射級(jí)輸出器電路具有輸入電阻高、輸出電阻低、電壓放大倍數(shù)接近于1、輸出電壓與輸入電壓同相的特點(diǎn)，輸出電壓能夠在較大的范圍內(nèi)跟隨輸入電壓作線性變化，又稱為射極跟隨器。其主要技術(shù)指標(biāo)為：輸入電阻： 輸出電阻： 電壓放大倍數(shù)： 為了加大輸入電阻，同時(shí)降低輸出電阻，電路中應(yīng)選用值較大的晶體管，

16、且偏置電阻Rb應(yīng)盡可能大，而Re不能太小，使工作電流Ie 較大為好。電壓跟隨范圍，指跟隨器輸出電壓隨輸入電壓作線性變化的區(qū)域。在右圖所示的晶體管輸出特性曲線上，如果把靜態(tài)工作點(diǎn)Q取在交流負(fù)載線的中點(diǎn)，電壓Uce可有最大不失真的動(dòng)態(tài)范圍，此時(shí)輸出電壓Uo的跟隨范圍可達(dá)最大值。（二） 射級(jí)輸出器的實(shí)驗(yàn)電路如圖3-2所示： 圖3-1 圖3-2 圖3-3（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、實(shí)驗(yàn)板 2、示波器 3、信號(hào)發(fā)生器 4、數(shù)字萬用表 5、毫伏表（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1. 測(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)射級(jí)輸出器直流通路如圖3-3，按表3-1中數(shù)據(jù)測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)，將結(jié)果填入表中。表3-1VE(V)VB(V)VC(V)測(cè)量值2.

17、測(cè)量電壓放大倍數(shù)電路如圖3-2所示。實(shí)驗(yàn)電路中的源內(nèi)阻Rs=51K，輸入信號(hào)的頻率為1kHz，輸入信號(hào)的幅度選擇應(yīng)使電路輸出在整個(gè)測(cè)量過程中不產(chǎn)生波形失真，在不接負(fù)載電阻RL=和負(fù)載電阻RL=2k情況下將測(cè)量結(jié)果填寫在表3-2中。表3-2待測(cè)參數(shù)工作方式不接負(fù)載RL=接負(fù)載電阻RL=2KVi(V)Vo(V)Au=Vo/ViVS (V)Vo(V)AuS=V0/VS測(cè)量值3測(cè)量射級(jí)輸出器的輸入電阻與輸出電阻輸入電阻為：，由此可得輸出電阻值: 斷開負(fù)載RL，測(cè)量負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓Voo，然后接上負(fù)載RL=2K，再次測(cè)量輸出電壓Vo，按公式計(jì)算，填入表3-3中。表3-3ViVsVooVo實(shí)測(cè)值4電壓

18、跟隨范圍 保持輸入信號(hào)為1KHz，逐漸增大輸入信號(hào)Ui的大小，用示波器觀察輸出波形，記錄Ui和Uo的值，得出電壓跟隨范圍。表3-4波形情況三、實(shí)驗(yàn)要求1測(cè)量Ri、Ro和Av時(shí)，應(yīng)在輸出不失真的情況下進(jìn)行。若輸出波形失真，可適當(dāng)降低輸入信號(hào)的大小。2詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、理論計(jì)算圖3-2的靜態(tài)工作點(diǎn)并與實(shí)測(cè)值比較。2、整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明射極輸出器的特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)成績：批改日期：實(shí)驗(yàn)四 差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證性 實(shí)驗(yàn)課時(shí)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 時(shí) 間： 教學(xué)周數(shù)： 實(shí)驗(yàn)分室名稱： 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 員： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 加深對(duì)差動(dòng)放大器性能及特點(diǎn)的理

19、解2. 學(xué)習(xí)差動(dòng)放大器主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）實(shí)驗(yàn)原理圖4-1是差動(dòng)放大器的基本結(jié)構(gòu)。 它由兩個(gè)元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。當(dāng)開關(guān)K撥向左邊時(shí)，構(gòu)成典型的差動(dòng)放大器。調(diào)零電位器RP用來調(diào)節(jié)T1、T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)，使得輸入信號(hào)Ui0時(shí)，雙端輸出電壓UO0。RE為兩管共用的發(fā)射極電阻， 它對(duì)差模信號(hào)無負(fù)反饋?zhàn)饔茫蚨挥绊懖钅ｋ妷悍糯蟊稊?shù)，但對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)饔?，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。圖4-1 差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)電路當(dāng)開關(guān)K撥向右邊時(shí)，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)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(dòng)放大器抑制共模信號(hào)的能力。1、靜

20、態(tài)工作點(diǎn)的估算典型電路 （認(rèn)為UB1UB20）恒流源電路 2、差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)當(dāng)差動(dòng)放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)Ad由輸出端方式?jīng)Q定，而與輸入方式無關(guān)。雙端輸出:RE，RP在中心位置時(shí)，單端輸出， 當(dāng)輸入共模信號(hào)時(shí)，若為單端輸出，則有若為雙端輸出，在理想情況下實(shí)際上由于元件不可能完全對(duì)稱，因此AC也不會(huì)絕對(duì)等于零。3、 共模抑制比CMRR為了表征差動(dòng)放大器對(duì)有用信號(hào)（差模信號(hào)）的放大作用和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，通常用一個(gè)綜合指標(biāo)來衡量，即共模抑制比或差動(dòng)放大器的輸入信號(hào)可采用直流信號(hào)或交流信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供頻率f1KHz的正弦

21、信號(hào)作為輸入信號(hào)。（二）預(yù)習(xí)要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)，估算典型差動(dòng)放大器和具有恒流源的差動(dòng)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)及差模電壓放大倍數(shù)（取12100）。 2測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，放大器輸入端A、B與地應(yīng)如何連接？3實(shí)驗(yàn)中怎樣獲得雙端和單端輸入差模信號(hào)？怎樣獲得共模信號(hào)？ 4怎樣進(jìn)行靜態(tài)調(diào)零點(diǎn)？用什么儀表測(cè)UO ？（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、±12V直流電源 2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3、雙蹤示波器 4、交流毫伏表 5、直流電壓表（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、 典型差動(dòng)放大器性能測(cè)試按圖4.1連接實(shí)驗(yàn)電路，開關(guān)K撥向左邊構(gòu)成典型差動(dòng)放大器。(1) 測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn) 調(diào)節(jié)放大器零點(diǎn)將放大器輸入端A、B與地短接，接通

22、77;12V直流電源，用直流電壓表測(cè)量輸出電壓UO，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP，使UO0。 調(diào)節(jié)要仔細(xì)，力求準(zhǔn)確。 測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)零點(diǎn)調(diào)好以后，用直流電壓表測(cè)量T1、T2管各電極電位及射極電阻RE兩端電壓URE，記入表4-1中，并計(jì)算IC、IB及UCE的值，填入表4-1中。表4-1測(cè)量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)URE(V)計(jì)算值IC(mA)IB(mA)UCE(V)(2) 測(cè)量差模電壓放大倍數(shù)將函數(shù)發(fā)生器接放大器的A輸入端與地，放大器B輸入端接地，構(gòu)成單端輸入方式。調(diào)節(jié)輸入信號(hào)為f1KHz，Ui=100mV的正弦信號(hào)，用示波器觀察輸出端（集電極C1或C2與

23、地之間），在輸出波形無失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)UC1，UC2，記入表4-2中，并觀察ui，uC1，uC2之間的相位關(guān)系及URE隨Ui改變而變化的情況。(3) 測(cè)量共模電壓放大倍數(shù)將放大器A、B端短接，信號(hào)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(hào)f=1kHz，Ui=1V，在輸出電壓無失真的情況下，測(cè)量UC1， UC2之值記入表4.2，并觀察ui， uC1， uC2之間的相位關(guān)系及URE隨Ui改變而變化的情況。2、具有恒流源的差動(dòng)放大電路性能測(cè)試將圖4-1電路中開關(guān)K撥向右邊，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大電路。重復(fù)內(nèi)容1(2)、1(3)的要求，記入表4-2。表4-2典型差動(dòng)放大電路具有恒流

24、源差動(dòng)放大電路單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入U(xiǎn)i100mV1V100mV1VUC1(V)UC2(V)/CMRR =三、 實(shí)驗(yàn)要求1、認(rèn)真預(yù)習(xí)相關(guān)理論內(nèi)容（詳見預(yù)習(xí)要求）2、詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)電路估算典型差動(dòng)放大電路放大器與具有恒流源的差動(dòng)放大器兩種情況下的靜態(tài)工作點(diǎn)和差模電壓放大倍數(shù)，可取12100。2、 總結(jié)兩種情況下的優(yōu)缺點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)成績：批改日期：實(shí)驗(yàn)五 負(fù)反饋放大電路實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證性 實(shí)驗(yàn)課時(shí)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 時(shí) 間： 教學(xué)周數(shù)： 實(shí)驗(yàn)分室名稱： 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 員： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)負(fù)反饋放大電路主要性

25、能指標(biāo)的測(cè)試方法。2加深理解放大電路中引入負(fù)反饋的方法和負(fù)反饋對(duì)放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟（一）實(shí)驗(yàn)原理負(fù)反饋在電子電路中有著非常廣泛的應(yīng)用,雖然它使放大器的放大倍數(shù)降低，但能在多方面改善放大器的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，如穩(wěn)定放大倍數(shù)，改變輸入、輸出電阻，減小非線性失真和展寬通頻帶等。因此，幾乎所有的實(shí)用放大器都帶有負(fù)反饋。負(fù)反饋放大器有四種組態(tài)，即電壓串聯(lián)，電壓并聯(lián)，電流串聯(lián)，電流并聯(lián)。本實(shí)驗(yàn)以電壓串聯(lián)負(fù)反饋為例，分析負(fù)反饋對(duì)放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。1、圖5-1為帶有負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大電路，在電路中通過Rf把輸出電壓uo引回到輸入端，加在晶體管T1的發(fā)射極上，在發(fā)射極電阻RF1

26、上形成反饋電壓uf。根據(jù)反饋的判斷方法可知，它屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋。主要性能指標(biāo)如下(1) 閉環(huán)電壓放大倍數(shù) 其中AVUOUi 基本放大器（無反饋）的電壓放大倍數(shù)，即開環(huán)電壓放大倍數(shù)。 1AVFV 反饋深度，它的大小決定了負(fù)反饋對(duì)放大器性能改善的程度。圖5-1 帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大器(2) 反饋系數(shù)(3) 輸入電阻Rif(1AVFV )Ri Ri 基本放大器的輸入電阻(4) 輸出電阻 RO 基本放大器的輸出電阻 AVO 基本放大器RL時(shí)的電壓放大倍數(shù)2、本實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量基本放大器的動(dòng)態(tài)參數(shù)，怎樣實(shí)現(xiàn)無反饋而得到基本放大器呢？不能簡單地?cái)嚅_反饋支路，而是要去掉反饋?zhàn)饔?，但又要把反?/p>

27、網(wǎng)絡(luò)的影響（負(fù)載效應(yīng)）考慮到基本放大器中去。為此: (1) 在畫基本放大器的輸入回路時(shí)，因?yàn)槭请妷贺?fù)反饋，所以可將負(fù)反饋放大器的輸出端交流短路，即令uO0，此時(shí) Rf相當(dāng)于并聯(lián)在RF1上。(2)在畫基本放大器的輸出回路時(shí)，由于輸入端是串聯(lián)負(fù)反饋，因此需將反饋放大器的輸入端（T1 管的射極）開路，此時(shí)（RfRF1）相當(dāng)于并接在輸出端。可近似認(rèn)為Rf并接在輸出端。根據(jù)上述規(guī)律，就可得到所要求的如圖5-2所示的基本放大器。圖5-2 基本放大器（二）實(shí)驗(yàn)儀器1實(shí)驗(yàn)箱 2.示波器 3.信號(hào)發(fā)生器 4.毫伏表 5.數(shù)字萬用表（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)電路圖如圖5-3所示：1、 調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)連接圖5-3的靜

28、態(tài)通路，調(diào)整圖中的W1和W2，使uc1 = uc2 = 5 6V（取5.5V），測(cè)量各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)，填入表5-1中。表5-1待測(cè)參數(shù)uC1(V)uB1(V)uE1(V)uBE1(V)uCE1(V)uC2(V)uB1(V)uE2(V)uBE2(V)uCE2(V)測(cè)量值1002K圖5-3實(shí)驗(yàn)電路圖2觀察負(fù)反饋對(duì)放大倍數(shù)的影響。按圖5-3將電路補(bǔ)充完整，在輸入端加入ui = 2mv、f = 1KHz的正弦波信號(hào)，分別測(cè)量電路在開環(huán)（a，a斷開且將a接地）與閉環(huán)工作時(shí)（a與a連接）的輸出電壓（應(yīng)保證輸出波形不失真），并計(jì)算電路在開環(huán)和閉環(huán)工作時(shí)的電壓放大倍數(shù)A，記入表5-2（Ec =12V）中。表5-

29、2 測(cè)試參數(shù)工作方式ui（mV）Ec =12VEc =10VuO（mV）A（測(cè)量）uO（mV）AO開環(huán)RL=RL=5.1K閉環(huán)RL=RL=5.1K3觀察負(fù)反饋對(duì)放大倍數(shù)穩(wěn)定性的影響。 在上述情況下，改變電源電壓將Ec從12V變到10V。分別測(cè)量電路在開環(huán)與閉環(huán)工作狀態(tài)時(shí)的輸出電壓（保持輸出波形不失真），計(jì)算電壓放大倍數(shù)，記入表5-2（Ec =10V）中，比較穩(wěn)定度。4觀察負(fù)反饋對(duì)波形失真的影響 將圖5-3電路開環(huán)，逐步加大ui的幅度，用示波器觀察輸出信號(hào)出現(xiàn)失真（注意不要過分失真），記錄失真波形于表5-3中。 將電路閉環(huán)（a與a相連接），保持輸入電壓不變，觀察輸出波形，記錄在表5-3中。增加u

30、i的幅度，使輸出波形接近于開環(huán)時(shí)失真的輸出波形，記錄此時(shí)的ui值。表5-3 待測(cè)參數(shù)工作方式ui（mV）波形開環(huán)（增加ui，uO出現(xiàn)失真時(shí)）閉環(huán)（保持輸入電壓不變加負(fù)反饋）閉環(huán)（增加ui，uO出現(xiàn)失真時(shí)）5幅頻特性測(cè)量（對(duì)帶寬的影響） 在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上：Ec =12V、ui =1mv，輸出端不接負(fù)載，調(diào)信號(hào)源使f下降（保持ui不變）測(cè)量uO，且在Au = 0.707AVO處多測(cè)幾點(diǎn)，找出下限頻率。同理令f上升找出上限頻率，不接負(fù)載，有、無反饋進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)記入表5-4。表5-4 待測(cè)參數(shù)工作方式F（Hz）40905001K40K90K290K390K無反饋uO（mV）有反饋uO（mV）三、 實(shí)

31、驗(yàn)要求1、認(rèn)真預(yù)習(xí)相關(guān)理論內(nèi)容（詳見預(yù)習(xí)要求）2、詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析總結(jié)負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。實(shí)驗(yàn)成績：批改日期：實(shí)驗(yàn)六 集成運(yùn)算放大器基本運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)類型： 驗(yàn)證性 實(shí)驗(yàn)課時(shí)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 時(shí) 間： 教學(xué)周數(shù)： 實(shí)驗(yàn)分室名稱： 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 員： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 研究由集成運(yùn)算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運(yùn)算電路的功能。2. 正確理解運(yùn)算電路中各元件參數(shù)之間的關(guān)系和“虛短”、“虛斷”、“虛地”的概念。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一) 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)運(yùn)算電路，滿足U0=-（10Ui1+5Ui2）的運(yùn)算關(guān)系。（二）實(shí)驗(yàn)原理1、理想運(yùn)

32、算放大器特性集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的元器件組成負(fù)反饋電路時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)比例、加法、減法、積分、微分等模擬運(yùn)算電路。理想運(yùn)放，是將運(yùn)放的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化，滿足下列條件的運(yùn)算放大器稱為理想運(yùn)放。開環(huán)電壓增益Aud=輸入阻抗ri=輸出阻抗ro=0帶寬 fBW=失調(diào)與漂移均為零等。理想運(yùn)放在線性應(yīng)用時(shí)的兩個(gè)重要特性：(1) 輸出電壓UO與輸入電壓之間滿足關(guān)系式UOAud（U+U）由于Aud=，而UO為有限值，因此，U+U0。即U+U，稱為“虛短”。(2) 由于ri=，故流進(jìn)運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流可視為零，即IIB0，稱為“虛斷”。這說明運(yùn)放對(duì)其前級(jí)吸

33、取電流極小。上述兩個(gè)特性是分析理想運(yùn)放應(yīng)用電路的基本原則，可簡化運(yùn)放電路的計(jì)算。2、基本運(yùn)算電路(1) 反相比例運(yùn)算電路電路如圖6-1所示。對(duì)于理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為。為了減小輸入級(jí)偏置電流引起的運(yùn)算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻R2R1/RF。圖6-1 反相比例運(yùn)算電路 圖6-2 反相加法運(yùn)算電路(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 R3R1/R2/RF (3) 同相比例運(yùn)算電路圖6-3 (a)是同相比例運(yùn)算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 R2R1/RF當(dāng)R1時(shí)，UOUi，即得到如圖6-3(b)所示的電壓跟隨器。圖中R2R

34、F，用以減小漂移和起保護(hù)作用。一般RF取10K， RF太小起不到保護(hù)作用，太大則影響跟隨性。(a) 同相比例運(yùn)算電路 (b) 電壓跟隨器圖6-3 同相比例運(yùn)算電路 (4) 差動(dòng)放大電路（減法器）對(duì)于圖6-4所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng)R1R2，R3RF時(shí)， 有 圖6-4 減法運(yùn)算電路圖 圖6-5 積分運(yùn)算電路 (5) 積分運(yùn)算電路反相積分電路如圖6-5所示。在理想化條件下，輸出電壓uO等于，式中uC(o)是t0時(shí)刻電容C兩端的電壓值，即初始值。如果ui(t)是幅值為E的階躍電壓，并設(shè)uc(o)0，則，即輸出電壓 uO(t)隨時(shí)間增長而線性下降。顯然RC的數(shù)值越大，達(dá)到給定的UO值所需的時(shí)間就越長。積

35、分輸出電壓所能達(dá)到的最大值受集成運(yùn)放最大輸出范圍的限值。在進(jìn)行積分運(yùn)算之前，首先應(yīng)對(duì)運(yùn)放調(diào)零。為了便于調(diào)節(jié)，將圖中K1閉合，即通過電阻R2的負(fù)反饋?zhàn)饔脦椭鷮?shí)現(xiàn)調(diào)零。但在完成調(diào)零后，應(yīng)將K1打開，以免因R2的接入造成積分誤差。K2的設(shè)置一方面為積分電容放電提供通路，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)積分電容初始電壓uC(o)0，另一方面，可控制積分起始點(diǎn)，即在加入信號(hào)ui后， 只要K2一打開， 電容就將被恒流充電，電路也就開始進(jìn)行積分運(yùn)算。（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1±12V直流電源2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3.交流毫伏表 4.直流電壓表5、集成運(yùn)算放大器A741×1 (四) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)前按設(shè)計(jì)要求選擇運(yùn)

36、算放大器、電阻等元件的參數(shù)，看清運(yùn)放組件各管腳的位置；切忌正、負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否則將會(huì)損壞集成塊。1調(diào)零參照?qǐng)D6-6連接實(shí)驗(yàn)電路，接通±12V電源，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RW，使輸出VO=0V，運(yùn)放調(diào)零后，在后面的實(shí)驗(yàn)中不用再調(diào)零。2反向比例運(yùn)算電路如圖5-7所示。根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算A=VO/Vi，按給定的Vi值計(jì)算和測(cè)量對(duì)應(yīng)的VO值，把結(jié)果填入表6-1中。表6-1Vi0.3V0.5V0.7V1.0V1.1V1.2V理論計(jì)算值VO實(shí)際測(cè)量值VO放大倍數(shù)A 圖6-6 圖6-73同相比例運(yùn)算電路電路圖如圖6-8所示。根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算A=VO/Vi，按給定的Vi值計(jì)算和測(cè)量對(duì)應(yīng)的VO值，

37、把計(jì)算和實(shí)測(cè)結(jié)果填入表5-2中。表6-2Vi0.3V0.5V0.7V1.0V1.1V1.2V理論計(jì)算值VO實(shí)際測(cè)量值VO放大倍數(shù)A 圖6-8 圖6-9 4反相加法運(yùn)算電路按如圖6-9所示連接電路。接通電源（±12V），根據(jù)給定的Vi1和Vi2的值，計(jì)算并測(cè)量VO的值，將結(jié)果填入表6-3中，驗(yàn)證： R3R1/R2/RF表6-3輸入信號(hào)Vi10V0.3V0.5V0.7V0.6V0.5V輸入信號(hào)Vi20.3V0.2V0.3V0.4V0.4V0.5V計(jì)算值VO測(cè)量值VO5減法運(yùn)算電路電路圖如圖6-10所示。 圖6-10按如圖6-10所示連接電路。接通電源（±12V），根據(jù)給定的Vi

38、1和Vi2的值，計(jì)算并測(cè)量VO的值，將結(jié)果填入表5-4中，驗(yàn)證：，有R1R2，R3RF。表6-4輸入信號(hào)Vi10V0.3V0.5V0.7V0.6V0.5V輸入信號(hào)Vi20.3V0.2V0.3V0.4V0.4V0.5V計(jì)算值VO測(cè)量值VO6. 設(shè)計(jì)運(yùn)算電路，滿足Uo= -（10Ui1+5Ui2）的運(yùn)算關(guān)系。（五）預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)集成運(yùn)放線性應(yīng)用部分內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)計(jì)算各電路輸出電壓的理論值。2在反相加法器中，如Ui1 和Ui2 均采用直流信號(hào)，并選定Ui21V，當(dāng)考慮到運(yùn)算放大器的最大輸出幅度(±12V)時(shí)，Ui1的大小不應(yīng)超過多少伏？3為了不損壞集成塊，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意什么問題？三

39、、 實(shí)驗(yàn)要求1. 認(rèn)真預(yù)習(xí)相關(guān)理論內(nèi)容（詳見預(yù)習(xí)要求）.2. 詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)成績：批改日期：實(shí)驗(yàn)七 有源濾波器實(shí)驗(yàn)類型： 實(shí)驗(yàn)課時(shí)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 時(shí) 間： 教學(xué)周數(shù)： 實(shí)驗(yàn)分室名稱： 實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)： 實(shí) 驗(yàn) 員： 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉用運(yùn)放、電阻和電容組成有源低通濾波、 高通濾波和帶通、帶阻濾波器。2學(xué)會(huì)測(cè)量有源濾波器的幅頻特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）實(shí)驗(yàn)原理（a）低通 （b）高通(c) 帶通 （d）帶阻圖7-1四種濾波電路的幅頻特性示意圖由RC元件與運(yùn)算放大器組成的濾波器稱為RC有源濾波器，其功能是讓一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過，抑制或急劇衰減

40、此頻率范圍以外的信號(hào)?？捎迷谛畔⑻幚?、數(shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等方面，但因受運(yùn)算放大器頻帶限制，這類濾波器主要用于低頻范圍。根據(jù)對(duì)頻率范圍的選擇不同，可分為低通(LPF)、高通(HPF)、帶通(BPF)與帶阻(BEF)等四種濾波器，它們的幅頻特性如圖7.1所示。具有理想幅頻特性的濾波器是很難實(shí)現(xiàn)的，只能用實(shí)際的幅頻特性去逼近理想的。一般來說，濾波器的幅頻特性越好，其相頻特性越差，反之亦然。濾波器的階數(shù)越高,幅頻特性衰減的速率越快，但RC網(wǎng)絡(luò)的節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計(jì)算越繁瑣，電路調(diào)試越困難。任何高階濾波器均可以用較低的二階RC有濾波器級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。1低通濾波器（LPF）低通濾波器是用來通過低頻信號(hào)衰減或抑制高頻信號(hào)。如圖7-2（a）所示，為典型的二階有源低通濾波器。它由兩級(jí)RC濾波環(huán)節(jié)與同相比例運(yùn)算電路組成，其中第一級(jí)電容C接至輸出端，引入適量的正反饋，以改善幅頻特性。圖7.2（b）為二階低通濾波器幅頻特性曲線。 (a)電路圖 (b)頻率特性圖7-2 二階低通濾波器電路性能參數(shù) 二階低通濾波器的通帶增益 截止頻率，它是二階低通濾波器通帶與阻帶的界限頻率。 品質(zhì)