顏培燈 模擬電子實(shí)驗(yàn)

1、1 / 39計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)姓 名：顏培燈系：網(wǎng)絡(luò)工程專 業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程年 級(jí)：2009 級(jí)學(xué) 號(hào)：091154055指導(dǎo)教師：潘 XX職 稱：副教授 2010 年 12 月 14日實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目列表序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱成績指導(dǎo)教師1晶體管共射極單管放大器潘曉文2負(fù)反饋放大器潘曉文3差動(dòng)放大器潘曉文4LC 正弦波振蕩電路潘曉文5集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用信號(hào)處理有源濾波器潘曉文福建農(nóng)林大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院信息工程類實(shí)驗(yàn)報(bào)告福建農(nóng)林大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院信息工程類實(shí)驗(yàn)報(bào)告系： 網(wǎng)絡(luò)工程 專業(yè)： 網(wǎng)絡(luò)工程 年級(jí)： 2009 級(jí) 姓名： 顏培燈 學(xué)號(hào)： 09

2、1154055 實(shí)驗(yàn)課程： 模擬電子技術(shù) 實(shí)驗(yàn)室號(hào)：_ 實(shí)驗(yàn)設(shè)備號(hào)： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2010.12.14 指導(dǎo)教師簽字： 成績： 實(shí)驗(yàn)一 晶體管共射極單管放大器1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髮?shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、 掌握放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，學(xué)會(huì)分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。2、 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試方法。3、 熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。2實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理晶體管系列元件分布圖：1、 放大器靜態(tài)指標(biāo)的測試圖 2-1 共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖 2-1 為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖。它的偏置電路采用 RB2 和 RB1 組成的分壓電路

3、，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)在放大器的輸入端加入輸入信號(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。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(shí)（一般 510 倍） ，則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算，VCC 為供電電源，此為+12V。 （2-112BBCCBBRUVRR1） （2-CEBEBEIRUUI2） （2-()CECCCCEUVIRR3）電壓放大倍數(shù) （2-beLCVrRRA4）輸入電阻 （2-beBBirRRR215）輸出電阻 （2-

4、CRR 06）放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測量與調(diào)試1)靜態(tài)工作點(diǎn)的測量測量放大器的靜態(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，然后選用量程合適的數(shù)字萬用表，分別測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，即可用算出 IC（也可根據(jù)，由 UEEECRUIICCCCCVUIRC 確定 IC） ，同時(shí)也能算出。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)三極管集電極電流 IC（或 UCE）調(diào)整與測試。靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適，對(duì)放大器的性能和輸出波形都

5、有很大的影響。如工作點(diǎn)偏高，放大器在加入交流信號(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 2-2（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加入一定的 ui，檢查輸出電壓 uO 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(diǎn)的位置。 (a)飽和失真 (b)截止失真圖 2-2 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì) U0 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

6、，但通常多采用調(diào)節(jié)偏電阻 RB2 的方法來改變靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小 RB2，則可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。最后還要說明的是，上面所說的工作點(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。所以確切的說，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。如須滿足較大信號(hào)的要求，靜態(tài)工作點(diǎn)最好盡量靠近交流負(fù)載線的中點(diǎn)。圖 2-3 電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響2、 放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測試放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測試包括電壓放大倍數(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 的測量調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后加

7、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 （2-iOUU=AV7）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 電路在被測放大器的輸入端與信號(hào)源之間串入一已知電阻 R，在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測出 US 和 Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得R = （2-iiiIURUURiRUUUiSi8）測量時(shí)應(yīng)注意 測量 R 兩端電壓 UR 時(shí)必須分別測出 US 和 Ui，然后按 UR=US-Ui求出 UR 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

8、級(jí)為好，本實(shí)驗(yàn)可取 R=12K。3)輸出電阻 RO 的測量按圖 2-4 電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負(fù)載 RL 的輸出電壓 UO 和接入負(fù)載后輸出電壓 UL，根據(jù) U = （2-LOLOLURRR9）即可求出 RORO=（）R （2-1LOUUL10）在測試中應(yīng)注意，必須保持 RL 接入前后輸入信號(hào)的大小不變。圖 2-4 輸入、輸出電阻測量電路4)最大不失真輸出電壓 UOPP 的測量（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)

9、輸出波形同時(shí)出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖 2-5）時(shí)，說明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號(hào)，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時(shí)，用交流毫伏表測出 UO（有效值） ，則動(dòng)態(tài)范圍等于 2UO。或用示波器直接讀2出 UOPP 來。 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(hào)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 2-6 所示：圖 2-6 幅頻特性曲線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/倍，即 0.707Avm 所對(duì)應(yīng)的頻率

10、分別稱為下限頻率 fL 和2上限頻率 fH，則通頻帶 （2-BWHLf=f -f11）放大器的幅頻特性就是測量不同頻率信號(hào)時(shí)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(gè)信號(hào)頻率，測量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測量時(shí)要注意取點(diǎn)要恰當(dāng)，在低頻段與高頻段要多測幾點(diǎn)，在中頻可以少測幾點(diǎn)。此外，在改變頻率時(shí)，要保持輸入信號(hào)的幅度不變，且輸出波形不能失真。3主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境）1、 雙蹤示波器2、 萬用表3、 交流毫伏表4、 信號(hào)發(fā)生器4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄1、 連線在實(shí)驗(yàn)箱的晶體管系列模塊中，按圖 2-1 所示連接電

11、路：DTP5 作為信號(hào)Ui 的輸入端，DTP4（電容的正級(jí)）連接到 DTP26（三極管基極） ，DTP26 連接到 DTP57，DTP63 連接到 DTP64（或任何 GND） ，DTP26 連接到 DTP47（或任何 10K 電阻） ，再由 DTP48 連接到 100K 電位器（RW）的“1”端， “2”端和“3”端相連連接到 DTP31，DTP27（三極管射極）連接到 DTP51，DTP27連接到 DTP59（或 DTP60） ，DTP24 連接到 DTP32（或 DTP33） ，DTP25 先不接開路，最后把電源部分的+12V 連接到 DTP31。 注：后續(xù)實(shí)驗(yàn)電路的組成都是這樣按指導(dǎo)書

12、提供的原理圖在實(shí)驗(yàn)箱相應(yīng)模塊中進(jìn)行連線，把分立元件組合在一起構(gòu)成實(shí)驗(yàn)電路，以后連接實(shí)驗(yàn)圖都是如此，不再如此詳細(xì)說明。2、 測量靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)測量條件：輸入接地即使 Ui=0.在步驟 1 連線基礎(chǔ)上，DTP5 接地（即 Ui=0） ，打開直流開關(guān)，調(diào)節(jié) RW，使 IC=2.0mA（即 UE=2.4V） ，用萬用表測量 UB、UE、UC、RB2值。記入表 2-1。表 2-1 IC=2.0mA測 量 值計(jì) 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA）3.022.417.6134.7k0.615.2023、 測量電壓放大倍數(shù)調(diào)節(jié)一個(gè)頻率為 1KHz、峰峰值

13、為 50mV 的正弦波作為輸入信號(hào) Ui 。斷開DTP5 接地的線，把輸入信號(hào)連接到 DTP5，同時(shí)用雙蹤示波器觀察放大器輸入電壓 Ui（DTP5 處）和輸出電壓 Uo（DTP25 處）的波形，在 Uo波形不失真的條件下用毫伏表測量下述三種情況下(1.不變實(shí)驗(yàn)電路時(shí)；2.把 DTP32 和 DTP33用連接線相連時(shí)；3.斷開 DTP32 和 DTP33 連接線，DTP25 連接到 DTP52 時(shí))的 Uo值（DTP25 處） ，并用雙蹤示波器觀察 Uo和 Ui的相位關(guān)系，記入表 2-2。表 2-2 IC=2.0mA Ui=17.7mV （有效值）RC（K）RL（KU0AV觀察記錄一組 U0 和

14、 Ui 波形）（V）2.40.840.4223.74、 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響 在步驟 3 的 RC=2.4K，RL= 連線條件下，調(diào)節(jié)一個(gè)頻率為 1KHz、峰峰值為 50mV 的正弦波作為輸入信號(hào) Ui連到 DTP5。調(diào)節(jié) RW，用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，在 uo不失真的條件下，測量數(shù)組 IC和 UO的值，記入表 2-3。測量 IC時(shí)，要使 Ui=0（斷開輸入信號(hào) Ui，DTP5 接地） 。表 2-3 RC=2.4K RL= Ui=17.7mV（有效值）IC(mA)1.7341.7882.02.402.20U0(V)0.790.830.5

15、00.330.078AV44.646.95、 觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響在步驟 3 的 RC=2.4K RL=連線條件下，使 ui=0，調(diào)節(jié) RW使IC=2.0mA（參見本實(shí)驗(yàn)步驟 2） ，測出 UCE值。調(diào)節(jié)一個(gè)頻率為 1KHz、峰峰值為 50mV 的正弦波作為輸入信號(hào) Ui連到 DTP5，再逐步加大輸入信號(hào)，使輸出電壓 Uo足夠大但不失真。然后保持輸入信號(hào)不變，分別增大和減小 RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出 Uo的波形，并測出失真情況下的 IC和 UCE值，記入表 2-4 中。每次測 IC和 UCE值時(shí)要使輸入信號(hào)為零（即使 ui=0） 。表 2-4 RC=2.4

16、K RL= Ui= mVIC(mA)UCE(V)U0波形失真情況管子工作狀態(tài)1.55不失真放大2.08截止失真截止2.59飽和失真飽和6、 測量最大不失真輸出電壓在步驟 3 的 RC=2.4K RL=2.4K 連線條件下，同時(shí)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的幅度和電位器 RW，用示波器和毫伏表測量 UOPP及 UO值，記入表 2-5。表 2-5 RC=2.4K RL=2.4KIC(mA)Uim(mV)有效值Uom(V)有效值UOPP(V)峰峰值2.517.74.312.5實(shí)驗(yàn)二 負(fù)反饋放大器1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髮?shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、 通過實(shí)驗(yàn)了解串聯(lián)電壓負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善。2、 了解負(fù)反饋放大器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的測試

17、方法。3、 掌握負(fù)反饋放大電路頻率特性的測量方法。2實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理晶體管系列模塊元件分布圖： 圖 5-1 帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大器圖 5-1 為帶有負(fù)反饋的兩極阻容耦合放大電路，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上形成反饋電壓 Uf。根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)從基本放大器輸出端取樣方式的不同，可知它屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋?；纠碚撝R(shí)參考課本。電壓串聯(lián)負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響主要有以下幾點(diǎn)：1、 負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)降低，AVf的表達(dá)式為： （5-VVVFAA1Avf1）從式中可見，加上負(fù)反饋后，AVf比 AV降低了（1+AVF

18、V）倍，并且|1+AVFV|愈大，放大倍數(shù)降低愈多。深度反饋時(shí)， （5-VVfFA12）2、 反饋系數(shù) （5-11FfFVRRRF3）3、 負(fù)反饋改變放大器的輸入電阻與輸出電阻負(fù)反饋對(duì)放大器輸入阻抗和輸出阻抗的影響比較復(fù)雜。不同的反饋形式，對(duì)阻抗的影響不一樣。一般并聯(lián)負(fù)反饋能降低輸入阻抗；而串聯(lián)負(fù)反饋則提高輸入阻抗，電壓負(fù)反饋使輸出阻抗降低；電流負(fù)反饋使輸出阻抗升高。輸入電阻 Rif =（1+AVFV）Ri （5-4）輸出電阻 Rof= （5-VVOFAR15）4、 負(fù)反饋擴(kuò)展了放大器的通頻帶引入負(fù)反饋后，放大器的上限頻率與下限頻率的表達(dá)式分別為： （5-HVVHffFAf)1( 6） LVV

19、LffFAf11（5-7） （5-)(LfHfHfLfHffffffBW8）可見，引入負(fù)反饋后，fHf向高端擴(kuò)展了（1+AVFV）倍，fLf向低端擴(kuò)展了（1+AVFV）倍，使通頻帶加寬。5、 負(fù)反饋提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。當(dāng)反饋深度一定時(shí)，有 （5-11VfVVfVVVdAdAAA FA9）可見引入負(fù)反饋后，放大器閉環(huán)放大倍數(shù) AVf的相對(duì)變化量比開環(huán)放大倍VfVfAdA數(shù)的相對(duì)變化量減少了（1+AVFV）倍，即閉環(huán)增益的穩(wěn)定性提高了（1+AVVAdAVFV）倍。3主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境）1、 雙蹤示波器2、 萬用表3、 交流毫伏表4、 信號(hào)發(fā)生器4

20、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄1、 按圖 5-1 正確連接線路，K 先斷開即反饋網(wǎng)絡(luò)（Rf+Cf）先不接入。2、 測量靜態(tài)工作點(diǎn)打開直流開關(guān)，使 US=0，第一級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)已固定，可以直接測量。調(diào)節(jié)100K 電位器使第二級(jí)的 IC2=1.0mA（即 UE2=0.43V） ，用萬用表分別測量第一級(jí)、第二級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，記入表 5-1。表 5-1UB(V)UE(V)UC(V)IC(mA)第一級(jí)2.752.4012.005.12第二級(jí)1.050.436.8713、 測試基本放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)測量基本放大電路的 AV、Ri、R0及 fH和 fL值并將其值填入表 5-2 中，測量方法參考

21、實(shí)驗(yàn)三，輸入信號(hào)頻率為 1KHz，Ui 的峰峰值為 50mV。4、 測試負(fù)反饋放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)在接入負(fù)反饋支路 Rf=10K 的情況下，測量負(fù)反饋放大器的 Avf、Rif、Rof及 fHf和 fLf值并將其值填入表 5-2 中，輸入信號(hào)頻率為 1KHz，Ui的峰峰值為50mV。 表 5-2 數(shù)值 KUS(mV)Ui(mV)U0(V)AVRi(K)R0(K)fH(KHz)fL(Hz)RL=63.21225200250基本放大器 （K 斷開）RL=10K63.2516210300負(fù)反饋放大器RL=63.23223320350（K

22、 閉合）RL=10K24.5883203505、 觀察負(fù)反饋對(duì)非線性失真的改善先接成基本放大器（K 斷開） ，輸入 f=1KHz 的交流信號(hào)，使 U0出現(xiàn)輕度非線性失真，然后加入負(fù)反饋 Rf=10K（K 閉合）并增大輸入信號(hào)，使 U0波形達(dá)到基本放大器同樣的幅度，觀察波形的失真程度。實(shí)驗(yàn)三 差動(dòng)放大器1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髮?shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、 加深理解差動(dòng)放大器的工作原理，電路特點(diǎn)和抑制零漂的方法。2、 學(xué)習(xí)差動(dòng)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測試方法。3、 學(xué)習(xí)差動(dòng)放大器的差模、共模放大倍數(shù)、共模抑制比的測量方法。2實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理差動(dòng)放大模塊元件分布圖：圖 7-1 恒流源差動(dòng)放大器圖 7

23、-1 所示電路為具有恒流源的差動(dòng)放大器，其中晶體管 T1、T2稱為差分對(duì)管，它與電阻 RB1、RB2、RC1、RC2及電位器 RW1 共同組成差動(dòng)放大的基本電路。其中 RB1=RB2，RC1=RC2，RW1 為調(diào)零電位器，若電路完全對(duì)稱，靜態(tài)時(shí)，RW1 應(yīng)處為中點(diǎn)位置，若電路不對(duì)稱，應(yīng)調(diào)節(jié) RW1，使 U01、U02兩端靜態(tài)時(shí)的電位相等。晶體管 T3、T4與電阻 RE3、RE4、R 和 RW2 共同組成鏡像恒流源電路，為差動(dòng)放大器提供恒定電流 I0。要求 T3、T4為差分對(duì)管。R1和 R2為均衡電阻，且 R1=R2，給差動(dòng)放大器提供對(duì)稱的差模輸入信號(hào)。由于電路參數(shù)完全對(duì)稱，當(dāng)外界溫度變化，或電

24、源電壓波動(dòng)時(shí)，對(duì)電路的影響是一樣的，因此差動(dòng)放大器能有效的抑制零點(diǎn)漂移。1、 差動(dòng)放大電路的輸入輸出方式如圖 7-1 所示電路，根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的不同方式可以有四種連接方式。即：1)雙端輸入雙端輸出 將差模信號(hào)加在 US1、US2兩端，輸出取自U01、U02兩端。2)雙端輸入單端輸出 將差模信號(hào)加在 US1、US2兩端，輸出取自 U01或U02到地的信號(hào)。3)單端輸入雙端輸出 將差模信號(hào)加在 US1上，US2接地（或 US1接地而信號(hào)加在 US2上） ，輸出取自 U01、U02兩端。4)單端輸入單端輸出 將差模信號(hào)加在 US1上，US2接地（或 US1接地而信號(hào)加在 US2上） ，輸出取

25、自 U01或 U02到地的信號(hào)。連接方式不同，電路的性能參數(shù)不同。2、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)時(shí)差動(dòng)放大器的輸入端不加信號(hào)，由恒流源電路得 (7-1)04444422IIIIIIICCCCBRI0為 IR的鏡像電流。由電路可得 (7-2)40)2(7 . 0EEERRRWRVVII由上式可見 I0主要由-VEE（-12V）及電阻 R、RW2、RE4決定，與晶體管的特性參數(shù)無關(guān)。差動(dòng)放大器中的 T1、T2參數(shù)對(duì)稱，則IC1=IC2=I0/2 (7-3) (7-4)2101121CCCCCCCCCRIVRIVVV (7-5)mAImVhAmVhhfefeie2/26)1 (300Im26)1 (300

26、0由此可見，差動(dòng)放大器的工作點(diǎn)，主要由鏡像恒流源 I0決定。3、 差動(dòng)放大器的重要指標(biāo)計(jì)算1)差模放大倍數(shù) AVd由分析可知，差動(dòng)放大器在單端輸入或雙端輸入，它們的差模電壓增益相同。但是，要根據(jù)雙端輸出和單端輸出分別計(jì)算。在此分析雙端輸入，單端輸入自己分析。設(shè)差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入端輸入兩個(gè)大小相等，極性相反的信號(hào) Vid=Vid1-Vid2。雙端輸入雙端輸出時(shí)，差動(dòng)放大器的差模電壓增益為 (7-6)21)1 (12121RWhhRRhAVVVVVVAfeieBLfeViididododidodVd式中。AVi為單管電壓增益。2|LCLRRR 雙端輸入單端輸出時(shí)，電壓增益為 (7-7)21)1

27、(221211111RWhhRRhAVVVVAfeieBLfeViidOdidOdVd式中。 LCLRRR|2)共模放大倍數(shù) AVC設(shè)差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入端同時(shí)加上兩個(gè)大小相等，極性相同的信號(hào)即 Vic=Vi1=Vi2. 單端輸出的差模電壓增益 (7-8)12201012)1 (21)1 (eLefefeieBLfeVCiCCiCCVCRRRhRWhhRRhAVVVVA式中為恒流源的交流等效電阻。即eR (7-9)1 (133333BEieEfeoeeRRhRhhR (7-10)mAImVhhEfeie3326)1 (300 (7-11)4/)2(EBRRWRR由于一般為幾百千歐，所以31oe

28、hLeRR 則共模電壓增益 AVC1，在單端輸出時(shí)，共模信號(hào)得到了抑制。雙端輸出時(shí)，在電路完全對(duì)稱情況下，則輸出電壓 A0C1=VOC2，共模增益為 (7-12)01010iCccVCVVVA上式說明，雙單端輸出時(shí)，對(duì)零點(diǎn)漂移，電源波動(dòng)等干擾信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力。3)共模抑制比 KCMR差動(dòng)放大電器性能的優(yōu)劣常用共模抑制比 KCMR來衡量，即：或 （dB） (7-VCVdCMRAAKCdCMRAAKlg2013)單端輸出時(shí)，共模抑制比為： (7-14)21)1(11RWhhRRhAAKfeieBefeVCVdCMR雙端輸出時(shí)，共模抑制比為： (7-15)VCVdCMRAAK3主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)

29、用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境）1、 雙蹤示波器2、 萬用表3、 交流毫伏表4、 信號(hào)發(fā)生器4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄1、 參考本實(shí)驗(yàn)所附差動(dòng)放大模塊元件分布圖，對(duì)照實(shí)驗(yàn)原理圖圖 7-1 所示正確連接原理圖：從 FTP16 連接到電位器 RW2（10K）的一端，另一端接地，F(xiàn)TP12 接到CTP52，F(xiàn)TP8 接入 CTP54，CTP53 接地，F(xiàn)TP11 連接 FTP14，F(xiàn)TP1 接+12V 電源，F(xiàn)TP15 接-12V 電源，這樣實(shí)驗(yàn)電路連接完畢。2、 調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)打開直流開關(guān)，不加輸入信號(hào)，將輸入端 US1、US2 兩點(diǎn)對(duì)地短路，調(diào)節(jié)恒流源電路的

30、 RW2，使 I0=1mA，即 I0=2VRC1/RC1。再用萬用表直流檔分別測量差分對(duì)管 T1、T2 的集電極對(duì)地的電壓 VC1、VC2，如果 VC1VC2應(yīng)調(diào)整 RW1使?jié)M足 VC1=VC2。若始終調(diào)節(jié) RW1 與 RW2 無法滿足 VC1=VC2，可適當(dāng)調(diào)電路參數(shù)如 RC1 或 RC2（對(duì)照差動(dòng)放大模塊元件分布圖，通過 FTP1 插孔與 FTP2插孔或 FTP3 插孔并聯(lián)一適當(dāng)電阻，這樣來減小 RC1 或 RC2 來使電路對(duì)稱） ，使 RC1 與 RC2 不相等以滿足電路對(duì)稱，再調(diào)節(jié) RW1 與 RW2 滿足 VC1=VC2。然后分別測 VC1、VC2、VB1、VB2、VE1、VE2的電

31、壓，記入自制表中。3、 測量差模放大倍數(shù) AVd將 US2端接地，從 US1端輸入 Vid =50mV（峰峰值） 、f=1KHz 的差模信號(hào)，用毫伏表分別測出雙端輸出差模電壓 Vod（Uo1-Uo2）和單端輸出電壓 Vod1(Uo1)、Vod2(Uo2)且用示波器觀察他們的波形(Vod的波形觀察方法：用兩個(gè)探頭，分別測 Vod1、Vod2的波形，微調(diào)檔相同，按下示波器 Y2 反相按鍵，在顯示方式中選擇疊加方式即可得到所測的差分波形)。并計(jì)算出差模雙端輸出的放大倍數(shù)Avd和單端輸出的差模放大倍數(shù) AVd1或 Avd2。記入自制的表中。4、 測量共模放大倍數(shù) AVC將輸入端 US1、US2兩點(diǎn)連接

32、在一起，R1 與 R2 從電路中斷開，從 US1端輸入 10V（峰峰值） ，f=1KHz 的共模信號(hào)，用毫伏表分別測量 T1、T2 兩管集電極對(duì)地的共模輸出電壓 UOC1和 UOC2且用示波器觀察他們的波形，則雙端輸出的共模電壓為 UOC=UOC1-UOC2，并計(jì)算出單端輸出的共模放大倍數(shù) AVC1（或AVC2）和雙端輸出的共模放大倍數(shù) AVC。5、 根據(jù)以上測量結(jié)果，分別計(jì)算雙端輸出，和單端輸出共模抑制比。即KCMR（單）和 KCMR（雙） 。6、 有條件的話可以觀察溫漂現(xiàn)象，首先調(diào)零，使 VC1=VC2（方法同步驟2） ，然后用電吹風(fēng)吹 T1、T2，觀察雙端及單端輸出電壓的變化現(xiàn)象。用一固

33、定電阻 RE=10K 代替恒流源電路，即將 RE接在-VEE和 RW1 中間觸點(diǎn)插孔之間組成長尾式差動(dòng)放大電路，重復(fù)步驟 3、4、5，并與恒流源電路相比較。實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 LCLC 正弦波振蕩器正弦波振蕩器1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髮?shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、 掌握電容三點(diǎn)式 LC 正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)方法。2、 研究電路參數(shù)對(duì) LC 振蕩器起振條件及輸出波形的影響。2實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理晶體管系列模塊元件分布圖：圖 9-1 電容三點(diǎn)式振蕩電路1、 電路組成及工作原理：圖 9-1 的交流通路中三極管三個(gè)電極分別與回路電容分壓的三個(gè)端點(diǎn)相連，故稱為電容三點(diǎn)式振蕩電路。不難分析電路滿足相位平衡條件。該電路的振蕩頻率為： （9

34、-43210111121CCCCLf1）2、 電容三點(diǎn)式振蕩電路的特點(diǎn)：1)電路振蕩頻率較高，回路 C1 和 C2 容值可以選得很小。2)電路頻率調(diào)節(jié)不方便而且調(diào)節(jié)范圍較窄。3主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境）1、 雙蹤示波器2、 頻率計(jì)4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄1、 實(shí)驗(yàn)原理圖圖 9-1 虛線框部分電路在晶體管系列模塊中已經(jīng)連接好了，如下圖所示連接好的插孔圖，DTP3 為 U0 輸出插孔。按圖 9-1 正確連接電路圖。2、 打開直流開關(guān)，用示波器觀察振蕩輸出的波形 U0，若未起振調(diào)節(jié) R1使電路起振得到一個(gè)比較好的正弦波波形。3、 用公式

35、 9-1 計(jì)算出理論頻率范圍。4、 用示波器觀察波形，改變可調(diào)電容 C4 的值（可調(diào)范圍為 5-30P） ，估測出頻率范圍，記錄之。比較一下理論值，并畫出對(duì)應(yīng)波形圖。波形圖：5. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理1C560PF2C560PF3C47PF4C530PF43210111121CCCCLf 1.0045 1.8880f調(diào)時(shí)波形左右拉長或縮短4C實(shí)驗(yàn)五 集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用 信號(hào)處理有源濾波器1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵髮?shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?、 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、帶阻濾波器及其特性。2、 學(xué)會(huì)測量有源濾波器的幅頻特性。2實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理運(yùn)放系列模塊元件分布圖:1、 低通

36、濾波器低通濾波器是指低頻信號(hào)能通過而高頻信號(hào)不能通過的濾波器，用一級(jí)RC 網(wǎng)絡(luò)組成的稱為一階 RC 有源低通濾波器，如圖 13-1 所示：圖 13-1 基本的有源低通濾波器為了改善濾波效果，在圖 13-1(a)的基礎(chǔ)上再加一級(jí) RC 網(wǎng)絡(luò)，為了克服在截止頻率附近的通頻帶范圍內(nèi)幅度下降過多的缺點(diǎn)，通常采用將第一級(jí)電容 C的接地端改接到輸出端的方式，如圖 13-2 所示，即為一個(gè)典型的二階有源低通濾波器。圖 13-2 二階低通濾波器這種有源濾波器的幅頻率特性為 （13-020201)(1)()3 (1QjASCRSCRAAUUAi1）式中：為二階低通濾波器的通帶增益；11RRAf 為截止頻率，它是

37、二階低通濾波器通帶與阻帶的界限頻率。RC10為品質(zhì)因數(shù)，它的大小影響低通濾波器在截止頻率處幅頻特性AQ31的形狀。注：式中 S 代表j2、 高通濾波器只要將低通濾波電路中起濾波作用的電阻、電容互換，即可變成有源高通濾波器，如圖 13-3 所示。其頻率響應(yīng)和低通濾波器是“鏡象”關(guān)系。圖 13-3 高通濾波器這種高通濾波器的幅頻特性為020202201)(1)()()3(1)(QjASCRSCRAASCRUUAi （13-2）式中，的意義與前同。A0Q3、 帶通濾波器這種濾波電路的作用是只允許在某一個(gè)通頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號(hào)都被阻斷。典型的帶通濾波器可以從二

38、階低通濾波電路中將其中一級(jí)改成高通而成。如圖 13-4 所示，它的輸入輸出關(guān)系為 （13-20000010)(1)(1)(1 (SSBSRCRRUUAfi3）中心角頻率 （13-)11(13220RRCR4）頻帶寬 （13-)21(1312RRRRRCBf5）選擇性 （13-BfQ06）圖 13-4 典型二階帶通濾波器 這種電路的優(yōu)點(diǎn)是改變 Rf 和 R1 的比例就可改變頻帶寬而不影響中心頻率。4、 帶阻濾波器如圖 13-5 所示，這種電路的性能和帶通濾波器相反，即在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號(hào)不能通過（或受到很大衰減） ，而在其余頻率范圍，信號(hào)則能順利通過。常用于抗干擾設(shè)備中。 圖 13-5 二階帶阻

39、濾波器這種電路的輸入、輸出關(guān)系為 （13-200200)()2(21)(1 SSAASUUAi7）式中：由式中可見，愈接近 2，愈大，即起到阻,1;01RCRRAfAA斷范圍變窄的作用。3主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境）主要儀器設(shè)備（實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境）1、 雙蹤示波器2、 頻率計(jì)3、 交流毫伏表4、 信號(hào)發(fā)生器4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄1、 二階低通濾波器實(shí)驗(yàn)電路如圖 13-2 正確連接電路圖，打開直流開關(guān)，取 Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改變其頻率（接近理論上的截止頻率 338Hz 附近改變） ，并維持Ui=1V（峰峰值）不變，用示波器監(jiān)視輸出波形，用頻率計(jì)測量輸

40、入頻率，用毫伏表測量輸出電壓 U0，記入表 13-1。表 13-1f(Hz)340U0(V)直流電壓 0.833輸入方波，調(diào)節(jié)頻率（接近理論上的截止頻率 338Hz 附近調(diào)節(jié)） ，取 Ui =1V（峰峰值） ，觀察輸出波形，越接近截止頻率得到的正弦波越好，頻率遠(yuǎn)小于截止頻率時(shí)波形幾乎不變?nèi)詾榉讲?。有興趣的同學(xué)以下濾波器也可用方波作為輸入，因?yàn)榉讲l譜分量豐富，可以用示波器更好的觀察濾波器的效果。2、 二階高通濾波器實(shí)驗(yàn)電路如圖 13-3 正確連接電路圖，打開直流開關(guān)，取 Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改變其頻率（接近理論上的高通截止頻率 1.6K 附近改變） ，并維持Ui=1V（峰峰值）不變，用示波器監(jiān)視輸出波形，用頻率計(jì)測量輸入頻率，用毫伏表測量輸出電壓 U0，記入表 13-2。表 13-2f(Hz)1.7kU0(V)交流 110.73、 帶通濾波器實(shí)驗(yàn)電路如圖 13-4 正確連接電路