電子技術基礎 (教案)

1、20162017 學年度學年度電子技術基礎實驗電子技術基礎實驗（教（教 案）案） 電子技術實驗內容提要內容提要 本章介紹了電子電路基礎實驗。通過基礎實驗教學，可使學生掌握器件的基本性能、電子電路基本原理及基本的實驗方法，從而驗證理論，并發(fā)現(xiàn)理論知識在實際中的運用條件，培養(yǎng)學生從大量的實驗數據中總結規(guī)律、發(fā)現(xiàn)問題的能力。在實驗課的安排上，分成必做和選做題，同時配備了大量的思考題，使學習優(yōu)秀的學生有發(fā)揮的余地。本章內容是進行電子技術設計的基礎。3 31 1 模擬電子技術基礎實驗模擬電子技術基礎實驗實驗一實驗一 常用電子儀器的使用常用電子儀器的使用 一、實驗目的一、實驗目的 （1）掌握電子電路實驗中

2、常用的電子儀器示波器、函數信號發(fā)生器、交流毫伏表、數字萬用表等的主要技術指標、性能及正確使用方法。（2）熟悉模擬實驗裝置的結構。二、實驗類型二、實驗類型驗證型實驗。三、預習要求三、預習要求（1）閱讀有關示波器、函數信號發(fā)生器、交流毫伏表、數字萬用表部分內容。（2）了解所用儀器儀表的主要用途并回答下列問題： 測量交流信號電壓時，應當使用萬用表的交流檔還是使用交流毫伏表？為什么？ 當示波器顯示屏上的波形高度超出顯示屏時應該調整哪個旋鈕？ 如何得到頻率 f=1KHz，幅值為 100mv（有效值）的正弦信號？回答上述問題并將答案寫在實驗報告上。四、實驗原理四、實驗原理在模擬電子電路實驗中，經常使用的電

3、子儀器有示波器、函數信號發(fā)生器、交流毫伏表、直流穩(wěn)壓電源等，它們和數字萬用表一起，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行綜合使用，可按照信號流向，以連線簡捷、調節(jié)順手、觀察與讀數方便等原則進行合理布局，各儀器與被測實驗裝置之間的布局與連接如圖 3-1所示。接線時應注意，為防止外界干擾，各儀器的公共接地端應連接在一起，稱共地。示波器、信號源和交流毫伏表的引線通常用屏蔽線或專用電纜線，直流電源的接線用普通導線，萬用表接線用專用的表筆線。1、 示波器示波器是一種用途很廣的電子測量儀器，它既能顯示電信號的波形，又能對電信號進行各種參數的測量?，F(xiàn)著重指出下列幾點：（

4、1）尋找掃描光跡。開機預熱，然后將示波器“垂直” 顯示方式置“CH1”或“CH2” ，輸入耦合方式置“GND” ，若在顯示屏上不出現(xiàn)光點和掃描線，可按下列操作去找到掃描線。 適當調節(jié)亮度旋鈕（INTEN） ； 觸發(fā)方式開關置“自動 AUTO” ； 適當調節(jié)垂直、水平“位移” （POSITION）旋鈕，使掃描亮線位于屏幕的中央。（2）雙蹤示波器一般有四種顯示方式，即“CH1” 、 “CH2” 、 “DUAL” 、 “ADD” 。（3）為了顯示穩(wěn)定的被測信號波形， “觸發(fā)源選擇（SOURCE） ”開關一般選為“CH1”或“CH2”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號取自示波器內部的被測信號。（4）觸發(fā)方式開關（M

5、ODE）通常先置于“自動（AUTO） ”調出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開關于“常態(tài)（NORM） ” ，通過調節(jié)“觸發(fā)電平” 旋鈕（LEVEL）找到合適的觸發(fā)電壓，使被測試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。有時，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測信號的波形不在 X 軸方向左右移動，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。（5）適當調節(jié)“掃描時間”開關（TIME/DIV）及“垂直衰減”開關（VOLTS/ DIV） ，使顯示屏上能顯示 12 個周期的被測信號波形。在測量幅值時，應注意將“垂直靈敏度微調” 旋鈕（VAR）置于“校準” （CAL）位置，即順時針旋到底。根據被測波

6、形在顯示屏坐標刻度上垂直方向所占的格數（DIV 或 CM）與“垂直靈敏度” 旋鈕指示值（VOLTS/DIV）的乘積，即可算得信號幅值的實測值 Vp-p。根據被測信號波形一個周期在顯示屏坐標刻度水平方向所占的格數（DIV 或 CM）與“掃描時間” 旋鈕指示值（TIME/DIV）的乘積，即可得信號頻率的實測值。2、函數信號發(fā)生器函數信號發(fā)生器按需要可以輸出正弦波、方波、三角波三種信號波形。輸出電壓最大可達 9Vp-p，通過輸出衰減開關（按下 ATT 和拉出 AMPL 各衰減 20dB）和輸出幅度調節(jié)旋鈕（AMPL） ，可使輸出電壓在 5mV8V 的范圍內連續(xù)調節(jié)。輸出信號的幅度的有效值和峰值需用交

7、流毫伏表和示波器測量。函數信號發(fā)生器的輸出信號頻率可以通過頻率分檔開關（1Hz1MHz）和頻率微調旋鈕（FREQUENCY）進行調節(jié)。輸出的頻率從面板上的數碼顯示直接讀出。函數信號發(fā)生器作為信號源，它的輸出端不允許短路。3、交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作頻率范圍之內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置于量程較大位置上，然后在測量中逐檔減小量程。五、實驗設備與器件五、實驗設備與器件（1）示波器。（2）函數信號發(fā)生器。（3）雙輸入交流毫伏表。（4）數字萬用表。（5）模擬電路實驗箱。六、實驗內容和要求六、實驗內容和要求1、用機內基準信號（CAL 2Vp-p）對

8、示波器進行自檢（1）掃描基線調節(jié)。開啟電源開關將示波器的顯示方式開關置于“CH1” 、或“CH2”顯示，輸入耦合方式開關置“GND” ，觸發(fā)方式式開關置于“自動 AUTO” 。調節(jié)“輝度INTEN” 旋鈕和“聚集 FOCUS” 旋鈕，使熒光屏上顯示一條細且亮度適中的掃描基線。然后調節(jié)“水平位移 POSITION” 旋鈕和“垂直位移 POSITION” 旋鈕，使掃描線位于屏幕中央，并且能上下左右移動自如。（2）測試“基準信號”波形的幅度、頻率。將示波器的“基準信號 CAL”通過專用電纜線引入選定的 CH1 或 CH2，將垂直輸入耦合方式開關置于“AC”或“DC” ，觸發(fā)源選擇開關置于“CH1”或

9、“CH2” 。調節(jié)“掃描時間”開關（TIME/DIV）和“垂直衰減”開關（VOLTS/DIV）使示波器顯示屏上顯示出一個或數個周期穩(wěn)定的方波波形。 測量“基準信號 CAL”幅度及頻率，將“垂直靈敏度微調” 旋鈕置“校準 CAL”位置， “垂直衰減”開關置適當位置，讀取基準信號幅值，記入表 3-1 中。 測量“基準信號”頻率。將“掃描微調”旋鈕置“校準”位置， “掃描時間”開關置適當位置，讀取基準信號頻率，記入表 3-1 中。2、 用示波器和交流毫伏表測量信號參數調節(jié)函數信號發(fā)生器有關旋鈕，使輸出頻率分別為 100Hz、1KHz、10KHZ、100KHz，有效值為 0.5V、1V、10mV、50

10、mV（交流毫伏表測量值）的正弦波信號，將兩組數據分別填入表 3-2 中。改變示波器“掃描時間”開關及“垂直衰減”開關等位置，測量信號源輸出電壓的周期、頻率（需換算）及峰-峰值和有效值（需換算）記入表 3-2 中。3、用數字萬用表測量實驗箱中的電源用數字萬用表測量實驗箱中的直流穩(wěn)壓電源電壓值，并填入表 3-3 中，再用萬用表測量直流信號源的電壓值（為一個電壓范圍）填入表 3-4 中。七、注意事項七、注意事項預習報告只需寫預習實驗內容，無需抄錄實驗指導書中的所有內容，實驗過程中所有的測量數據需記錄在書中提供的便撕式原始數據記錄表。待實驗完成，經指導老師簽字后撕下貼在實驗報告的原始數據記錄頁。實驗報

11、告是實驗結束后，經過分析和整理實驗原始數據得出實驗結果，并通過分析、討論給出心得體會。八、思考題八、思考題1、測量實驗箱上的直流電源+12V 和-12V 時，萬用表的功能開關應放在什么位置上？擋位打到什么數值上？2、實驗過程中，可以從示波器讀取測量數據，也可以用交流毫伏表測量數據，度說明兩個測量結果有什么不同？九、實驗報告九、實驗報告1、整理實驗數據，對預習要求回答的問題進行歸納。2、歸納本次實驗用到的示波器、信號發(fā)生器、交流毫伏表和數字萬用表的使用方法。3、寫出通過本次實驗，掌握了哪些實驗方法和需注意的地方？對實驗方法有何建議，如何改進？4、回答預習要求的思考題中的問題目。5、附上原始數據記

12、錄及指導教師簽名。實驗原始數據記錄實驗原始數據記錄步驟步驟 1：表 3-1 用機內基準信號（CSL 2Vp-p）對示波器進行自檢參數標準值實測值幅值 Vp-p（V）頻率 f(KHz)步驟步驟 2：表 3-2 用示波器和交流毫伏表測量信號參數示波器測量值示波器測量值正弦波信號頻率周期（ms）頻率（Hz）信號電壓毫伏表讀數峰-峰值有效值（計算）100Hz05V1KHz1V10KHz10mV100KHz50mV步驟步驟 3：表 3-3 用數字萬用表測量實驗箱中的直流穩(wěn)壓電源電壓值直流穩(wěn)壓電源的電壓值（V）+12-12+5-5測量值（V）步驟步驟 4 4：表 3-4 用數字萬用表測量實驗箱中的直流信號

13、源的電壓值直流信號源-5V+5V-5V+5V是否可調可調（ ） 不可調（ ）可調（ ） 不可調（ ） 指導教師： 實驗日期：實驗二 共射極單管放大電路一、實驗目的一、實驗目的1 掌握放大器靜態(tài)工作點的調試方法，學會分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。2 掌握放大器電壓放大倍數、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驗設備的使用。二、實驗類型二、實驗類型驗證型實驗。三、預習要求三、預習要求1、閱讀教材中有關單管放大電路的內容并估算實驗電路的性能指標。假設：NPN 三極管的，100，。估算放大電路的靜態(tài)工作點和電壓120RBk260RBk2.4RCk2.4

14、RLk放大倍數。uA2、改變靜態(tài)工作點對放大電路的輸入電阻是否有影響？改變外接電阻對輸出電iRRL阻是否有影響？oR四、實驗原理四、實驗原理圖 3-2 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 RB2和 RB1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。當在放大器的輸入端加入輸入信號 Ui后，在放大器的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 U0，從而實現(xiàn)了電壓放大。 圖 3-2 共射極單管放大器實驗電路 在圖 3-2 電路中，當流過偏置電阻 RB1和 RB2的電流遠大于晶體管 T 的基極電流 IB時（一般 510 倍） ，則它

15、的靜態(tài)工作點可用下式估算，UCC為供電電源，此為+12V。 （3-1） 112BBCCBBRUURR （3-2）CEBEBEIRUUI （3-3）)(ECCCCCERRIUU 電壓放大倍數 （3-4）beLCVrRRA 輸入電阻 （3-5）beBBirRRR21 輸出電阻 （3-6）CRR 0放大器靜態(tài)工作點的測量與調試1 1、 靜態(tài)工作點的測量靜態(tài)工作點的測量 測量放大器的靜態(tài)工作點，應在輸入信號 Ui=0 的情況下進行，即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的數字萬用表，分別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

16、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，EEECRUIICCCCCRUUI由 UC確定 IC） ，同時也能算出。ECCEEBBEUUUUUU,2 2、 靜態(tài)工作點的調試靜態(tài)工作點的調試 放大器靜態(tài)工作點的調試是指對三極管集電極電流 IC（或 UCE）調整與測試。 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的影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產生飽和失真，此時 uO的負半周將被削底，如圖 3-3（a）所示，如工作點偏低則易產生截止失真，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 3-3（b）所示。這些情況都不符合

17、不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進行動態(tài)調試，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，則應調節(jié)靜態(tài)工作點的位置。 (a)飽和失真 (b)截止失真圖 3-3 靜態(tài)工作點對 U0 波形失真的影響改變電路參數 UCC，RC，RB（RB1，RB2）都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖 3-4 所示，但通常多采用調節(jié)偏電阻 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，應該是相對信號的幅度而言，如信號幅度很小，即使工作點較高或較低也不一定會出現(xiàn)失真。所以確切的說

18、，產生波形失真是信號幅度與靜態(tài)工作點設置配合不當所致。如須滿足較大信號的要求，靜態(tài)工作點最好盡量靠近交流負載線的中點。 圖 3-4 電路參數對靜態(tài)工作點的影響 3 3、放大器動態(tài)指標測試、放大器動態(tài)指標測試放大器動態(tài)指標測試包括電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、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 AV的測量調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AV= （3-7）iOUU（2）輸入電阻 Ri的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖 3-5 電路在被測放大器的輸入端與信號源

19、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，則根據輸入電阻的定義可得： R = （3-8）iiiIURUURiRUUUiSi測量時應注意測量 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值。電阻 R 的值不宜取得過大或過小，以免產生較大的測量誤差，通常取 R 與 Ri為同一數量級為好，本實驗可取 R=12K。（3）輸出電阻 RO的測量按圖 3-5 電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負載 RL的輸出電壓 UO和接入負載后輸出電壓 UL，根據 U = （3-9）LOLOLURRR即可求出 RO RO=（）R （3

20、-10）1LOUUL在測試中應注意，必須保持 RL接入前后輸入信號的大小不變。 圖 3-5 輸入、輸出電阻測量電路 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，應將靜態(tài)工作點調在交流負載線的中點。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調節(jié) RW（改變靜態(tài)工作點） ，用示波器觀察 uo，當輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖 3-6）時，說明靜態(tài)工作點已調在交流負載線的中點。然后反復調整輸入信號，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 2UO。或用示波器直接讀出 UOPP2來。 圖 3-6

21、 靜態(tài)工作點正常，輸入信號太大引起的失真 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 AV與輸入信號頻率 f 之間的關系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖 3-7 所示： 圖 3-7 幅頻特性曲線Avm為中頻電壓放大倍數，通常規(guī)定電壓放大倍數隨頻率變化下降到中頻放大倍數的 1/倍，即 0.707Avm所對應的頻率分別稱為下限頻率 fL和上限頻率 fH，則通頻帶2fBW=fH-fL （3-11）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 AV。為此可采用前述測 AV的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應的電壓放大倍數，測量時要注意取點要恰當，在低頻段與高頻段

22、要多測幾點，在中頻可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不能失真。五、實驗設備與器件五、實驗設備與器件 1、模擬電路實驗箱。 2、函數信號發(fā)生器。 3、雙蹤示波器。4、交流毫伏表。5、數字萬用表。6、實驗中所需的電阻器件。六、實驗內容和要求六、實驗內容和要求1連線在實驗箱的晶體管系列模塊中，按圖 3-2 所示連接電路。2測量靜態(tài)工作點靜態(tài)工作點測量條件：輸入接地即使輸入接地即使 Ui=0.Ui=0.在步驟 1 連線基礎上，Ui=0，打開直流開關，調節(jié) RW，使 IC=2.0mA（即 UE=2.4V） ，用萬用表測量 UB、UE、UC、RB2值。記入表 3-5 中

23、。3測量電壓放大倍數調節(jié)一個頻率為 1KHz、峰峰值為 50mV 的正弦波作為輸入信號 Ui 。把輸入信號連接到放大電路的輸入端，同時用雙蹤示波器觀察放大器輸入電壓 Ui和輸出電壓 Uo 的波形，在 Uo波形不失真的條件下用毫伏表測量表 3-6 中三種情況下的和，并用雙0UVA蹤示波器觀察 Uo和 Ui的相位關系，記入表 3-6 中。注意：由于晶體管元件參數的分散性，定量分析時所給注意：由于晶體管元件參數的分散性，定量分析時所給 Ui為 50mV50mV 不一定適合，具體情況不一定適合，具體情況需要根據實際給適當的需要根據實際給適當的 U Ui i值，以后不再說明。由于值，以后不再說明。由于

24、UoUo 所測的值為有效值，故峰峰所測的值為有效值，故峰峰值值 UiUi 需要轉化為有效值或用毫伏表測得的需要轉化為有效值或用毫伏表測得的 UiUi 來計算來計算 A AV V值。切記萬用表、毫伏表測值。切記萬用表、毫伏表測量都是有效值，而示波器觀察的都是峰峰值。量都是有效值，而示波器觀察的都是峰峰值。4觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數的影響 在步驟 3 的 RC=2.4K，RL= 連線條件下，調節(jié)一個頻率為 1KHz、峰峰值為 50mV 的正弦波作為輸入信號 Ui。調節(jié) RW，用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，在 uo不失真的條件下，測量數組 IC和 UO的值，記入表 3-7。測量 IC時，要使 Ui=

25、0（斷開輸入信號（斷開輸入信號 U Ui i） 。5觀察靜態(tài)工作點對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，調節(jié) RW使 IC=2.0mA（參見本實驗參見本實驗步驟步驟 2 2） ，測出 UCE值。調節(jié)一個頻率為 1KHz、峰峰值為 50mV 的正弦波作為輸入信號 Ui，再逐步加大輸入信號，使輸出電壓 Uo足夠大但不失真。然后保持輸入信號不變，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 3-8 中。每次測每次測 I IC C和和 U UCECE值時要使輸入信號為零（即使值時要使輸入信號為零（即使

26、 u ui i=0=0） 。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，同時調節(jié)輸入信號的幅度和電位器RW，用示波器和毫伏表測量 UOPP及 UO值，記入表 3-9。*7測量輸入電阻和輸出電阻按圖 2-4 所示，取 R=2K，置 RC=2.4K，RL=2.4K，IC=2.0mA。輸入 f=1KHz、峰峰值為 50mV 的正弦信號，在輸出電壓 uo不失真的情況下，用毫伏表測出 US，Ui和 UL，用公式2-8（3-8）算出 Ri。保持 US不變，斷開 RL，測量輸出電壓 UO，參見公式 3-10 算出 R0。*8測量幅頻特性曲線取 IC=2.0mA，RC=

27、2.4K，RL=2.4K。保持上步輸入信號 ui不變，改變信號源頻率f，逐點測出相應的輸出電壓 UO，自作表記錄之。為了頻率 f 取值合適，可先粗測一下，找出中頻范圍，然后再仔細讀數。 七、注意事項七、注意事項1檢測所用導線是否導通，盡量連接短導線避免干擾。接好電路檢查無誤再通電。2選連接直流通路測靜態(tài)工作點，接 Ucc=+12V 和地線，電路圖虛線部分需用導線連接，測量時開上接通，開關下斷開，測量電阻 Rb2 的時候需要將 Rb2 和電路斷開，即開關上斷開。3測量靜態(tài)電壓時，注意正確調整萬用表擋位；實驗中不直接測量電路電流值，通過測量兩點電壓，計算電流。調節(jié)電位器進需緩慢些，靜態(tài)工作調好后，

28、不要再動電位器，以免影響測量。4如果電路工作不正常，可自己檢測電路中的三極管。其方法：將萬用表的旋鈕撥到歐姆擋的 R100（或 R1K）位置，用紅表筆接觸基極，用黑表筆分別接觸另兩個電極，若三極管為 NPN 型，則測量的兩個電阻值都較大（幾百千歐以上） ；若三極管為 PNP 型，則測量的兩個電阻值都較小（幾百歐至幾千歐） 。如果不符合這個規(guī)律，則表明該三極管壞了。八、實驗報告八、實驗報告1整理測試數據，并對數據進行處理，畫出相關曲線；2通過實驗結果分析各參數對放大器靜態(tài)工作點的影響，與理論分析結果進行比較。3回答預習要求和思考題中的問題；4附上原始數據記錄及指導教師的簽名。九、思考題九、思考題

29、1如果在實驗電路中，將 NPN 型晶體管換成 PNP 型晶體管，試問 Ucc 及電解電容極性應如何改動？2在示波器上顯示的 NPN 和 PNP 型晶體管放大器輸出電壓的飽和失真和截止失真波形是否相同？說明其理由。3在單級放大電路中，哪些元件是決定電路的靜態(tài)工作點的？4負載電阻 RL變化時，對電壓放大倍數有無影響？實驗原始數據記錄實驗原始數據記錄步驟步驟 1 1：表 3-5 測量靜態(tài)工作點（+IC=2.0mA）測 量 值計 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA）步驟步驟 2 2：表 3-6 測量電壓放大倍數 IC=2.0mA Ui= mV （有效值）

30、RC（K）RL（K）U0（V）AV觀察記錄一組 U0 和 Ui 波形2.41.22.42.4步驟步驟 3：表 3-7 觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數的影響RC=2.4K RL= Ui= mVIC(mA)2.0U0(V)AV步驟步驟 4 4：表 3-8 觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響RC=2.4K RL= Ui= mVIC(mA)UCE(V)U0波形失真情況管子工作狀態(tài)2.0步驟步驟 5 5：表 3-9 測量最大不失真輸出電壓RC=2.4K RL=2.4KIC(mA)Uim(mV)有效值Uom(V)有效值UOPP(V)峰峰值 指導教師： 實驗日期：實驗三實驗三 射極跟隨器射極跟隨器一、實驗目的

31、一、實驗目的1掌握射極跟隨器的特性及測試方法2進一步學習放大器各項參數測試方法二、實驗類型二、實驗類型驗證型實驗。三、預習要求三、預習要求 1復習射極跟隨器的工作原理。 2根據圖 3-8 的元件參數值估算靜態(tài)工作點，并畫出交、直流負載線。四、實驗原理四、實驗原理圖 3-8 射極跟隨器實驗電路圖 3-8 為射極跟隨器，輸出取自發(fā)射極，故稱其為射極跟隨器。RB 調到最小值時易出現(xiàn)飽和失真，RB 調到最大值時易出現(xiàn)截止失真，由于本實驗不需要失真情況，故由于本實驗不需要失真情況，故RW=100K 取值比較適中，若想看到飽和失真使取值比較適中，若想看到飽和失真使 RW=0K，增加輸入幅度即可出現(xiàn)，若，增

32、加輸入幅度即可出現(xiàn)，若想看到截止失真使想看到截止失真使 RW=1M，增加輸入幅度即可出現(xiàn)，有興趣的同學可以驗證一下。，增加輸入幅度即可出現(xiàn)，有興趣的同學可以驗證一下。本實驗基于圖 3-8 做實驗，現(xiàn)分析射極跟隨器的特點。其特點是1. 輸入電阻 Ri高 Ri=rbe+（1+）RE （3-12）如考慮偏置電阻 RB和負載電阻 RL 的影響，則 Ri=RBrbe+（1+） （RERL） （3-13）由上式可知射極跟隨器的輸入電阻 Ri比共射極單管放大器的輸入電阻 Ri=RBrbe要高的多。輸入電阻的測試方法同單管放大器，實驗線路如圖 3-8 所示， Ri= （3-14）1RUUUIUiSiii即只要

33、測得 A、B 兩點的對地電位即可。2. 輸出電阻 RO低 RO=RE （3-15）berber如考慮信號源內阻 RS，則 RO=RE （3-16）)/(BSbeRRr)/(BSbeRRr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，再測接入負載RL后的輸出電壓 UL，根據UL= （3-17）LLOORRRU即可求出 RO RO=（）RL （3-18）1LOUU3. 電壓放大倍數近似等于 1圖 3-8 電路 AV=1 （3-19）)/)(1 ()/)(1 (LE

34、beLERRrRR上式說明射極跟隨器的電壓放大倍數小于近似 1 且為正值。這是深度電壓負反饋的結果。但它的射極電流仍比基極電流大（1+）倍，所以它具有一定的電流和功率放大作用。五、實驗設備與器件五、實驗設備與器件 1、模擬電路實驗箱。 2、函數信號發(fā)生器。 3、雙蹤示波器。4、交流毫伏表。5、數字萬用表。6、實驗中所需的電阻器件。六、實驗內容和要求六、實驗內容和要求1.在晶體管系列實驗模塊中按圖 3-8 正確連接電路，此時開關 K 先開路， 。2. 靜態(tài)工作點的調整打開直流開關，在 B 點加入頻率為 1KHZ、峰峰值為 1V 的正弦信號 Ui，輸出端用示波器監(jiān)視，調節(jié) RW及信號源的輸出幅度，

35、使在示波器的屏幕上得到一個最大不失真輸出波形，然后置 Ui=0，用萬用表測量晶體管各電極對地電位，將測得數據記入表3-10 中。在下面整個測試過程中應保持 RW和 Rb值不變（即 IE不變） 。3. 測量電壓放大倍數 AV接入負載 RL=1K，在 B 點加入頻率為 1KHZ、峰峰值為 1V 的正弦信號 Ui，調節(jié)輸入信號幅度，用示波器觀察輸出波形 Uo，在輸出最大不失真情況下，用毫伏表測Ui、U0值。記入表 3-11。4. 測量輸出電阻 RO接上負載 RL=1K，在 B 點加入頻率為 1KHZ、峰峰值為 1V 的正弦信號 Ui，用示波器監(jiān)視輸出波形，用毫伏表測空載輸出電壓 UO，有負載時輸出電

36、壓 UL，記入表 3-12。5. 測量輸入電阻 Ri在 A 點加入頻率為 1KHZ、峰峰值為 1V 的正弦信號 US， ，用示波器監(jiān)視輸出波形，用交流毫伏表分別測出 A、B 點對地的電位 US、Ui，記入表 3-13。6. 測射極跟隨器的跟隨特性接入負載 RL=1K，在 B 點加入頻率為 1KHZ、峰峰值為 1V 的正弦信號 Ui，并保持不變，逐漸增大信號 Ui幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形直至輸出波形不失真時，測所對應的 UL值，計算出 AV記入表 3-14。七、注意事項七、注意事項電流值是經由測量電壓和電阻值計算獲得，不進行電流的直接測量。八、實驗報告八、實驗報告1整理測試數據，并對數據進行處

37、理，畫出相關曲線；2分析射極跟隨器的性能和特點各是什么？3回答預習要求和思考題中的問題；4附上原始數據記錄及指導教師的簽名。九、思考題九、思考題1射極跟隨器和共射極放大電路的區(qū)別是什么？2為了減小電路對信號源的衰減，需要增加電路的輸入電阻，在射極跟隨器中應該采取何種措施提高電路的輸入電阻？實驗原始數據記錄實驗原始數據記錄步驟步驟 1 1：表 3-10靜態(tài)工作點的調整UE(V)UB(V)UC(V)IE=UE/RE(mA)步驟步驟 2 2：表 3-11測量電壓放大倍數 AVUi(V)U0(V)AV=U0/Ui步驟步驟 3：表 3-12測量輸出電阻 ROU0(V)UL(V)R0=(U0/UL-1)R

38、L(K)步驟步驟 4 4：表 3-13測量輸入電阻 RiUs(V)Ui(V)( KRUUURiSii步驟步驟 5 5：表 3-14 測射極跟隨器的跟隨特性1234Ui(V)UL(V)AV 指導教師： 實驗日期：實驗四實驗四 場效應管放大器場效應管放大器一、實驗目的一、實驗目的1了解結型場效應管的性能和特點。2進一步熟悉放大器動態(tài)參數的測試方法。二、實驗類型二、實驗類型驗證型實驗。三、預習要求三、預習要求1復習有關場效應管部分內容，并分別用圖解法與估算法計算管子的靜態(tài)工作點（根據實驗電路參數） ，求出工作點處的跨導 gm。2場效應管放大器輸入回路的電容 C1為什么可以取得小一些（可以取 C1=0

39、.1F）?四、實驗儀器四、實驗儀器1雙蹤示波器2萬用表3交流毫伏表4信號發(fā)生器5電阻器、電容器若干。五、實驗原理五、實驗原理實驗電路如下圖所示：. 圖 3-9 結型場效應管共源級放大器1. 結型場效應管的特性和參數圖 3-10 3DJ6F 的輸出特性和轉移特性曲線 場效應管的特性主要有輸出特性和轉移特性。圖 3-10 所示為 N 溝道結型場效應管3DJ6F 的輸出特性和轉移特性曲線。其直流參數主要有飽和漏極電流 IDSS，夾斷電壓 UP等；交流參數主要有低頻跨導 gm=|UGS=常數。3DJ6F 的典型參數值及測試條件如表 3-15GSDUI所示。表 3-15 3DJ6F 的典型參數值及測試條

40、件。參數名稱飽和漏極電流IDSS(mA)夾斷電壓UP(V)跨導 gm(A/V)測試條件UDS=10V UGS=0VUDS=10V IDS=50AUDS=10VIDS=3mAf=1KHz參數值13.510002.場效應管放大器性能分析 圖 3-9 為結型場效應管組成的共源極放大電路。其靜態(tài)工作點 UGS=UG-US=UDD-IDRS （3-20）211gggRRRID=IDSS（1- （3-21）2)PGSUU中頻電壓放大倍數 AV=-gm=-gmRDRL （3-22）LR輸入電阻 Ri=RG+Rg1Rg2 （3-23）輸出電阻 RORD （3-24）式中跨導 gm可由特性曲線用作圖法求得，或用

41、公式 gm= （3-25）)1 (2PGSPDSSUUUI計算。但要注意，計算時但要注意，計算時 UGS要用靜態(tài)工作點處之數值。要用靜態(tài)工作點處之數值。3.輸入電阻的測量方法場效應管放大器靜態(tài)工作點、電壓放大倍數和輸出電阻的測量方法，與實驗二中晶體管放大器測量方法相同。其輸入電阻的測量，從原理上講，也可采用實驗二中所述方法，但由于場效應管的 Ri比較大，如直接測量輸入電壓 US和 Ui，由于測量儀器的輸入電阻有限，必然會帶來較大的誤差。因此為了減小誤差，常利用被測放大器的隔離作用，通過測量輸出電壓 UO來計算輸入電阻。測量電路如圖 3-11 所示。 圖 3-11 輸入電阻測量電路在放大器的輸入

42、端串入電阻 R，把開關 K 擲向位置 1（即使 R=0） ，測量放大器的輸入電壓 UO1=AVUS；保持 US不變，再把 K 擲向 2（即接入 R） ，測量放大器的輸出電壓 UO2。由于兩次測量中 AV和 US保持不變，故 UO2=AVUi= 由此可以求出VSiiAURRR R = （3-26）iRUUUOOO212式中 R 和 Ri不要相差太大，本實驗可取 R=100200K。六、實驗內容六、實驗內容1按圖 3-9 連接好電路，且使電位器 RD初始值調到 4.3K。2靜態(tài)工作點的測量和調整1）查閱場效應管的特性曲線和參數，記錄下來備用，如圖 3-10 可知放大區(qū)的中間部分：UDS在 48V

43、之間，UGS在-1-0.2V 之間。2）使 Ui=0，打開直流開關，用萬用表測量 UG、US和 UD。檢查靜態(tài)工作點是否在特性曲線放大區(qū)的中間部分。如合適則把結果記入表 3-16 中。3）若不合適，則適當調整 Rg2，調好后，再測量 UG、US和 UD記入表 3-16 中。3電壓放大倍數 AV、輸入電阻 Ri和輸出電阻 RO的測量1） AV和 RO的測量按圖 3-9 電路實驗，把 RD值固定在 4.3K 接入電路，在放大器的輸入端加入頻率為 1KHz、峰峰值為 200mV 的正弦信號 Ui，并用示波器監(jiān)視輸出 uo的波形。在輸出uo沒有失真的條件下，分別測量 RL=和 RL=10K 的輸出電壓

44、 UO(注意注意:保持保持 Ui不變不變),記入表 3-17 中。.用示波器同時觀察 ui和 uo的波形,描繪出來并分析它們的相位關系。2) Ri的測量按圖 3-11 改接實驗電路, 把 RD值固定在 4.3K 接入電路，選擇合適大小的輸入電壓 US，將開關 K 擲向“1” ，測出 R=0 時的輸出電壓 UO1，然后將開關擲向“2”(接入R)，保持 US不變，再測出 UO2,根據公式Ri= 求出 Ri，記入表 3-18 中。RUUUOOO212七、注意事項七、注意事項電流值是經由測量電壓和電阻值計算獲得，不進行電流的直接測量。八、實驗報告八、實驗報告1整理測試數據，并對數據進行處理，畫出相關曲

45、線；2把場效應管放大器與晶體管放大器進行比較，總結場效應管放大器的特點。3回答預習要求和思考題中的問題；4附上原始數據記錄及指導教師的簽名。九、思考題九、思考題1場效應管放大電路和晶體三極管放大電路的區(qū)別是什么？2為什么測量場效應管輸入電阻時要用測量輸出電壓的方法？實驗原始數據記錄實驗原始數據記錄步驟步驟 1 1：表 3-16 靜態(tài)工作點的測量測 量 值計 算 值UG(V)US(V)UD(V)UDS(V)UGS(V)ID(mA)UDS(V)UGS(V)ID(mA)步驟步驟 2 2：表 3-17 AV和 RO的測量測 量 值計 算 值Ui 和 U0波形Ui(V)U0(V)AVR0(K)AVR0(

46、K)RL=RL=10K步驟步驟 3：表 3-18 Ri的測量測 量 值計 算 值U01(V)U02(V)Ri(K)Ri(K) 指導教師： 實驗日期：實驗五實驗五 差動放大器差動放大器一、實驗目的一、實驗目的1加深理解差動放大器的工作原理，電路特點和抑制零漂的方法。2學習差動放大電路靜態(tài)工作點的測試方法。3學習差動放大器的差模、共模放大倍數、共模抑制比的測量方法。二、實驗類型二、實驗類型 驗證型實驗。三、預習要求三、預習要求1根據實驗電路，估算典型差動放大電路和具有恒流源的差動放大電路的靜態(tài)工作點及差模電壓放大倍數（取 1=2=100） 。2.測量靜態(tài)工作點時，放大電路輸入端 Us1、Us2 與

47、地如何連接？3怎樣進行 uo的靜態(tài)調零？用什么儀表測量？四、實驗儀器四、實驗儀器 1雙蹤示波器 2萬用表3交流毫伏表4信號發(fā)生器五、實驗原理五、實驗原理 圖 3-12 恒流源差動放大器圖 3-12 所示電路為具有恒流源的差動放大器，其中晶體管 T1、T2稱為差分對管，它與電阻 RB1、RB2、RC1、RC2及電位器 RW1 共同組成差動放大的基本電路。其中RB1=RB2，RC1=RC2，RW1 為調零電位器，若電路完全對稱，靜態(tài)時，RW1 應處為中點位置，若電路不對稱，應調節(jié) RW1，使 U01、U02兩端靜態(tài)時的電位相等。晶體管 T3、T4與電阻 RE3、RE4、R 和 RW2 共同組成鏡像

48、恒流源電路，為差動放大器提供恒定電流 I0。要求 T3、T4為差分對管。R1和 R2為均衡電阻，且 R1=R2，給差動放大器提供對稱的差模輸入信號。由于電路參數完全對稱，當外界溫度變化，或電源電壓波動時，對電路的影響是一樣的，因此差動放大器能有效的抑制零點漂移。1差動放大電路的輸入輸出方式如圖 7-1 所示電路，根據輸入信號和輸出信號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 將差模信號加在 US1、US2兩端，輸出取自 U01或 U02到地的信號。(3)單端輸入雙端輸出 將差模信號加在 U

49、S1上，US2接地（或 US1接地而信號加在 US2上） ，輸出取自 U01、U02兩端。(4)單端輸入單端輸出 將差模信號加在 US1上，US2接地（或 US1接地而信號加在 US2上） ，輸出取自 U01或 U02到地的信號。連接方式不同，電路的性能參數不同。2靜態(tài)工作點的計算靜態(tài)時差動放大器的輸入端不加信號，由恒流源電路得 （3-27）04444422IIIIIIICCCCBRI0為 IR的鏡像電流。由電路可得 （3-28）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無關。差動放大器中的 T1、T

50、2參數對稱，則IC1=IC2=I0/2 （3-29） （3-30）2101121CCCCCCCCCRIVRIVVV（3-31）mAImVhAmVhhfefeie2/26)1 (300Im26)1 (3000 由此可見，差動放大器的工作點，主要由鏡像恒流源 I0決定。3差動放大器的重要指標計算 (1)差模放大倍數 AVd 由分析可知，差動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，要根據雙端輸出和單端輸出分別計算。在此分析雙端輸入，單端輸入自己分析。 設差動放大器的兩個輸入端輸入兩個大小相等，極性相反的信號 Vid=Vid1-Vid2。 雙端輸入雙端輸出時，差動放大器的差模電壓增益

51、為 （3-32）21)1 (12121RWhhRRhAVVVVVVAfeieBLfeViididododidodVd 式中。AVi為單管電壓增益。2|LCLRRR 雙端輸入單端輸出時，電壓增益為 （3-33）)21)1 (221211111RWhhRRhAVVVVAfeieBLfeViidOdidOdVd 式中。LCLRRR| （2）共模放大倍數 AVC 設差動放大器的兩個輸入端同時加上兩個大小相等，極性相同的信號即 Vic=Vi1=Vi2. 單端輸出的差模電壓增益 （3-12201012)1 (21)1 (eLefefeieBLfeVCiCCiCCVCRRRhRWhhRRhAVVVVA34）

52、 式中為恒流源的交流等效電阻。即eR （3-)1 (133333BEieEfeoeeRRhRhhR35） （3-mAImVhhEfeie3326)1 (30036） （3-4/)2(EBRRWRR37）由于一般為幾百千歐，所以31oehLeRR 則共模電壓增益 AVC1，在單端輸出時，共模信號得到了抑制。 雙端輸出時，在電路完全對稱情況下，則輸出電壓 A0C1=VOC2，共模增益為 （3-01010iCccVCVVVA38） 上式說明，雙單端輸出時，對零點漂移，電源波動等干擾信號有很強的抑制能力。注：如果電路的對稱性很好，恒流源恒定不變，則注：如果電路的對稱性很好，恒流源恒定不變，則 U01與

53、與 U02的值近似為零，示波器觀的值近似為零，示波器觀測測 U01與與 U02的波形近似于一條水平直線。共模放大倍數近似為零，則共模抑制比的波形近似于一條水平直線。共模放大倍數近似為零，則共模抑制比KCMR為無窮大。如果電路的對稱性不好，或恒流源不恒定，則為無窮大。如果電路的對稱性不好，或恒流源不恒定，則 U01、U02為一對大為一對大小相等極性相反的正弦波（示波器幅度調節(jié)到最低檔）小相等極性相反的正弦波（示波器幅度調節(jié)到最低檔） ，用長尾式差動放大電路可，用長尾式差動放大電路可觀察到觀察到 U01、U02分別為正弦波，實際上對管參數不一致，受信號頻率與對管內部分別為正弦波，實際上對管參數不一

54、致，受信號頻率與對管內部容性的影響，大小和相位可能有出入，但不影響正弦波的出現(xiàn)。容性的影響，大小和相位可能有出入，但不影響正弦波的出現(xiàn)。 （3）共模抑制比 KCMR差動放大電器性能的優(yōu)劣常用共模抑制比KCMR來衡量，即：或 （dB） （3-VCVdCMRAAKCdCMRAAKlg2039）單端輸出時，共模抑制比為： （3-21)1 (11RWhhRRhAAKfeieBefeVCVdCMR40）雙端輸出時，共模抑制比為： （3-VCVdCMRAAK41）六、實驗內容六、實驗內容1參考本實驗所附差動放大模塊元件分布圖，對照實驗原理圖圖 3-12 所示正確連接原理圖。2調整靜態(tài)工作點打開直流開關，不

55、加輸入信號，將輸入端 US1、US2 兩點對地短路，調節(jié)恒流源電路的 RW2，使 I0=1mA，即 I0=2VRC1/RC1。再用萬用表直流檔分別測量差分對管T1、T2 的集電極對地的電壓 VC1、VC2，如果 VC1VC2應調整 RW1 使?jié)M足 VC1=VC2。若始終調節(jié) RW1 與 RW2 無法滿足 VC1=VC2，可適當調電路參數如 RC1 或 RC2，使RC1 與 RC2 不相等以滿足電路對稱，再調節(jié) RW1 與 RW2 滿足 VC1=VC2。然后分別測VC1、VC2、VB1、VB2、VE1、VE2的電壓，記入 3-19 表中。3測量差模放大倍數 AVd將 US2端接地，從 US1端輸

56、入 Vid =50mV（峰峰值） 、f=1KHz 的差模信號，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：用兩個探頭，分別測用兩個探頭，分別測 Vod1、Vod2的波的波形，微調檔相同，按下示波器形，微調檔相同，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的差分波形)。并計算出差模雙端輸出的放大倍數 Avd和單端輸出的差模放大倍數 AVd1或 Avd2。記入 3-20 表中。4測量共模放大倍數 AVC將輸

57、入端 US1、US2兩點連接在一起，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，用毫伏表分別測量 T1、T2 兩管集電極對地的共模輸出電壓 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，并計算出單端輸出的共模放大倍數 AVC1（或 AVC2）和雙端輸出的共模放大倍數 AVC。5根據以上測量結果，分別計算雙端輸出，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，首先調零，使 VC1=VC2（方法同步驟 2） ，然后用電吹風吹 T1、T2，觀察雙端及單端輸出

58、電壓的變化現(xiàn)象。7用一固定電阻 RE=10K 代替恒流源電路，即將 RE接在-VEE和 RW1 中間觸點插孔之間組成長尾式差動放大電路，重復步驟 3、4、5，并與恒流源電路相比較。七、注意事項七、注意事項用交流毫伏表測量輸出電壓、時，毫伏表后面板的開關打到“FLOAT”位置，1CU2CU保證兩個被測信號不共地。八、實驗報告八、實驗報告1整理測試數據，并對數據進行處理，列表比較實驗結果和理論估算值，分析誤差原因；2計算靜態(tài)工作點和差模電壓放大倍數。3回答預習要求和思考題中的問題；4附上原始數據記錄及指導教師的簽名。九、思考題九、思考題1差分放大電路中兩只 FET 元件是否對稱對電路性能有何影響？

59、2為什麼要對差分放大電路進行調零？3試敘述本實驗電路中的交流雙端輸入、雙端輸出的測試的方法，為什么？實驗原始數據記錄實驗原始數據記錄步驟步驟 1 1：表 3-19 靜態(tài)工作點的測量UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)測量值IC(mA)IB(mA)UCE(V)計算值步驟步驟 2 2：表 3-20 測量差模、共模電壓放大倍數，測量 UC1、UC2的值典型差動放大電路具有恒流源差動放大電路參 數雙端輸入共模輸入雙端輸入共模輸入iU100mV1V100mV1V1( )CUV2( )CUV11CudiUAUoudiUAU11cuciUAUouciUAU11udCMRu

60、cAKA步驟步驟 3：指導教師： 實驗日期：實驗六實驗六 負反饋放大器負反饋放大器一、實驗目的一、實驗目的1通過實驗了解串聯(lián)電壓負反饋對放大器性能的改善。2了解負反饋放大器各項技術指標的測試方法。2掌握負反饋放大電路頻率特性的測量方法。二、實驗類型二、實驗類型驗證型實驗。三、預習要求三、預習要求1復習教材中有負反饋放大電路的內容；2按圖 3-13 估算放大電路的靜態(tài)工作點（?。?。121003估算基本放大電路的、；估算負反饋放大電路的、和uAiRoRufAifRofR四、實驗儀器四、實驗儀器 1雙蹤示波器 2萬用表3交流毫伏表4信號發(fā)生器五、實驗原理五、實驗原理圖 3-13 帶有電壓串聯(lián)負反饋