各種電子實(shí)驗(yàn)(值得看)

1、實(shí)驗(yàn)一常用電子儀器的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)電子電路實(shí)驗(yàn)中常用的電子儀器示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表、頻率計(jì)等的主要技術(shù)指標(biāo)、性能及正確使用方法。 2、初步掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號(hào)波形和讀取波形參數(shù)的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理在模擬電子電路實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表及頻率計(jì)等。它們和萬(wàn)用電表一起，可以完成對(duì)模擬電子電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)中要對(duì)各種電子儀器進(jìn)行綜合使用，可按照信號(hào)流向，以連線簡(jiǎn)捷，調(diào)節(jié)順手，觀察與讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局，各儀器與被測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置之間的布局與連接如圖11所示。接線時(shí)應(yīng)注意，為防止外界干

2、擾，各儀器的共公接地端應(yīng)連接在一起，稱共地。信號(hào)源和交流毫伏表的引線通常用屏蔽線或?qū)Ｓ秒娎|線，示波器接線使用專用電纜線，直流電源的接線用普通導(dǎo)線。圖11 模擬電子電路中常用電子儀器布局圖 示波器示波器是一種用途很廣的電子測(cè)量?jī)x器，它既能直接顯示電信號(hào)的波形，又能對(duì)電信號(hào)進(jìn)行各種參數(shù)的測(cè)量?，F(xiàn)著重指出下列幾點(diǎn)：1）、尋找掃描光跡將示波器Y軸顯示方式置“Y1”或“Y2”，輸入耦合方式置“GND”，開(kāi)機(jī)預(yù)熱后，若在顯示屏上不出現(xiàn)光點(diǎn)和掃描基線，可按下列操作去找到掃描線：適當(dāng)調(diào)節(jié)亮度旋鈕。觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置“自動(dòng)”。適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直（）、水平（）“位移”旋鈕，使掃描光跡位于屏幕中央。（若示波器設(shè)有“尋跡”按鍵

3、，可按下“尋跡”按鍵，判斷光跡偏移基線的方向。） 2）、雙蹤示波器一般有五種顯示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三種單蹤顯示方式和“交替”“斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式?！敖惶妗憋@示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較高時(shí)使用?！皵嗬m(xù)”顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較底時(shí)使用。3）、為了顯示穩(wěn)定的被測(cè)信號(hào)波形，“觸發(fā)源選擇”開(kāi)關(guān)一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號(hào)取自示波器內(nèi)部的Y通道。4）、觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)通常先置于“自動(dòng)”調(diào)出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)于“常態(tài)”，通過(guò)調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測(cè)試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。有時(shí)，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會(huì)

4、出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測(cè)信號(hào)的波形不在X軸方向左右移動(dòng)，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。5）、適當(dāng)調(diào)節(jié)“掃描速率”開(kāi)關(guān)及“Y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)使屏幕上顯示一二個(gè)周期的被測(cè)信號(hào)波形。在測(cè)量幅值時(shí)，應(yīng)注意將“Y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底，且聽(tīng)到關(guān)的聲音。在測(cè)量周期時(shí)，應(yīng)注意將“X軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底，且聽(tīng)到關(guān)的聲音。還要注意“擴(kuò)展”旋鈕的位置。根據(jù)被測(cè)波形在屏幕坐標(biāo)刻度上垂直方向所占的格數(shù)（div或cm）與“Y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)指示值（v/div）的乘積，即可算得信號(hào)幅值的實(shí)測(cè)值。根據(jù)被測(cè)信號(hào)波形一個(gè)周期在屏幕坐標(biāo)刻度水平方向所占的格數(shù)（div或cm）與“掃速”

5、開(kāi)關(guān)指示值（t/div）的乘積，即可算得信號(hào)頻率的實(shí)測(cè)值。 2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號(hào)波形。輸出電壓最大可達(dá)20VPP。通過(guò)輸出衰減開(kāi)關(guān)和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級(jí)到伏級(jí)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率可以通過(guò)頻率分檔開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，它的輸出端不允許短路。交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作頻率范圍之內(nèi)，用來(lái)測(cè)量正弦交流電壓的有效值。為了防止過(guò)載而損壞，測(cè)量前一般先把量程開(kāi)關(guān)置于量程較大位置上，然后在測(cè)量中逐檔減小量程。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1、 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 2、 雙蹤示波器3、 交流毫伏表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

6、 1、用機(jī)內(nèi)校正信號(hào)對(duì)示波器進(jìn)行自檢。 1) 掃描基線調(diào)節(jié)將示波器的顯示方式開(kāi)關(guān)置于“單蹤”顯示（Y1或Y2），輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置“GND”，觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”。開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”等旋鈕，使熒光屏上顯示一條細(xì)而且亮度適中的掃描基線。然后調(diào)節(jié)“X軸位移”（）和“Y軸位移”( )旋鈕，使掃描線位于屏幕中央，并且能上下左右移動(dòng)自如。2）測(cè)試“校正信號(hào)”波形的幅度、頻率將示波器的“校正信號(hào)”通過(guò)專用電纜線引入選定的Y通道（Y1或Y2），將Y軸輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置于“AC”或“DC”，觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“內(nèi)”，內(nèi)觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“Y1”或“Y2”。調(diào)節(jié)X軸“掃描速率”

7、開(kāi)關(guān)（t/div）和Y軸“輸入靈敏度”開(kāi)關(guān)（V/div），使示波器顯示屏上顯示出一個(gè)或數(shù)個(gè)周期穩(wěn)定的方波波形。a. 校準(zhǔn)“校正信號(hào)”幅度將“y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，“y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)幅度，記入表11。 表11標(biāo) 準(zhǔn) 值實(shí) 測(cè) 值幅 度Up-p(V)頻 率f(KHz)上升沿時(shí)間S下降沿時(shí)間S 注：不同型號(hào)示波器標(biāo)準(zhǔn)值有所不同，請(qǐng)按所使用示波器將標(biāo)準(zhǔn)值填入表格中。b. 校準(zhǔn)“校正信號(hào)”頻率 將“掃速微調(diào)”旋鈕置“校準(zhǔn)”位置，“掃速”開(kāi)關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校正信號(hào)周期，記入表11。 c 測(cè)量“校正信號(hào)”的上升時(shí)間和下降時(shí)間 調(diào)節(jié)“y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)及微調(diào)旋鈕，并移動(dòng)波

8、形，使方波波形在垂直方向上正好占據(jù)中心軸上，且上、下對(duì)稱，便于閱讀。通過(guò)掃速開(kāi)關(guān)逐級(jí)提高掃描速度，使波形在X軸方向擴(kuò)展（必要時(shí)可以利用“掃速擴(kuò)展”開(kāi)關(guān)將波形再擴(kuò)展10倍），并同時(shí)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平旋鈕，從顯示屏上清楚的讀出上升時(shí)間和下降時(shí)間，記入表11。 2、用示波器和交流毫伏表測(cè)量信號(hào)參數(shù) 調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出頻率分別為100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均為1V（交流毫伏表測(cè)量值）的正弦波信號(hào)。改變示波器“掃速”開(kāi)關(guān)及“Y軸靈敏度”開(kāi)關(guān)等位置，測(cè)量信號(hào)源輸出電壓頻率及峰峰值，記入表12。表12信號(hào)電壓頻率示波器測(cè)量值信號(hào)電壓毫伏表讀數(shù)（V）示波器測(cè)量值周期（ms）

9、頻率（Hz）峰峰值（V）有效值（V）100Hz1KHz10KHz100KHz3、測(cè)量?jī)刹ㄐ伍g相位差1) 觀察雙蹤顯示波形“交替”與“斷續(xù)”兩種顯示方式的特點(diǎn)Y1、Y2均不加輸入信號(hào)，輸入耦合方式置“GND”，掃速開(kāi)關(guān)置掃速較低擋位（如0.5sdiv擋）和掃速較高擋位（如5Sdiv擋），把顯示方式開(kāi)關(guān)分別置“交替”和“斷續(xù)”位置，觀察兩條掃描基線的顯示特點(diǎn)，記錄之。2) 用雙蹤顯示測(cè)量?jī)刹ㄐ伍g相位差按圖12連接實(shí)驗(yàn)電路， 將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓調(diào)至頻率為1KHz，幅值為2V的正弦波，經(jīng)RC移相網(wǎng)絡(luò)獲得頻率相同但相位不同的兩路信號(hào)ui和uR，分別加到雙蹤示波器的Y1和Y2輸入端。為便于穩(wěn)定波形

10、，比較兩波形相位差，應(yīng)使內(nèi)觸發(fā)信號(hào)取自被設(shè)定作為測(cè)量基準(zhǔn)的一路信號(hào)。圖 12 兩波形間相位差測(cè)量電路 把顯示方式開(kāi)關(guān)置“交替”擋位，將Y1和Y2輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置“”擋位，調(diào)節(jié)Y1、Y2的（ ）移位旋鈕，使兩條掃描基線重合。將Y1、Y2 輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置“AC”擋位，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平、掃速開(kāi)關(guān)及 Y1、Y2 靈敏度開(kāi)關(guān)位置，使在熒屏上顯示出易于觀察的兩個(gè)相位不同的正弦波形ui及uR，如圖13所示。根據(jù)兩波形在水平方向差距X，及信號(hào)周期XT，則可求得兩波形相位差。圖 13 雙蹤示波器顯示兩相位不同的正弦波 式中： XT 一周期所占格數(shù) X 兩波形在X軸方向差距格數(shù)記錄兩波形相位差于表13。 表13

11、一周期格數(shù)兩波形X軸差距格數(shù)相 位 差實(shí) 測(cè) 值計(jì) 算 值XTX為數(shù)讀和計(jì)算方便，可適當(dāng)調(diào)節(jié)掃速開(kāi)關(guān)及微調(diào)旋鈕，使波形一周期占整數(shù)格。 五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。2、 問(wèn)題討論1）如何操縱示波器有關(guān)旋鈕，以便從示波器顯示屏上觀察到穩(wěn)定、清晰的波形？2)用雙蹤顯示波形，并要求比較相位時(shí)，為在顯示屏上得到穩(wěn)定波形，應(yīng)怎樣選擇下列開(kāi)關(guān)的位置？a) 顯示方式選擇（Y1；Y2；Y1Y2；交替；斷續(xù)）b)觸發(fā)方式（常態(tài)；自動(dòng)）c)觸發(fā)源選擇（內(nèi)；外）內(nèi)觸發(fā)源選擇（Y1、Y2、交替）3、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有哪幾種輸出波形？它的輸出端能否短接，如用屏蔽線作為輸出引線，則屏蔽層一端應(yīng)該接在哪個(gè)接線

12、柱上?4、交流毫伏表是用來(lái)測(cè)量正弦波電壓還是非正弦波電壓？它的表頭指示值是被測(cè)信號(hào)的什么數(shù)值？它是否可以用來(lái)測(cè)量直流電壓的大?。苛?、預(yù)習(xí)要求1、 閱讀實(shí)驗(yàn)附錄中有關(guān)示波器部分內(nèi)容。 2、 已知C0.01f、R10K，計(jì)算圖12 RC移相網(wǎng)絡(luò)的阻抗角。實(shí)驗(yàn)二晶體管共射極單管放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，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(cè)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。二、實(shí)驗(yàn)原理圖21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RB1和RB2組成的分壓電路，

13、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。圖21 共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路在圖21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510倍），則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算 UCEUCCIC（RCRE）電壓放大倍數(shù) 輸入電阻RiRB1 / RB2 / rbe輸出電阻 RORC由于電子器件性能的分散性比較大，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

14、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，消除干擾與自激振蕩及放大器各項(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)ui0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，為了避免斷開(kāi)集電極，所以采用

15、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UBEUBUE，UCEUCUE。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)是否合適，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22(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22(b)所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在

16、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輸入電壓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) (b)圖22 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23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，則可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。圖23 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

17、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)整放大器到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，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(cè)出ui和uo的有效值Ui和UO，則 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24 電路在被測(cè)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(cè)出US和Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得 圖24 輸入、輸出電阻測(cè)量

18、電路測(cè)量時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn): 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URUSUi求出UR值。 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R12K。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)載線的中點(diǎn)。為此在放大器正常工作情況下，逐

19、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25）時(shí)，說(shuō)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(wú)明顯失真時(shí)，用交流毫伏表測(cè)出UO（有效值），則動(dòng)態(tài)范圍等于。或用示波器直接讀出UOPP來(lái)。圖 25 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。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖26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

20、頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH，則通頻帶fBWfHfL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。6)干擾和自激振蕩的消除參考實(shí)驗(yàn)附錄 3DG 9011(NPN) 3CG 9012(PNP) 9013(NPN) 圖 26 幅頻特性曲線 圖27晶體三極管管腳排列三、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

21、 6、直流毫安表7、頻率計(jì) 8、萬(wàn)用電表9、晶體三極管3DG61(50100)或90111 （管腳排列如圖27所示） 電阻器、電容器若干四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)電路如圖21所示。各電子儀器可按實(shí)驗(yàn)一中圖11所示方式連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起，同時(shí)信號(hào)源、交流毫伏表和示波器的引線應(yīng)采用專用電纜線或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的外包金屬網(wǎng)應(yīng)接在公共接地端上。1、調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)接通直流電源前，先將RW調(diào)至最大， 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接通12V電源、調(diào)節(jié)RW，使IC2.0mA（即UE2.0V）， 用直流電壓表測(cè)量UB、UE、UC及用萬(wàn)用電表測(cè)量RB2值。記入表21。表2-1 IC

22、2mA測(cè) 量 值計(jì) 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA） 2、測(cè)量電壓放大倍數(shù)在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號(hào)uS，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓Ui10mV，同時(shí)用示波器觀察放大器輸出電壓uO波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測(cè)量下述三種情況下的UO值，并用雙蹤示波器觀察uO和ui的相位關(guān)系，記入表22。表22 Ic2.0mA Ui mVRC（K）RL(K)Uo(V)AV觀察記錄一組uO和u1波形2.41.22.42.43、觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響置RC2.4K，RL，Ui適量，調(diào)節(jié)RW，用示波器監(jiān)視輸出電

23、壓波形，在uO不失真的條件下，測(cè)量數(shù)組IC和UO值，記入表23。表23RC2.4K RL UimVIC(mA)2.0UO(V)AV測(cè)量IC時(shí)，要先將信號(hào)源輸出旋鈕旋至零（即使Ui0）。4、觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響置RC2.4K，RL2.4K， ui0，調(diào)節(jié)RW使IC2.0mA，測(cè)出UCE值，再逐步加大輸入信號(hào)，使輸出電壓u0 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u0的波形，并測(cè)出失真情況下的IC和UCE值，記入表24中。每次測(cè)IC和UCE 值時(shí)都要將信號(hào)源的輸出旋鈕旋至零。表24 RC2.4K RL UimVIC(mA)UCE(V)u0波形

24、失真情況管子工作狀態(tài)2.0 5、測(cè)量最大不失真輸出電壓置RC2.4K，RL2.4K，按照實(shí)驗(yàn)原理2.4)中所述方法，同時(shí)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的幅度和電位器RW，用示波器和交流毫伏表測(cè)量UOPP及UO值，記入表25。 表25 RC2.4K RL2.4KIC(mA)Uim(mV)Uom(V)UOPP(V)*6、測(cè)量輸入電阻和輸出電阻 置RC2.4K，RL2.4K，IC2.0mA。輸入f1KHz的正弦信號(hào)，在輸出電壓uo不失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)出US，Ui和UL記入表2-6。保持US不變，斷開(kāi)RL，測(cè)量輸出電壓Uo，記入表2-6。表2-6 Ic2mA Rc2.4K RL2.4KUS(mv)Ui(mv)

25、Ri（K）UL（V）UO（V）R0（K）測(cè)量值計(jì)算值測(cè)量值計(jì)算值*7、測(cè)量幅頻特性曲線取IC2.0mA，RC2.4K，RL2.4K。 保持輸入信號(hào)ui的幅度不變，改變信號(hào)源頻率f，逐點(diǎn)測(cè)出相應(yīng)的輸出電壓UO，記入表27。 表27 Ui mV fl fo fn f（KHz）UO（V）AVUO/Ui 為了信號(hào)源頻率f取值合適，可先粗測(cè)一下，找出中頻范圍， 然后再仔細(xì)讀數(shù)。 說(shuō)明：本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，其中6、7可作為選作內(nèi)容。 五、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 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)算值比較（取一組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較），分析產(chǎn)生誤差原因。 2、總結(jié)RC，RL及靜

26、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。六、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)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)AV，輸入電阻Ri和輸出電阻RO 2、閱讀實(shí)驗(yàn)附錄中有關(guān)放大器干擾和自激振蕩消除內(nèi)容。3、 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？ 4、怎樣測(cè)量RB2阻值？5、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

27、止失真時(shí)，晶體管的管壓降UCE怎樣變化？ 6、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？ 7、在測(cè)試AV，Ri和RO時(shí)怎樣選擇輸入信號(hào)的大小和頻率？為什么信號(hào)頻率一般選1KHz，而不選100KHz或更高？ 8、測(cè)試中，如果將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、交流毫伏表、示波器中任一儀器的二個(gè)測(cè)試端子接線換位（即各儀器的接地端不再連在一起），將會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？注：附圖21所示為共射極單管放大器與帶有負(fù)反饋的兩級(jí)放大器共用實(shí)驗(yàn)?zāi)K。如將K1、K2斷開(kāi)，則前級(jí)（）為典型電阻分壓式單管放大器；如將K1、K2接通，則前級(jí)（）與后級(jí)（）接通，組成帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋兩級(jí)放大器。附圖

28、21實(shí)驗(yàn)三場(chǎng)效應(yīng)管放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的性能和特點(diǎn)2、進(jìn)一步熟悉放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)試方法二、實(shí)驗(yàn)原理場(chǎng)效應(yīng)管是一種電壓控制型器件。按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)型和絕緣柵型兩種類(lèi)型。由于場(chǎng)效應(yīng)管柵源之間處于絕緣或反向偏置，所以輸入電阻很高（一般可達(dá)上百兆歐）又由于場(chǎng)效應(yīng)管是一種多數(shù)載流子控制器件，因此熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強(qiáng)，噪聲系數(shù)小。加之制造工藝較簡(jiǎn)單，便于大規(guī)模集成，因此得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。1、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的特性和參數(shù)場(chǎng)效應(yīng)管的特性主要有輸出特性和轉(zhuǎn)移特性。圖31所示為N溝道結(jié)圖31 3DJ6F的輸出特性和轉(zhuǎn)移特性曲線型場(chǎng)效應(yīng)管3DJ6F的輸出特性和轉(zhuǎn)移特性曲線。 其直流參數(shù)主要有飽

29、和漏極電流IDSS，夾斷電壓UP等；交流參數(shù)主要有低頻跨導(dǎo) 表31列出了3DJ6F的典型參數(shù)值及測(cè)試條件。表31參數(shù)名稱飽和漏極電流IDSS（mA）夾斷電壓UP（V）跨 導(dǎo)gm（A/V）測(cè)試條件UDS10V UGS0VUDS10V IDS50AUDS10VIDS3mAf1KHz參數(shù)值13.59100 2、場(chǎng)效應(yīng)管放大器性能分析圖32為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管組成的共源級(jí)放大電路。其靜態(tài)工作點(diǎn) 中頻電壓放大倍數(shù)AVgmRLgmRD / RL輸入電阻RiRGRg1 / Rg2輸出電阻 RORD式中跨導(dǎo)gm可由特性曲線用作圖法求得，或用公式 計(jì)算。但要注意，計(jì)算時(shí)UGS要用靜態(tài)工作點(diǎn)處之?dāng)?shù)值。圖32 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)

30、管共源級(jí)放大器3、輸入電阻的測(cè)量方法場(chǎng)效應(yīng)管放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)和輸出電阻的測(cè)量方法，與實(shí)驗(yàn)二中晶體管放大器的測(cè)量方法相同。其輸入電阻的測(cè)量，從原理上講，也可采用實(shí)驗(yàn)二中所述方法，但由于場(chǎng)效應(yīng)管的Ri比較大，如直接測(cè)輸入電壓US和Ui，則限于測(cè)量?jī)x器的輸入電阻有限，必然會(huì)帶來(lái)較大的誤差。因此為了減小誤差，常利用被測(cè)放大器的隔離作用，通過(guò)測(cè)量輸出電壓UO來(lái)計(jì)算輸入電阻。測(cè)量電路如圖33所示。 圖33 輸入電阻測(cè)量電路在放大器的輸入端串入電阻R，把開(kāi)關(guān)K擲向位置1（即使R0），測(cè)量放大器的輸出電壓U01AVUS；保持US不變，再把K擲向2（即接入R），測(cè)量放大器的輸出電壓U02。由于兩

31、次測(cè)量中AV和US保持不變，故 由此可以求出 式中R和Ri不要相差太大，本實(shí)驗(yàn)可取R100200K。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 6、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管3DJ6F1 電阻器、電容器若干。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)整接圖32連接電路，令ui0，接通12V電源，用直流電壓表測(cè)量UG、US和UD。檢查靜態(tài)工作點(diǎn)是否在特性曲線放大區(qū)的中間部分。如合適則把結(jié)果記入表32。若不合適，則適當(dāng)調(diào)整Rg2和RS，調(diào)好后，再測(cè)量UG、US和UD 記入表32。表32測(cè)量值計(jì)算值UG（V）US（V）UD（V）UDS（V）UGS（V）ID（mA）

32、UDS（V）UGS（V）ID（mA）2、電壓放大倍數(shù)AV、輸入電阻Ri和輸出電阻RO的測(cè)量1)AV和RO的測(cè)量在放大器的輸入端加入f1KHz的正弦信號(hào)Ui（50100mV），并用示波器監(jiān)視輸出電壓u0的波形。在輸出電壓u0沒(méi)有失真的條件下，用交流毫伏表分別測(cè)量RL和RL10K時(shí)的輸出電壓UO（注意：保持 Ui幅值不變），記入表33。表33測(cè) 量 值計(jì) 算 值ui和uO波形Ui（V）UO（V）AVRO（K）AVRO（K）RLRL10K用示波器同時(shí)觀察ui和uO的波形，描繪出來(lái)并分析它們的相位關(guān)系。2)Ri的測(cè)量按圖33改接實(shí)驗(yàn)電路，選擇合適大小的輸入電壓US（約50100mV），將開(kāi)關(guān)K擲向“1

33、”，測(cè)出R0時(shí)的輸出電壓U01，然后將開(kāi)關(guān)擲向“2”，（接入R），保持US不變，再測(cè)出U02，根據(jù)公式 求出 Ri，記入表34。 表34測(cè) 量 值計(jì) 算 值U01（V）U02（V）Ri（K）Ri（K）五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將測(cè)得的AV、Ri、Ro和理論計(jì)算值進(jìn)行比較。2、把場(chǎng)效應(yīng)管放大器與晶體管放大器進(jìn)行比較，總結(jié)場(chǎng)效應(yīng)管放大器的特點(diǎn)。3、分析測(cè)試中的問(wèn)題，總結(jié)實(shí)驗(yàn)收獲。六、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)有關(guān)場(chǎng)效應(yīng)管部分內(nèi)容，并分別用圖解法與計(jì)算法估算管子的靜態(tài)工作點(diǎn)（根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)），求出工作點(diǎn)處的跨導(dǎo)gm。2、場(chǎng)效應(yīng)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=0.1F）？3、在

34、測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管靜態(tài)工作電壓UGS時(shí)， 能否用直流電壓表直接并在G、S兩端測(cè)量？為什么？4、為什么測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管輸入電阻時(shí)要用測(cè)量輸出電壓的方法？實(shí)驗(yàn)四負(fù)反饋放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由罾斫夥糯箅娐分幸胴?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)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4

35、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(guò)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)反饋的判斷法可知，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(wú)反饋）的電壓放大倍數(shù)，即開(kāi)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41 帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大器反饋系數(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

36、大器的動(dòng)態(tài)參數(shù)，怎樣實(shí)現(xiàn)無(wú)反饋而得到基本放大器呢？不能簡(jiǎn)單地?cái)嚅_(kāi)反饋支路，而是要去掉反饋?zhàn)饔?，但又要把反饋網(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(huà)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(huà)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(kāi)路，此時(shí)（RfRF1）相當(dāng)于并接在輸出端?？山普J(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42所示的基本放大器。圖42 基本放大器三、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

37、示波器 4、 頻率計(jì)5、 交流毫伏表 6、 直流電壓表7、 晶體三極管3DG62(50100)或90112 電阻器、電容器若干。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)按圖41連接實(shí)驗(yàn)電路，取UCC12V，Ui0，用直流電壓表分別測(cè)量第一級(jí)、第二級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，記入表4-1。表41UB（V）UE（V）UC（V）IC（mA）第一級(jí)第二級(jí)2、測(cè)試基本放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)將實(shí)驗(yàn)電路按圖42改接，即把Rf斷開(kāi)后分別并在RF1和RL上，其它連線不動(dòng)。1)測(cè)量中頻電壓放大倍數(shù)AV，輸入電阻Ri和輸出電阻RO。 以f1KHZ，US約5mV正弦信號(hào)輸入放大器， 用示波器監(jiān)視輸出波形uO，在uO不失真的情況下，用交流毫伏

38、表測(cè)量US、Ui、UL，記入表42。表4-2 基本放大器US(mv)Ui(mv)UL(V)UO(V)AVRi(K)RO(K)負(fù)反饋放大器US(mv)Ui(mv)UL(V)UO(V)AVfRif(K)ROf(K)保持US不變，斷開(kāi)負(fù)載電阻RL（注意，Rf不要斷開(kāi)），測(cè)量空載時(shí)的輸出電壓UO，記入表42。2)測(cè)量通頻帶接上RL，保持1)中的US不變，然后增加和減小輸入信號(hào)的頻率，找出上、下限頻率fh和fl，記入表43。3、測(cè)試負(fù)反饋放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)將實(shí)驗(yàn)電路恢復(fù)為圖41的負(fù)反饋放大電路。 適當(dāng)加大US（約10mV），在輸出波形不失真的條件下，測(cè)量負(fù)反饋放大器的AVf、Rif和ROf， 記入表4

39、2；測(cè)量fhf和fLf，記入表43。表43基本放大器fL(KHz)fH(KHz)f(KHz)負(fù)反饋放大器fLf(KHz)fHf(KHz)ff(KHz) *4、觀察負(fù)反饋對(duì)非線性失真的改善1)實(shí)驗(yàn)電路改接成基本放大器形式，在輸入端加入f1KHz 的正弦信號(hào)，輸出端接示波器，逐漸增大輸入信號(hào)的幅度，使輸出波形開(kāi)始出現(xiàn)失真，記下此時(shí)的波形和輸出電壓的幅度。2)再將實(shí)驗(yàn)電路改接成負(fù)反饋放大器形式，增大輸入信號(hào)幅度，使輸出電壓幅度的大小與1)相同，比較有負(fù)反饋時(shí)，輸出波形的變化。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、將基本放大器和負(fù)反饋放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)的實(shí)測(cè)值和理論估算值列表進(jìn)行比較。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電壓串聯(lián)負(fù)反饋對(duì)放大

40、器性能的影響。六、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)教材中有關(guān)負(fù)反饋放大器的內(nèi)容。2、按實(shí)驗(yàn)電路41估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)（取12100）。3、怎樣把負(fù)反饋放大器改接成基本放大器？為什么要把Rf并接在輸入和輸出端？4、估算基本放大器的AV，Ri和RO；估算負(fù)反饋放大器的AVf、Rif和ROf，并驗(yàn)算它們之間的關(guān)系。5、如按深負(fù)反饋估算，則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)AVf？ 和測(cè)量值是否一致？為什么？6、如輸入信號(hào)存在失真，能否用負(fù)反饋來(lái)改善？7、怎樣判斷放大器是否存在自激振蕩？如何進(jìn)行消振？注：如果實(shí)驗(yàn)裝置上有放大器的固定實(shí)驗(yàn)?zāi)K，則可參考實(shí)驗(yàn)二附圖21進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)五射極跟隨器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握射極跟隨器的特性及測(cè)

41、試方法2、 進(jìn)一步學(xué)習(xí)放大器各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試方法二、實(shí)驗(yàn)原理射極跟隨器的原理圖如圖51所示。 它是一個(gè)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，它具有輸入電阻高，輸出電阻低，電壓放大倍數(shù)接近于1，輸出電壓能夠在較大范圍內(nèi)跟隨輸入電壓作線性變化以及輸入、輸出信號(hào)同相等特點(diǎn)。圖51 射極跟隨器射極跟隨器的輸出取自發(fā)射極，故稱其為射極輸出器。1、輸入電阻Ri 圖51電路 Rirbe(1)RE 如考慮偏置電阻RB和負(fù)載RL的影響，則 RiRBrbe(1)(RERL) 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RiRBrbe要高得多，但由于偏置電阻RB的分流作用，輸入電阻難以進(jìn)一步提高。輸入電阻的測(cè)試方法

42、同單管放大器，實(shí)驗(yàn)線路如圖52所示。圖52 射極跟隨器實(shí)驗(yàn)電路即只要測(cè)得A、B兩點(diǎn)的對(duì)地電位即可計(jì)算出Ri。2、輸出電阻RO 圖51電路如考慮信號(hào)源內(nèi)阻RS，則 由上式可知射極跟隨器的輸出電阻R0比共射極單管放大器的輸出電阻RORC低得多。三極管的愈高，輸出電阻愈小。輸出電阻RO的測(cè)試方法亦同單管放大器，即先測(cè)出空載輸出電壓UO，再測(cè)接入負(fù)載RL后的輸出電壓UL，根據(jù) 即可求出 RO 3、電壓放大倍數(shù)圖51電路 1上式說(shuō)明射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)小于近于1，且為正值。 這是深度電壓負(fù)反饋的結(jié)果。但它的射極電流仍比基流大(1)倍， 所以它具有一定的電流和功率放大作用。4、電壓跟隨范圍電壓跟隨范圍

43、是指射極跟隨器輸出電壓uO跟隨輸入電壓ui作線性變化的區(qū)域。當(dāng)ui超過(guò)一定范圍時(shí)，uO便不能跟隨ui作線性變化，即uO波形產(chǎn)生了失真。為了使輸出電壓uO正、負(fù)半周對(duì)稱，并充分利用電壓跟隨范圍，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在交流負(fù)載線中點(diǎn)，測(cè)量時(shí)可直接用示波器讀取uO的峰峰值，即電壓跟隨范圍；或用交流毫伏表讀取uO的有效值，則電壓跟隨范圍U0PP2UO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 6、頻率計(jì)7、3DG121 (50100)或9013 電阻器、電容器若干。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按圖52組接電路 1、靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整接通12V直流電源，在B點(diǎn)加入f1KH

44、z正弦信號(hào)ui，輸出端用示波器監(jiān)視輸出波形，反復(fù)調(diào)整RW及信號(hào)源的輸出幅度，使在示波器的屏幕上得到一個(gè)最大不失真輸出波形，然后置ui0，用直流電壓表測(cè)量晶體管各電極對(duì)地電位，將測(cè)得數(shù)據(jù)記入表51。 表51UE(V)UB(V)UC(V)IE（mA） 在下面整個(gè)測(cè)試過(guò)程中應(yīng)保持RW值不變（即保持靜工作點(diǎn)IE不變）。 2、測(cè)量電壓放大倍數(shù)Av 接入負(fù)載RL1K，在B點(diǎn)加f1KHz正弦信號(hào)ui，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)幅度，用示波器觀察輸出波形uo，在輸出最大不失真情況下，用交流毫伏表測(cè)Ui、UL值。記入表52。表52Ui（V）UL（V）AV3、測(cè)量輸出電阻R0接上負(fù)載RL1K，在B點(diǎn)加f1KHz正弦信號(hào)ui，用

45、示波器監(jiān)視輸出波形，測(cè)空載輸出電壓UO，有負(fù)載時(shí)輸出電壓UL，記入表53。表53U0（V）UL（V）RO(K)4、測(cè)量輸入電阻Ri在A點(diǎn)加f1KHz的正弦信號(hào)uS，用示波器監(jiān)視輸出波形，用交流毫伏表分別測(cè)出A、B點(diǎn)對(duì)地的電位US、Ui，記入表54。表54US（V）Ui（V）Ri(K)5、測(cè)試跟隨特性 接入負(fù)載RL1K，在B點(diǎn)加入f1KHz正弦信號(hào)ui，逐漸增大信號(hào)ui幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形直至輸出波形達(dá)最大不失真，測(cè)量對(duì)應(yīng)的UL值，記入表55。表55Ui(V)UL(V) 6、測(cè)試頻率響應(yīng)特性保持輸入信號(hào)ui幅度不變，改變信號(hào)源頻率，用示波器監(jiān)視輸出波形，用交流毫伏表測(cè)量不同頻率下的輸出電壓

46、UL值，記入表56。表56f(KHz)UL(V)五、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)射極跟隨器的工作原理。2、根據(jù)圖52的元件參數(shù)值估算靜態(tài)工作點(diǎn)，并畫(huà)出交、直流負(fù)載線。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并畫(huà)出曲線ULf(Ui)及ULf(f)曲線。2、 分析射極跟隨器的性能和特點(diǎn)。附：采用自舉電路的射極跟隨器在一些電子測(cè)量?jī)x器中，為了減輕儀器對(duì)信號(hào)源所取用的電流，以提高測(cè)量精度，通常采用附圖51所示帶有自舉電路的射極跟隨器，以提高偏置電路的等效電阻，從而保證射極跟隨器有足夠高的輸入電阻。附圖51有自舉電路的射極跟隨器實(shí)驗(yàn)六差動(dòng)放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深對(duì)差動(dòng)放大器性能及特點(diǎn)的理解2、學(xué)習(xí)差動(dòng)放大器主要性能指標(biāo)的

47、測(cè)試方法二、實(shí)驗(yàn)原理圖61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(kāi)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(lái)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(wú)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)饔茫士梢杂行У匾种屏闫?，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。圖61 差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)電路當(dāng)開(kāi)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、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算典型電路 （認(rèn)為UB1UB20） 恒流源電

48、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(wú)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(lái)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)也可采用交流信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供頻率f1KHZ的正弦信號(hào)作為輸入信號(hào)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、12V直

49、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6、晶體三極管3DG63，要求T1、T2管特性參數(shù)一致。 （或90113）。 電阻器、電容器若干。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容典型差動(dòng)放大器性能測(cè)試按圖6-1連接實(shí)驗(yàn)電路，開(kāi)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)信號(hào)源不接入。將放大器輸入端A、B與地短接，接通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61。表6-1測(cè)量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)U

50、C2(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) 斷開(kāi)直流電源，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出端接放大器輸入A端，地端接放大器輸入B端構(gòu)成單端輸入方式，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)為頻率f1KHz的正弦信號(hào)，并使輸出旋鈕旋至零， 用示波器監(jiān)視輸出端（集電極C1或C2與地之間）。接通12V直流電源，逐漸增大輸入電壓Ui（約100mV），在輸出波形無(wú)失真的情況下，用交流毫伏表測(cè) Ui，UC1，UC2，記入表62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短接，信號(hào)源接A端與地之間，構(gòu)成共

51、模輸入方式， 調(diào)節(jié)輸入信號(hào)f=1kHz，Ui=1V，在輸出電壓無(wú)失真的情況下，測(cè)量UC1， UC2之值記入表62，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。表6-2 典型差動(dòng)放大電路具有恒流源差動(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 =具有恒流源的差動(dòng)放大電路性能測(cè)試將圖61電路中開(kāi)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12)、13)的要求，記入表62。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，列表比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論估算值，分析誤差原因。1) 靜態(tài)工作點(diǎn)和差模電壓放大倍數(shù)。2) 典型差動(dòng)

52、放大電路單端輸出時(shí)的CMRR實(shí)測(cè)值與理論值比較3) 典型差動(dòng)放大電路單端輸出時(shí)CMRR的實(shí)測(cè)值與具有恒流源的差動(dòng)放大器CMRR實(shí)測(cè)值比較。2、 比較ui，uC1和uC2之間的相位關(guān)系。3、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電阻RE和恒流源的作用。六、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)？畫(huà)出A、B端與信號(hào)源之間的連接圖。4、怎樣進(jìn)行靜態(tài)調(diào)零點(diǎn)？用什么儀表測(cè)UO ？5、怎樣用交流毫伏表測(cè)雙端輸出電壓UO ？實(shí)驗(yàn)七

53、集成運(yùn)算放大器指標(biāo)測(cè)試 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、 掌握運(yùn)算放大器主要指標(biāo)的測(cè)試方法。 2、 通過(guò)對(duì)運(yùn)算放大器A741指標(biāo)的測(cè)試，了解集成運(yùn)算放大器組件的主要參數(shù)的定義和表示方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是一種線性集成電路，和其它半導(dǎo)體器件一樣，它是用一些性能指標(biāo)來(lái)衡量其質(zhì)量的優(yōu)劣。為了正確使用集成運(yùn)放，就必須了解它的主要參數(shù)指標(biāo)。集成運(yùn)放組件的各項(xiàng)指標(biāo)通常是由專用儀器進(jìn)行測(cè)試的，這里介紹的是一種簡(jiǎn)易測(cè)試方法。本實(shí)驗(yàn)采用的集成運(yùn)放型號(hào)為A741（或F007），引腳排列如圖71所示，它是八腳雙列直插式組件，腳和腳為反相和同相輸入端，腳為輸出端，腳和腳為正、負(fù)電源端，腳和腳為失調(diào)調(diào)零端，腳之間可接入一

54、只幾十K的電位器并將滑動(dòng)觸頭接到負(fù)電源端。 腳為空腳。A741主要指標(biāo)測(cè)試圖71 A741管腳圖 圖72 U0S、I0S測(cè)試電路 1）輸入失調(diào)電壓U0S 理想運(yùn)放組件，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，其輸出也為零。但是即使是最優(yōu)質(zhì)的集成組件，由于運(yùn)放內(nèi)部差動(dòng)輸入級(jí)參數(shù)的不完全對(duì)稱，輸出電壓往往不為零。這種零輸入時(shí)輸出不為零的現(xiàn)象稱為集成運(yùn)放的失調(diào)。 輸入失調(diào)電壓U0S 是指輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出端出現(xiàn)的電壓折算到同相輸入端的數(shù)值。失調(diào)電壓測(cè)試電路如圖72所示。閉合開(kāi)關(guān)K1及K2，使電阻RB短接，測(cè)量此時(shí)的輸出電壓U01 即為輸出失調(diào)電壓，則輸入失調(diào)電壓實(shí)際測(cè)出的U01可能為正，也可能為負(fù)，一般在15mV，對(duì)于

55、高質(zhì)量的運(yùn)放U0S在1mV以下。 測(cè)試中應(yīng)注意：a、將運(yùn)放調(diào)零端開(kāi)路。 b、要求電阻R1和R2，R3和RF的參數(shù)嚴(yán)格對(duì)稱。 2）輸入失調(diào)電流I0S 輸入失調(diào)電流I0S 是指當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，運(yùn)放的兩個(gè)輸入端的基極偏置電流之差， 輸入失調(diào)電流的大小反映了運(yùn)放內(nèi)部差動(dòng)輸入級(jí)兩個(gè)晶體管的失配度，由于IB1 ，IB2 本身的數(shù)值已很?。ㄎ布?jí)），因此它們的差值通常不是直接測(cè)量的，測(cè)試電路如圖72所示，測(cè)試分兩步進(jìn)行 a、 閉合開(kāi)關(guān)K1及K2，在低輸入電阻下，測(cè)出輸出電壓U01 ， 如前所述，這是由輸入失調(diào)電壓U0S 所引起的輸出電壓。 b、斷開(kāi)K1及K2，兩個(gè)輸入電阻RB接入，由于RB 阻值較大，流經(jīng)

56、它們的輸入電流的差異，將變成輸入電壓的差異，因此，也會(huì)影響輸出電壓的大小，可見(jiàn)測(cè)出兩個(gè)電阻RB接入時(shí)的輸出電壓U02 ，若從中扣除輸入失調(diào)電壓U0S 的影響，則輸入失調(diào)電流I0S 為 一般,I0S 約為幾十幾百nA(10-9A)，高質(zhì)量運(yùn)放IOS低于1nA。測(cè)試中應(yīng)注意：a、將運(yùn)放調(diào)零端開(kāi)路。 b、兩輸入端電阻RB必須精確配對(duì)。 3）開(kāi)環(huán)差模放大倍數(shù)Aud 集成運(yùn)放在沒(méi)有外部反饋時(shí)的直流差模放大倍數(shù)稱為開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)，用Aud 表示。它定義為開(kāi)環(huán)輸出電壓U0與兩個(gè)差分輸入端之間所加信號(hào)電壓Uid 之比 按定義Aud 應(yīng)是信號(hào)頻率為零時(shí)的直流放大倍數(shù)，但為了測(cè)試方便，通常采用低頻（幾十赫芝

57、以下）正弦交流信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。由于集成運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)很高，難以直接進(jìn)行測(cè)量，故一般采用閉環(huán)測(cè)量方法。 Aud的測(cè)試方法很多，現(xiàn)采用交、直流同時(shí)閉環(huán)的測(cè)試方法，如圖73所示。圖73 Aud測(cè)試電路被測(cè)運(yùn)放一方面通過(guò)RF、R1、R2完成直流閉環(huán)，以抑制輸出電壓漂移，另一方面通過(guò)RF和RS實(shí)現(xiàn)交流閉環(huán)，外加信號(hào)uS經(jīng)R1、R2分壓，使uid 足夠小，以保證運(yùn)放工作在線性區(qū)，同相輸入端電阻R3應(yīng)與反相輸入端電阻R2相匹配，以減小輸入偏置電流的影響，電容C 為隔直電容。被測(cè)運(yùn)放的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)為 通常低增益運(yùn)放Aud約為6070db，中增益運(yùn)放約為80db，高增益在100db以上，可達(dá)12014

58、0db。測(cè)試中應(yīng)注意：a、測(cè)試前電路應(yīng)首先消振及調(diào)零。b、被測(cè)運(yùn)放要工作在線性區(qū)。c、輸入信號(hào)頻率應(yīng)較低，一般用50100HZ ，輸出信號(hào)幅度應(yīng)較小，且無(wú)明顯失真。 4）共模抑制比CMRR集成運(yùn)放的差模電壓放大倍數(shù)Ad與共模電壓放大倍數(shù)AC之比稱為共模抑制比 共模抑制比在應(yīng)用中是一個(gè)很重要的參數(shù)，理想運(yùn)放對(duì)輸入的共模信號(hào)其輸出為零，但在實(shí)際的集成運(yùn)放中，其輸出不可能沒(méi)有共模信號(hào)的成分，輸出端共模信號(hào)愈小，說(shuō)明電路對(duì)稱性愈好，也就是說(shuō)運(yùn)放對(duì)共模干擾信號(hào)的抑制能力愈強(qiáng)，即CMRR愈大。CMRR的測(cè)試電路如圖74所示。集成運(yùn)放工作在閉環(huán)狀態(tài)下的差模電壓放大倍數(shù)為當(dāng)接入共模輸入信號(hào)Uic時(shí)，測(cè)得U0C

59、，則共模電壓放大倍數(shù)為 得共模抑制比 圖74 CMRR測(cè)試電路 測(cè)試中應(yīng)注意：a、消振與調(diào)零b、R1與R2、R3與RF之間阻值嚴(yán)格對(duì)稱 c、輸入信號(hào)Uic 幅度必須小于集成運(yùn)放的最大共模輸入電壓范圍 Uicm 5） 共模輸入電壓范圍Uicm集成運(yùn)放所能承受的最大共模電壓稱為共模輸入電壓范圍，超出這個(gè)范圍，運(yùn)放的CMRR會(huì)大大下降，輸出波形產(chǎn)生失真，有些運(yùn)放還會(huì)出現(xiàn)“自鎖”現(xiàn)象以及永久性的損壞。Uicm的測(cè)試電路如圖7-5所示。被測(cè)運(yùn)放接成電壓跟隨器形式，輸出端接示波器，觀察最大不失真輸出波形，從而確定Uicm值。 6） 輸出電壓最大動(dòng)態(tài)范圍UOPP集成運(yùn)放的動(dòng)態(tài)范圍與電源電壓、外接負(fù)載及信號(hào)源

60、頻率有關(guān)。測(cè)試電路如圖76所示。改變uS幅度，觀察u0削頂失真開(kāi)始時(shí)刻，從而確定u0的不失真范圍，這就是運(yùn)放在某一定電源電壓下可能輸出的電壓峰峰值UOPP。圖75 Uicm測(cè)試電路 圖76 UOPP測(cè)試電路2、集成運(yùn)放在使用時(shí)應(yīng)考慮的一些問(wèn)題 1) 輸入信號(hào)選用交、直流量均可， 但在選取信號(hào)的頻率和幅度時(shí)，應(yīng)考慮運(yùn)放的頻響特性和輸出幅度的限制。2) 調(diào)零。為提高運(yùn)算精度，在運(yùn)算前， 應(yīng)首先對(duì)直流輸出電位進(jìn)行調(diào)零，即保證輸入為零時(shí)，輸出也為零。當(dāng)運(yùn)放有外接調(diào)零端子時(shí)，可按組件要求接入調(diào)零電位器RW，調(diào)零時(shí)，將輸入端接地，調(diào)零端接入電位器RW，用直流電壓表測(cè)量輸出電壓U0，細(xì)心調(diào)節(jié)RW，使U0為零