模拟电子技术实验1-6

9实验一 常用电子仪器的使用练习一、实验目的通过实验，学习双踪示波器(GOS-620 型)，函数信号发生器(DF-1461A 型)和交流毫伏表(SX2172 型)的正确使用方法。二、实验原理在模拟电路实验中，实验电路板安装完毕后，必须进行调试与测试，图 1.1 为实验示意图。进行静态测试时，常用数字万用表直流档测静态工作点。数字万用表红、黑表笔分别插入“V-”和 “COM”孔，黑笔与电路中的地线相连，红笔可接入电路中各点测试有关数据。进行动态测试时，常需加入输入信号。信号发生器用来产生输入信号（例如正弦交流电压） ；示波器用于显示输出波形（用单踪显示） ，有时示波器同时显示输入输出（用双踪显示） ；毫伏表用来显示信号的交流有效值（不是幅值，也不是峰峰值） 。在实验中，所有测试仪器的接地端应与实验电路的接地端连接在一起，如图 1.1 所示，否则引入的干扰不仅会使实验电路的工作状态发生变化，而且将使测量结果出现误差。注意：测试仪器的信号端绝不能与接地端相连，否则发生短路。示 波 器 实 验 电 路 板 信 号 发 生 器 地 线 毫 伏 表 输 入 信 号 红 色 信 号 线 黑 色 屏 蔽 线 输 出 信 号 COM 万 用 表 V- 黑 笔 红 笔 图 1.1 实验电路的测量示意图10为了做好一个实验，电子仪器的使用方法是必须掌握的。本实验通过图 1.2 与 1.3 的实验图，学习三种电子仪器的使用。GOS-620 型双踪示波器机内会产生一个校准信号（此端子在左下方） ，输出电压为方波，频率为 1KHz2%，电压幅度为 2V 峰峰值)。如图 1.2 所示，用示波器显示并测试此标准方波的频率、幅度、上升下降沿时间，可对示波器进行自检与校核。示 波 器 CAL(2Vp-p) 此 端 子 会 输 出 一 个 2V峰峰 值 ， 1KHz的 标 准 方 波 图 1.2 本实验示意图之一：示波器进行自检与校核用图 1.3 所示的实验图，可从示波器中显示并读出信号发生器输出的有关参数（幅度，频率等） ，毫伏表可用来显示信号的交流有效值。示 波 器 信 号 发 生 器 地 线 毫 伏 表 红 色 信 号 线 黑 色 屏 蔽 线 图 1.3 本实验示意图之二：示波器与毫伏表检查信号发生器的输出三、实验准备1阅读电子仪器的使用方法（在本实验第六部分和本教材附录 2中） ；2根据实验内容，画出实验电路（画在预习报告中） ，并制订好实验数据记录表格（写入预习报告中，不要在本教材表格中记数据） 。11四、实验内容1、示波器“校准信号”的显示与测试(1) 调出波形按图 1.2接线，调节示波器各有关旋钮，使荧光屏上显示一至数个周期的稳定波形。(2) 校核校准信号的幅度A） 把 Y轴微调灵敏度钮(VARIABLE)顺时针方向旋足接通开关,置于“CAL”位置（即右旋到底） ； 该钮不要拉出，否则读数被放大 5倍。B) 把 Y轴灵敏度开关（VOLT/DIV）置于适当位置，使在荧光屏上显示 4div左右。C) 测量校准信号的幅度，将数据记入表 1.1中。(3) 校核校准信号的频率A） 把“SWP.VAR ”旋钮顺时针方向旋足 , 置于“校准 ”位置。B） 将扫速开关（TIME/DIV）置于适当位置，使在荧光屏上显示 12 个周期波形，C） 测得校准信号的频率，并将数据记入表 2.1.1 中。(4) 测量校准信号的上升时间和下降时间由于上升下降时间较短，应尽量让波形沿 X 轴扩展：A）利用“扫速扩展(10MAG)”开关将波形扩展 10 倍（读出的数据单位也差 10倍）B）把“扫速”开关（TIME/DIV）置于适当位置，以使波形尽量沿 X 轴扩展C）将数据记入表 2.1.1 中表 1.2 “标淮信号”的幅度、頻率和边沿时间*原始数据系指从仪器刻度上直接读取的数据2用示波器检查信号发生器的输出波形（1）按图 1.3接线12（2）让信号发生器输出 1KHz，1 伏有效值的正弦电压（用交流毫伏表测出）（3）然后用示波器测量其峰峰值，将结果记入表 1.2中表 1.2 校核信号发生器3、双踪显示用双踪显示方式同时观察信号发生器的二个输出波形：信号发生器输出端(OUT)上的lKHz6V 方波与示波器 X端子相连，TTL/CMOS OUT上的 lKHz6V 方波与示波器 Y端子相连。观察二个波形，并用波形图定性画出。五、实验器材(1) GOS-620型双踪示波器 一台； (2) DF1641A型函数信号发生器 一台； (3) SX2172型交流毫伏表 一台。六、本实验简要说明在本教材附录 2中，已对 GOS-620型示波器、DF1641A 型函数发生器、和 SX2172交流毫伏表作了说明，现着重指出下列几点。1GOS-620 型双踪示波器 (1)寻找扫描光点在开机半分钟后，如仍找不到光点，可调节亮度旋钮，并置“CH1” 、 “CH2”于“GND”位置，从中判断光点位置，然后适当调节 y 轴和 x 轴移位旋钮，将光点移至荧光屏的中心位置。(2) 显示稳定波形需注意 GOS-620 示波器面板图中，下列几个控制开关(或旋钮)的位置。A） “扫速”开关它的位置应根据被观察信号的周期确定。B） “触发信号选择”开关 通常选为“内” (CH1CH2LINE)触发。C） “触发方式”开关通常可先置于 “自动”位置，以便于找到扫描线或波形。如波形稳定情况不佳，再置于“ 常态“ 位置，但必须同时调节触发电平旋钮，使波形稳定。(3)示波器有四种显示方式13属“单踪“显示有三种CH1,CH2,ADD。属“双踪”显示有种DUAL。(4) 脉冲信号的幅度、频率、脉冲宽度、上升时间和下降时间的测量方法脉冲参数如图 1.4所示.图 1.4 脉冲参数的定义用示波器测量脉冲参数的方法如下：(A)调出波形a.开机后，首先要把扫描光点或光线找到，并移到荧光屏中心位置。然后调节“辉度” 、“聚焦”旋钮，使光点或光线最清晰，且亮度适中。b.用 GOS-620 的专用电缆线把“校准信号”与 CH1(或 CH2)输入插口接通。c按照“校准信号”的频率和幅值，正确选择 Y轴灵敏度开关和扫速开关位置，使荧光屏上波形的幅度和周期数适当。d.为使波形稳定，与触发扫描方式有关的几个开关位置应置于下列位置：“触发信号”选择开关-置于 (CH1CH2LINE) 位置14“触发方式”开关先置于“AUTO”位置 (此时，若扫速开关位置正确，即可得到数个周期的波形) ，同时调节“触发”电平旋钮，调出稳定的波形，以上步骤如调不出稳定波形，则可把“触发方式”开关置于“常态” （NORM） ，并同时调节“触发电平” ，即可调出稳定的波形，从中可体会出几种触发方式的操作特点。(B) 幅度测量首先应把 Y 轴灵敏度“微调 ”旋钮置于“校正”位置（顺时针旋到底，即听到关的声音） ，然后把 Y 轴的灵敏度开关置于适当位置，使被测波形在荧光屏上的显示幅度适中，于是被测波形在荧光屏上垂直方向所占的格数与 Y 轴灵敏度开关指示值的乘积即为幅度值。(C) 频率的测量首先把“SWP.VAR”旋钮置于“校正”位置（顺时针旋到底） ，然后改变扫速开关位置，使荧光屏上显示一个或数个波形(为保证测量精度，被显示的波形个数不宜选得太多) ，根据一个波形在水平方向所占格数及扫速开关的指示，即可测得波形的周期。同时，还要注意扫速“扩展”旋钮 (10 MAG) 的位置。(D) 上升沿时间和下降沿时间的测量 脉冲波形的边沿时间应在触发扫描条件下进行测量。为此，需将触发方式开关置于“常态”位置。当测量上升沿时间时，要求扫描信号从上升沿开始，所以“触发极性”开关应置于“十” 。调节“Y 轴灵敏度 ”开关位置及其微调旋钮，并移动波形，使波形在垂直方向上正好占据中心轴上、下各 3 格位置。通过扫速开关，逐级提高扫描速度，使波形在x 轴方向上扩展。(必要时，可以利用 “扫速扩展”开关将波形再扩展 10 倍) ，并同时调节触发电平旋钮，直至荧光屏上可以清楚地读出上升沿时间(约几微秒) 。测量下降沿时，只需将“触发极性”开关置于“一” 。( 以上测量中，由于扫描扩展的结果，波形的上升沿或下降沿部份辉度将降低很多。为便于观察，可适当增强辉度)。注意用 GOS-620 型示波器测量波形幅值和时间参数时，各档误差均不大于土 5。2DF1641A 型函数发生器(1) 输出波形：按下 FUNCTION下的开关，可以按需要输出正弦波、三角波和方波。(2) 输出电压控制：在“输出衰减开关”和“输出幅度调节”电位器控制下，最大输出电压可达 20Vp-p(峰峰值)。可以在伏，毫伏，直至 01 毫伏级上均匀调节。(2) 输出频率控制：函数发生器的频率可以在 1Hz一 2MHz之间通过“分档开关”和“频率调节”旋钮调节。读数显示在数字屏上。3SX2172 交流毫伏表（1）交流毫伏表只能测量正弦交流电压在 1mV一 300V范围内的有效值。如果输入信号中包含有直流成分，交流毫伏表则仅指示其中的正弦交流成分有效值。(如果输入信号不15是正弦波，其读数不能作为有效值读取。)(2)SX2172交流毫伏表的工作频率范围为 5Hz一 2MHz，输入阻抗为 8M/40PF，测量误差不超过各量程满度值的土 2。(3)测量前，一般先把量程开关置于量程较大位置上,然后在测量中逐步减小量程，以免超过满刻度，将表针打坏。一般仪表针指示在满刻度 2/3附近测量精度较高。实验二 电子元件的测试技术一、实验目的学习用数字万用表测试常用电子器件（电阻、电容、半导体二极管和三极管） 。二、实验原理1电阻测量电阻值测量如图 2.1 所示。数字万用表红、黑表笔分别插入 “V-”和“COM”孔，黑笔与地相连。万用表“功能开关”需置于电阻档。要注意读数的单位：例如，读出的数值是 5.6，如果电阻档处于 10K 或 100K 的，则均为 5.6K；如果电阻档处于 10M，则为5.6M。 COM 万 用 表 V- 黑 笔 红 笔 电 阻 图 2.1 电阻的测量示意图2电容器测量电容器的精确测量，应借助于专门的测试仪器来进行，常用的有 QS18A 型万用电桥,TH2811B LCR 数字电桥等。下面简单介绍利用数字万用表的电容挡来测试电容容量：（1）数字万用表有专门测电容的二个插孔，如图 2.2 所示。测电容时需把电容插入这二个插孔内，如果电容在电路板上不能拿下，还需要用引线帮助。（2）测量时将“功能开关”置于 F 档的适当量程，此时数字屏显示的数字即为电容值，16如显示数字为1 ，则应提高量程，此表最大能测 20uF 的电容值。 COM 万 用 表 V- 电 容 Cx 图 2.2 电容的测量示意图2二极管极性的判别数字万用表的“ ”档专门用来测试 PN结的导电特性：如图 2.3所示，若将它的红笔(它与内电池“十”极性的一端相连)接二极管的阳极，它的黑笔接二极管的阴极，则二极管处于正向偏置状态，显示为压降 0.3V或 0.7V左右（分别对应锗管与硅管） 。反之，如果红笔接二极管“”极，黑笔接二极管“+”极，则二极管处于反向偏置状态，流过电流很小，万用表显示为“1” 。因此，根据两种连接方式下测得电压值的大小就可以判别二极管的极性与材料类型（硅管还是锗管） 。COM 万 用 表 V- 黑 笔 红 笔 图 2.3 二极管的测量示意图3晶体三极管管脚的判别(1) 管型和基极的判别晶体三极管从结构上看，可以看成是由两个背靠背的 PN结组成的。对 NPN型管来说，基极是两个等效二极管的公共“阳极” ；对 PNP型管来说，基极则是它们的公共“阴极” ，分别如图 2.4(a)和(b)所示。因此，判别出三极管的基极是公共“阳极”还是公共“阴极” ，即能判别出三极管是 NPN型还是 PNP型。而且根据 PN结正向压降是0.3V还是 0.7V就可以判别出管子是硅管还是锗管,判别方法与二极管极性判别方法一样,不再重复。17（a）NPN 型三极管 （b）PNP 型三极管图 2.4 晶体三极管的结构(2) 集电极与发射极的判别用数字万用表的“ hFE”档可以判别三极管的发射极与集电极，并测出 值。测试电路如图 2.5所示。在判明一个晶体三级管是 PNP还是 NPN的管型和基极的条件下，选取数字万用表测量“ hFE”档，将晶体管 E、B、C 三极分别插入对应管型的 E、B、C三孔，其中必须将已判明的基极 B插入对应的 B孔。这时，数字屏上将显示一个数据；然后，保持基极 B仍插在 B孔，对换另外二极所插孔。此时，数字屏上将显示另一个数据。比较两次数据的大小，其中数据大的那一次，插在“E”孔的那一极为发射极E；插在“C”孔的那一极为集电极 C。数据大的那一次的值为 值。 COM 万 用 表 V- NPN三 极 管 图 2.5 用数字万用表测 hFE（ 值）三、实验准备1大概了解电子器件的常识（在本教材附录 1 中） ；2仔细阅读本实验中的“实验原理”部分；3根据“实验内容” ，画出实验电路（画在预习报告中） ，并制订好实验数据记录表格（写入预习报告中，不要在本教材中记数据） 。18四、实验内容1测电阻按图 2.1 用数字万用表测出二个电阻的阻值将数据记入表 2.1；并与其色环所指示的电阻标称值进行比较。同时检查所发电位器中心头的功能，电位器可选用实验箱中的一个电位器。电阻可选用电路板中的任意二个元件；2测电容按图 2.2 用数字万用表测出三个电容器的电容值，将数据记入表 2.1；并与标称值进行比较，电容可选用电路板中的任意三个元件； 表 2. 13测二极管用数字万用表判别二极管的“+”极、 “”极和管子材料，并测量其正向电压值，将数据记入表 2.2。表 2.2二极管型号 二极管导通电压（V） 二极管材料（硅还是锗） 4测三极管用数字万用表判别双极型晶体三极管的管脚排列和管子类型，将结果填入表 2.3。表 2.3管子类型（NPN 还是 PNP）管脚排列( 画底视图, 如图 2.5 所示)管子材料（硅还是锗）hFE（ ）值五实验器材1数字万电表 一只2电子元件191）电阻电容若干（可选用电路板元件，见附录 3）2）电位器一个（可选用“模拟电路实验箱”中电位器）3）硅二极管与锗二极管各一个4）NPN 三极管与 PNP 三极管各一个实验三 共射放大电路一、实验目的：1学习放大器静态工作点的测量与调整；2学习放大器的放大倍数的测量方法；3加深示波器、函数信号发生器和交流毫伏表的使用方法。二、实验原理实验参考电路如图 3.1 所示。该电路采用自动稳定静态工作点的分压式射极偏置电路，其温度稳定性好，电位器 W 用来调整静态工作点。图 3.1 实验电路图COM万用表V-黑笔红笔201静态工作点的估算计算静态工作点，首先要画出直流通路（电容开路）。对图 3.1，当 IlIB 时，可忽略IB, 得到下列公式：（3-1 ）CbBVRU21UE = UB - UBE （3-2 ）（3-3 ）eCI（3-4 ）CRV2交流放大倍数估算为计算交流小信号性能指标，应首先画出交流通路（电容短路，直流电压源短路）。对图 3.1 电路，由 （由输入回路得到） ， （由输出回路得beBEIrU CcEIRU到） ，以及 ，可得到电压放大倍数：CI（3-5）beCBEIOVrRA（3-6 ）)(2630mArbe式（3-6）中，电流用 IB，不是 IE。3静态工作点的测量和调试由于电子器件性能的分散性很大，在设计制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。1）静态工作点的测量 放大器静态工作点的测量，是在不加输入信号情况下，用万用表直流电压档分别测量放大电路的直流电压 UB、U C和 UE，如图 3.1 所示。此外，可用 ICI E = UE/Re算出 IC。2）静态工作点的调整在半导体三极管放大器的图解分析中已经介绍，为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线的中点。若 Q 点选得太高,易引起饱和失真；选得太低,又易引起截止失真。实验中，如果测得 UCEQ0.5V, 说明三极管已饱和；21如测得 UCEQV CC，则说明三极管已截止。静态工作点的位置与电路参数有关。当电路参数确定之后,工作点的调整主要是通过调节电位器 W 来实现的。W 调小, 工作点增高；W1 调大，工作点降低。一般使 IE为 mA 数量级（例如 2mA） ；作为一个估算，U C 大约可取电源电压的一半左右。4、放大器的动态指标测试放大器的动态指标有电压放大倍数 AU、输入电阻 Ri、输出电阻 Ro和最大不失真电压 UOMAX 等。本实验只介绍电压放大倍数 AU 的测试。在进行动态测试时，各电子仪器与被测电路的接线方法如图 3.2 所示。从信号发生器向放大电路输入一正弦交流信号(1KHz、约 10mV) 。用示波器观察放大器输出电压的波形 uo。在没有明显失真的情况下，用毫伏表测出 uo和 ui 的大小。于是，可求得 Au = uo / ui。由于放大倍数的大小与晶体管的工作点有关。因此，在动态测量前应首先按要求调整静态工作点。 示 波 器 实 验 电 路 板 信 号 发 生 器 地 线 毫 伏 表 输 入 信 号 红 色 信 号 线 黑 色 屏 蔽 线 输 出 信 号 图 3.2 放大倍数的测量图三、实验准备1复习共射极放大电路的工作原理；2. 仔细阅读本实验中的“实验原理”部分；3根据“实验内容” ，画出实验电路图（画在预习报告中） ，并标注出元件值（在本实验中第五部分有参考值）4根据“实验内容” ，制订好实验数据记录表格（写入预习报告中） ；并把静态工作点与电压放大倍数的理论计算值填入“实验数据记录表格”中。 取实验二测的值。22四、实验内容1安装电路按图 3-1, 在“模拟电路实验箱 ”上组装共射放大电路， 使用电路模板- 晶体管放大器 1 与 2（见附录 3） ，经检查无误后, 接通+12V 直流电源。2测量并调试静态工作点调节电位器 W 使其满足要求(I E2mA)；并测量静态工作点填入表 3.1 中3测量电压放大倍数按图 3-2 接线。输入频率为 1KHZ 的信号，调节输入信号使输出电压基本不失真。用“双踪显示模式”同时显示输入波形与输出波形，并测出输入与输出电压的交流幅度，填入表 3.2 中。表 3-1UB/V UC/V UE/V IE/mA测量值 （由测量值计算）理论值表 3-2Ui UO AU测量值理论值五、实验器材(1) GOS-620 型双踪示波器 一台； (2) DF1641A 型函数信号发生器 一台； (3) SX2172 型交流毫伏表 一台。(4) 模拟电路实验箱 一台。(5) 数字万用表 一只(6) 电子元件（使用电路模板-晶体管放大器 1 与 2，见附录 3）：23Rc2.7K；R 1R b210K；R E1K；电位器=100K ；Cl10 F，C247F,Ce47F；NPN 三极管一个实验四 共集放大电路一、实验目的1学习共集放大电路的测量与调整；2学习放大器性能指标的测量方法（输入，输出电阻、最大不失真输出电压） ；3进一步加深示波器、函数信号发生器和交流毫伏表的使用方法。二、实验原理实验参考电路如图 4.1 所示。共集放大电路具有输入电阻高、输出电阻低，电压放大倍数接近于 1、输出动态范围大的特点。与共射极放大电路不同，共集放大电路从发射极输出（因而称射极跟随器） 。图中电位器 W 用来调整静态工作点。24图 4.1 实验电路图1静态工作点的估算静态工作点的计算，类似于共射极放大电路，只要令 RC=0 即可。2交流放大倍数估算对图 4.1 电路，由 （由输入回路得到） ， （由输beBEIrU ELcEIRU)/(出回路得到） ，以及 ，可得到电压放大倍数：CI（4-1 ）1)(1/( LEbeEBEiOV RrA 3静态工作点的测量和调试：参见实验三4、放大器的动态指标测试放大器的动态指标有电压放大倍数 AU、输入电阻 Ri、输出电阻 Ro和最大不失真电压 UOMAX 等。本实验将介绍输入电阻 Ri、输出电阻 Ro和最大不失真电压 UOMAX 的测试方法。1) 输入电阻的测量输入电阻R i的大小表示放大电路从信号源或前级放大电路获取电流的多少。输入电阻越大，索取前级电流越小，对前级的影响就越小。输入电阻的测量原理如图4-2 所示。在信号源与放大电路之间串入一个已知阻值的电阻R ，用交流毫伏表分别测出Us和U i, 则输入电阻为25(4-3)RUUIRisisii /)(电阻R 的值不宜取得过大，过大易引入干扰；但也不宜取得太小，太小易引起较大的测量误差。最好取R与R i的阻值为同一数量级。2) 输出电阻的测量输出电阻的大小表示电路带负载能力的大小。输出电阻越小, 带负载能力越强。其测量原理如图4-3所示。用交流毫伏表分别测量放大器输出电压：Uo - RL=时的输出电压UOL - 有R L时的输出电压则输出电阻可通过下式计算求得：(4-3)LoRU为了测量值尽可能精确，最好取R L与R O的阻值为同一数量级。注意图4-3中，RS是信号发生器的内阻，在测输出电阻时不要在信号源与放大器之间串入电阻。UsUs+Rs RRi+Ui被测放大电路 UsRsRL+Uo被测放大电路Ro UoL图4-2 测试输入电阻原理图 图4-3 测试输出电阻原理图3）最大不失真输出电压的测量放大器的线性工作范围与晶体管的工作点位置有关。下面介绍共集放大器的波形失真情况。截止失真：下端缩顶当 ICQ 太小时，放大器产生截止失真， uo波形下端出现“ 缩顶” 失真，如图4.4(a) 所示。 uo波形的截止失真并不明显，不是出现明显的“削顶” ，而是出现“缩顶” 失真饱和失真：上端削顶当 ICQ 太大时，容易产生饱和失真，波形上端开始“削顶 ”，如图 4.4(b)所示。uo波形的饱和失真比较明显。最大不失真输出电压 UOMAX 测量方法26当放大器的静态工作点调整在晶体管线性工作范围的中心位置时，如果加大输入信号 ui，则 uo的波形两端同时出现“削顶” 和“缩顶” 失真，即饱和与截止失真同时出现如图 4.4(c) 所示。由于现“缩顶” 失真不明显，因此最大不失真电压常以 uo波形刚出现“削顶” 失真时为界，此时用毫伏表测出 uo 的大小，即为放大器的最大不失真输出电压 UOMAX。图 4-4 波形失真示意图三、实验准备1复习共集放大电路的工作原理；2. 仔细阅读本实验中的“实验原理”部分；3根据“实验内容” ，画出实验电路图（画在预习报告中） ，并标注出元件值（在本实验中第五部分有参考值）4根据“实验内容” ，制订好实验数据记录表格（写入预习报告中） ；并把静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的理论计算值填入“实验数据记录表格”中。取实验二测的值。四、实验内容1安装电路按图 4-1, 在综合实验箱上组装电路 , 经检查无误后, 接通+12V 直流电源。2调试静态工作点并测量最大不失真电压1）从信号发生器输出f =1kHz的正弦电压接到放大电路的输入端，并接到双踪示波器X轴输入端。将放大电路的输出电压接到双踪示波器 Y轴输入端；2）调整电位器W，并调整信号发生器输出的幅度，使示波器上显示的放大电路输出波形达到最大不失真（无明显失真），测出放大电路的输入与输出幅度；并将测量结果填入表4-1 中。3）关闭信号发生器, 即U i=0, 测试此时的静态工作点, 并将测量结果填入表4-1 中。273输入电阻的测量按图 4-2 接电路。取 R =10K, 信号发生器输出 f =1kHz， Ui=200mV 的正弦电压接到放大电路的输入端，用示波器或毫伏表分别测出 US和 Ui。将测量结果填入表 4-2 中。4. 输出电阻的测量按图 4-3 接电路。取 RL=51 或 330, 信号发生器输出 f =1kHz， Ui=200mV 的正弦电压接到放大电路的输入端，用示波器或毫伏表分别测出 RL=时的开路电压 Uo及有 RL 时的输出电压 UOL。将测量结果填入表 4-2 中。表 4-1Ui UO UB UE IE/mA测量值 （由测量值计算）理论值表 4-2US Ui Ri Uo UOL Ro测量值理论值五、实验器材(1) GOS-620 型双踪示波器 一台； (2) DF1641A 型函数信号发生器 一台； (3) SX2172 型交流毫伏表 一台；(5) 数字万用表 一只；(4) 模拟电路实验箱 一台；(6) 电子元件（使用电路模板-晶体管放大器 1 与 2，见附录 3）：Rb1R b251K；R E5.1K ；R L51 或 330；R10K ；电位器=1M；Cl10 F；C2100F ；NPN 三极管一个实验五 负反馈电路设计一、实验目的：1研究放大电路中引入负反馈后对各项性能指标的影响；2学习放大器的频率特性的测量方法。二、实验原理28实验参考电路如图 5.1 所示。该电路在发射极支路串联一只电阻 RF ，引入了“串联电流负反馈” 。电位器 W 用来调整静态工作点。图 5.1 电流串联负反馈，1静态工作点的估算静态工作点的计算，类似于共射极放大电路（实验三） ，只要令 Re = Re1 + RF 即可。2引入交流负反馈后对各项性能指标的影响与估算1）负反馈后对各项性能指标的影响引入交流负反馈后，可改善放大器的交流性能指标。例如，减小非线性失真、扩展通频带、提高输出电压或电流的稳定性、改变输入输出阻抗。负反馈有四种组态，其特性如表 5.1 所示。表 5.1 四种组态负反馈放大器特性比较组 态 基本放大电路的放大倍数 A 反馈系数 F 输出阻抗输人阻抗电压串联负反馈 电压放大倍数 FuuF /uO 减小 增大 电流串联负反馈 转移电导 Fu i = ui /i o () 增大 增大 电压并联负反馈 转移电阻 FiuI f /uo (1/) 减小 减小 电流并联负反馈 电流放大倍数 Fi i i f / i o 增大 减小 组 态 输出电压稳定性 输出电流稳定性 29电压串联负反馈 提高 电流串联负反馈 提高 电压并联负反馈 提高 电流并联负反馈 提高 2）放大电路性能指标的估算对图 5.1 所示的电流串联负反馈，可对交流性能指标的影响有：减小了非线性失真、扩展了通频带、提高了输出电流的稳定性、提高了输入输出阻抗。1）电压放大倍数开环放大电路放大倍数 beBbeCEBorIUIIA反馈系数ffCeRIF)1(闭环放大倍数AFUAIof闭环电压放大倍数fCfbeCCIoCIouf RrR)1(12）输入电阻开环输入电阻 beirR闭环输入电阻 fbeiif RrAF)1()1(3. 放大电路频率特性的测量放大电路中耦合电容（图5.2中C 1、C 2与C E）会影响放大器的低频特性（低频时这些电容的容抗很大），三极管的内部电容将影响放大器的高频特性（高频时三极管的内部电容的容抗变小）。因此，放大器的幅频特性如图5.2所示。Au =UO / UI fL fH Aum 0.7Aum 下 限 截 止 频 率 上 限 截 止 频 率 图5.2 放大倍数随频率变化曲线幅频特 性30测量放大倍数随频率变化曲线的幅频特性方法：1）从信号发生器产生的交流电压输入到电路；2）改变输入信号ui的频率，每改变一个频率就测出放大器的一个输出电压（输入电压不要改变） ；3）按Au=U O/UI计算，据此可画出幅频特性。 通频带为f bw=fH fL三、实验准备1复习负反馈放大电路的工作原理；2. 仔细阅读本实验中的“实验原理”部分；3根据“实验内容” ，画出实验电路图（画在预习报告中） ，并标注出元件值，R e1 可选为 330；4根据“实验内容” ，制订好实验数据记录表格（写入预习报告中） ；并把开环与闭环时的电压放大倍数的理论计算值填入“实验数据记录表格”中。实验数据记录表格的格式与前面几个实验类似，本实验要求学生能自行设计表格。四、实验内容1安装电路按图 5-1, 在“模拟电路实验箱 ”上组装电路，使用电路模板 -晶体管放大器 1 与2（见附录 3） ，经检查无误后, 接通+12V 直流电源。2测量并调试静态工作点31调节电位器 W 使其满足要求(I E2mA)。3测量闭环电压放大倍数、频率特性对图 5-1 情况，即为闭环状态，按如下操作：1）测量闭环电压放大倍数：从信号发生器，产生信号频率为 f=1KHZ，有效值为30mV 的交流电压输入到电路；测量放大电路输出电压 UO 与输入电压 Ui，填入数据表中，据此可计算闭环电压放大倍数 Auf = UO/Ui；2）测量闭环幅频特性：从信号发生器，产生电压有效值为 30mV 的交流电压输入到电路；改变输入信号 ui 的频率，每改变一个频率就测出放大器的一个输出电压，填入数据表中；测出上限载止频率 fHf 与下限载止频率 fHf，填入数据表中。按 Auf = UO/UI计算，可画出闭环幅频特性，如图 5.2 所示。注意: （1）改变输入信号 ui 的频率时，输入信号 ui 的幅度不要改变；（2）频率点选择：中频大致范围：1KHz 100KHZ, 测 2 个频率点即可，求出的是中频放大倍数 Aum, 在中频范围内放大倍数几乎不会变化。高频大致范围：100KHZ 以上 , 测几个频率点即可，对应放大位数为0.7Aum(0.7 对应-3db) 的频率是上限频率 fHf。低频大致范围：1KHZ 下, 测几个频率点即可，对应放大位数为 0.7Aum 的频率是下限频率 fLf。4测量开环电压放大倍数、频率特性在图 5-1 中，电容 CF 的上端接至三极管的发射极，即为工作在交流开环状态，按如下操作：1）测量开环电压放大倍数：从信号发生器产生信号频率为 f=1KHZ 的交流电压输入到电路，用示波器观察输出电压，调节输入信号的幅度，使输出信号不失真；测量放大电路输出电压 UO 与输入电压 Ui，填入数据表中，据此可计算开环电压放大倍数 Au = UO/Ui；2）测量开环幅频特性：在上述情况下，改变输入信号 ui 的频率（不要改变幅度） ，每改变一个频率就测出放大器的一个输出电压，填入数据表中；测出上限载止频率 fHf 与下限载止频率 fHf，填入数据表中。按 Au = UO/UI 计算，可画出开环幅频特性，如图 5.2 所示。32五、实验器材(1) GOS-620 型双踪示波器 一台； (2) DF1641A 型函数信号发生器 一台； (3) SX2172 型交流毫伏表 一台。(4) 模拟电路实验箱 一台。(5) 数字万用表 一