模拟电路实验指导.doc

典型产品带实训（模拟电路实验指导书） 刘晓丽黎明职业大学机电工程系前 言模拟电子技术是电类专业的职业基础课。为了帮助同学们更好地学习这门课，本书根据教材模拟电子技术基础（第三版，高等教育出版社出版）各章节的内容，选取了一些有代表性的实验。便于同学们课前预习，课后加深理解，并将理论应用于实际，寓学于乐。本书的特点是：1、 每章节的实验内容包括课前、课后及拓展部分。课前实验主要是功能易于实现，便于同学们加深印象，可以通过思考题预习课程内容。课后通过典型电路的安装和测量来加深对课程知识的理解，掌握一定的实验技能，还通过思考题拓展实验内容。后面章节期的部分实验由同学们自拟实验方案，即在掌握实验技能的基础上，锻炼电路测试的能力。2、 以典型的音响系统带动教学实验。本书中的实验电路进行一定整和后，可形成一小套完整的音响电路。同学们平时可以自娱自乐，也可以为后续工艺课程提供素材，便于同学们从整体上了解电子产品的研制到生产过程。希望同学们能够积极认真完成实验，在实验中学习，用所学的知识来指导实验。由于编者水平有限，时间仓促，书中有错误和不妥，敬请批评指正。目 录一、实验基本知识1.1 实验基本要求 1.2 常用元器件的识别与简单测试 1.3 电子电路的安装与调试 二、常用电子仪器的使用 三、半导体二极管及其应用电路 3.1 简易电源变换器的安装 3.2 二极管整流滤波电路的安装与测试 四、半导体三极管及其应用电路 4.1 音量电平指示电路 4.2 单管放大电路的安装及静态工作点和动态性能的测试 4.3 电流串联负反馈放大电路 4.4 声控闪光电路 4.5扩大器前置电路 五、集成运算放大器及其应用 5.1信号运算电路 5.2 信号产生电路 5.3信号处理电路 5.4扩大器选频电路 5.5温度测量仪的制作 六、功率放大电路6.1 集成功率放大电路 6.2 OCL功率放大电路 6.3 100W扩大器功率放大电路 七、直流稳压电源7.1 基本直流稳压电路 7.2 串联型线性稳压电源 7.3扩大器电源八、晶闸管 8.1声光控制楼道灯开关 九、高保真扩大器9.1扩大器性能与技术指标 9.2扩大器电路结构 9.3扩大器装配与调试 一 实验基本知识1.1 实验基本要求一、实验前预习 为了提高实验的主动性，减少盲目性，认真做好实验预习非常重要。首先要明确实验目的和要求，掌握实验的有关原理，查阅相关资料，完成实验电路的正确安装。熟悉具体实验步骤和记录实验数据的表格，根据需要自拟实验步骤，并完成实验预习报告。二、实验操作1、自觉遵守实验室的一切规章制度。2、正确使用各种仪器，仔细记录波形。出现故障要根据基本原理分析可能的故障原因，排除故障，有困难再请实验老师帮忙解决。4、实验结束前，请指导老师检查实验数据，签字同意后方可结束实验。5、实验结束后，整理好自己的实验台后方可离开实验室。6、要爱护元器件和实验设备。三、实验报告的内容及书写要求1、实验仪器：写明实验所用仪器的型号和名称。2、实验原理：实验电路原理图机及其简要原理介绍，相关测量量的理论估算过程和结果。3、实验数据：按实验步骤来整理实验中所记录的数据及波形。4、误差分析：列表比较理论值和实测值，计算误差值，分析产生误差的原因，提出减少误差的措施。5、实验结论：总结实验成功或失败的经验教训，提出对实验的改进意见。6、实验报告要书写工整，文字简洁通顺。1.2 基本元器件的识别一、电 阻电阻器是电路中应用最广泛的电子元件，据统计它在电子设备中约占元件总数的30%以上。因而，它的质量好坏与电路性能有十分密切的关系。它在电路中主要起分流分压和做负载的作用。分类：按电阻阻值能否变化，可分为固定电阻和可变电阻两类。固定电阻的阻值是生产厂家提供的，使用者不能改变它的阻值。可调电阻（电位器）的阻值可在一定范围内变化，它具有三个引出端。电阻器的额定功率：额定功率是指在规定环境和湿度下，假定周围空气不流通，在长期连续工作的情况下，电阻器上允许消耗的最大功率。为保证安全使用，电阻器上的额定功率应是电阻器在电路中消耗功率的2倍以上。 电阻器的额定功率分为1/20W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W等，实际应用中较多采用1/4W、1/2W、1W、2W。标称电阻值：电阻器厂商所提供的阻值是按一定规律排列的。标称值是指产品标示的名义阻值，它的单位是、K、M。标称值系列如下表所示。任何固定的阻值都符合下表所列数值。标称阻值允许误差系列符号标称阻值系列5%E241.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 10%E121.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.220%E061.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8电阻的色环标示对微型电阻常用色环表示其阻值和误差。色环颜色和数字的对应关系为：颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银代表数值01234567895%10%1、“四色环”读数规则：第一、 二色环表示两位有效数字，第三色环表示后面加零的个数，第四色环表示阻值允许的误差。注意：金、银在第四环出现时，它们代表误差，金代表5%，银代表10%，而金银在第三环出现是，金代表0.1，银代表0.01。例1：红紫棕金271个05%阻值：27后面添加1个0，即270，误差5%。例2：如果第三环是金色，红紫金金270.15%阻值：27小数点向前移1位，即2.7，误差5%。例：红红黑金20个5%阻值：22后不加0，即22，误差5%。2、“五色环”读数规则：第一、二、三环表示三位数字，第四环表示数字后面加的0的个数，第无环表示精度。现在市场上逐步以五色环为主，而且第五色环精度的表示方法目前使用和过去有关规定不同，一般棕色表示误差1%。例1：红黑黑橙棕2003个01%阻值：200后加3个0，即200000，即20K，误差1%。例2：绿棕黑银棕5100.011%阻值：5100.015.1 ，误差1%。电阻阻值的测量粗略测量：利用指针式万用表、数字万用表来测量。精度较高要求时：电桥法。二、电 容 在电子设备中，电容器也是十分常见的元件，它在电路中主要起耦合、旁路、滤波和能量转换等作用。 电容的分类、命名规则和主要性能指标请自行查阅相关资料。电容的简单测量：首先把万用表置档，倍乘取“10K”档，用万用表黑色表棒接电容器的正极，红色表棒接电容器的负极，若指针摆动幅度很大，然后指针缓慢回到“”，说明该电容器质量较好，容量亦较大；若指针不能回到“”，说明该电容漏电流较大；若指针停在“0”附近，说明该电容已击穿，不能使用。瓷片电容的简单标识：例：473 表示47103pF，101表示10101pF 即前两个数字为有效数字，后一位标识10的幂，单位pF。三、二 极 管1、鉴别二极管的正负极 万用表的内部电路可以用图3.1所示电路等效。由图3.1（a）可见，黑棒为欧姆表内部电池的正极，红棒为内部电池的负极。将万用表选在R100档，两棒接到二极管两端，如图3.1（b）所示。若表针指在几K以下的阻值，则黑棒接的一端为二极管的正极，二极管正向导通；反之，如果表针指示很大（几百千欧）的阻值，则红棒接的一端为二极管正极，此时二极管反向截止。 2、鉴别性能 将万用表的黑棒接二极管的正极，红棒接二极管的负极，测二极管的正向电阻，一般在几K以下为好，要求正向电阻愈小愈好。将红棒接二极管的正极，黑棒接二极管的负极，测二极管的反向电阻，一般应大于几十K。 若反向电阻太小，二极管失去单向导电作用，表示管子已经击穿。如果正反向电阻都无穷大，表明管子已断路；反之，二者都为0，表明管子短路。若正反向电阻相差不大或有一阻值偏离正常，则管子性能不良。但也有特别品种例外，如高压硅堆（其正向电阻很大）、某些稳压二极管（其反向电阻很小）。四、三 极 管 晶体管的结构犹如“背靠背”的两个二极管，如图4.1所示。测试时用万用表的“R100”或“R1”档。 图4.1判定基极b和管型 将万用表的黑表笔接晶体管的某一极，红表笔依次接其它两个极，若两次测得电阻都很小（几K以下），则黑表笔接的可能是NPN型管子的基极；若测得电阻都很大，则黑表笔接的可能PNP管的基极。再将表笔调换，红表笔接初定的NPN管基极，红表笔依次接其它两极，若所测得的电阻都很大，则可确定基极的正确性。若两次测得的阻值一大一小，应换一个极再测。判断发射极e和集电极c在三极管的类型和基极确定之后，即可判断三极管的另外两个极。判断集电极和基极的基本原理就是将三极管接成基本放大电路，根据三极管不同的接法观察三极管的放大能力，从而达到判别的目的。三极管放大所需的电压有万用表内部电源提供，万用表打到R1K档。电阻Rb阻值可取100K，或用潮湿的手代替。如下图所示： 以NPN为例，若黑表笔接c极，红表笔接e极，正好使三极管的发射结正偏，集电结反偏，万用表指针偏转角度大（电阻值小），若将两表笔对调，同时将Rb接在基极和发射极，则万用表指针偏转角度小（阻值大）。因此可根据两次测得的电阻值大小来确定集电极和发射极。1.3 电路安装基本知识一、焊接工具电烙铁 电烙铁是电子爱好者进行业余制作和维修的主要工具之一。它主要由铜制烙铁头和用电热丝绕城的烙铁芯两部分组成。烙铁芯直接接220V市电，用于加热烙铁头，烙铁头则沾上溶化的焊锡焊接电路板上的元件。 从构造上分，电烙铁有内热式和外热式两种。内热式电烙铁的烙铁芯安装在烙铁头的内部，因此体积小，热效率高，通电几十秒内即可化锡焊接。外热式电烙铁的烙铁头安装在烙铁芯内，因此体积比较大，热效率低通电以后烙铁头化锡时间长达几分钟。 从容量上分，电烙铁有20W、25 W、35 W、45 W、75 W、100 W以至500 W等多种规格。爱好者一般使用25 W的内热式电烙铁。 电烙铁初次使用时，首先应给电烙铁头挂锡，以便今后使用沾锡焊接。挂锡的方法很简单，通电之前，先用砂纸或小刀将烙铁头端面清理干净，通电以后，待烙铁头温度升到一定程度时，将焊锡放在烙铁头上溶化，使烙铁头端面挂上一层锡。挂锡后的烙铁头，随时都可以用来焊接。 用电烙铁焊接时，除了必须有焊锡条做焊料、直接用于焊接之外，还应该备有助焊剂。助焊剂顾名思义就是有助于焊接的，它可以清洁焊接物表面和清除溶锡中的杂质，提高焊接质量。常用的助焊剂有松香和焊锡膏（俗称焊油），其中松香时一种腐蚀性很小的天然树脂。焊锡条（又称焊锡丝）里就带有松香，故俗称松香芯焊锡条。焊锡膏也是一种很好的助焊剂， 但是其腐蚀性比较强，本身又不是绝缘体，故不宜用于元件的焊接，大多用于面积较大的金属构件的焊接，使用量也不宜过多，焊接完成以后应使用酒精棉球将焊接部位擦干净，防止残留的焊锡膏腐蚀焊点和焊接件，影响产品的质量和寿命。另外，使用电烙铁是属于强电操作，一定要注意安全用电。任何电烙铁都必须又三个接线端，其中两个与烙铁芯相接，用于连接220V交流电源，另一个与烙铁外壳相连是接地保护端子，用以连接地线，为了安全起见，使用前最好用万用表鉴别一下烙铁芯是否断线或者混线。一般2030W的电烙铁的烙铁芯电阻为：15002500欧姆。二、基本焊接技术 焊接是每个电子爱好者必须掌握的基本功，所以必须要下些功夫，好好练习。如何才能焊接好元器件那呢？简单的讲，应注意以下三点。1、焊接前，应将元件的引线截去多余部分后挂锡。若元件表面被氧化不易挂锡，可以使用细砂纸或小刀将引线表面清理干净，用烙铁头沾适量松香芯焊锡给引线挂锡。如果还不能挂上锡，可将元件引线放在松香块上，再用烙铁头轻轻接触引线，同时转动引线，使引线表面都可以均匀挂锡。每根引线的挂锡时间不宜太长，一般以23秒为宜，以免烫坏元件内部，特别使给二极管、三极管引脚挂锡时，最好使用金属镊子夹住引线靠管壳的部分，借以传走一部分热量。另外，各种元件的引脚不要截得太短，否则既不利于散热，又不便于焊接。2、焊接时，把挂好锡得元件引线置于待焊接位置，如印刷板得焊盘孔中或者各种接头、插座和开关得焊片小孔中，用沾有适量锡得烙铁头在焊接部位停留3秒钟左右，待电烙铁拿走后，焊接处形成一个光滑的焊点。为了保证焊接得质量，最好在焊接元件引线得位置事先也挂上锡。焊接时要确保引线位置不变动，否则极易产生虚焊。烙铁头停留得时间不宜过长，过长会烫坏元件，过短会因焊接溶化不充分而造成假焊。 3、焊接完后，要仔细观察焊点形状和外表。焊点应呈半球状且高度略小于半径，不应该太鼓或者太扁，外表应该光滑均匀，没有明显得气孔或凹陷，否则都容易造成虚焊或者假焊。在一个焊点同时焊接几个元件的引线时，更加要应该注意焊点的质量。 二 常用电子仪器的使用一、实验目的：1、 熟悉示波器、函数信号发生器的功能、面板标识及各旋钮作用。2、 学习简单的测量。二、实验仪器双踪示波器 函数信号发生器三、实验原理示波器是一种用途很广的电子测量仪器。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压的幅度、周期（或频率）、相位等。函数信号发生器可以为实验提供不同幅度、不同频率的正弦波、三角波和方波。下面简要介绍这两种仪器的面板标识及其功能。具体内容请参看使用说明书。1、 函数信号发生器波形选择、频率调节、幅度调节、幅度衰减、对称调节等功能旋钮使用。信号输出采用信号线，红色的鳄鱼夹接信号正极，黑色鳄鱼夹接信号的负极。2、 示波器的面板标识（1）电源和显示部分位置：显示屏幕的下方聚焦旋钮（focus）获得最清晰、尖细的光迹亮度旋钮调节显示器亮度光迹旋转钮用螺丝刀调节，直到认为光迹和水平格线平行 （2）水平（HORIZONTAL）位置：上半面板左边部分TIME/DIVX轴灵敏度调节旋钮，X轴灵敏度即波形周期显示的灵敏度，表示屏幕的横轴上一大格所代表的时间。SWP AVRX轴的校准选钮，即时间灵敏度的校准选钮POSITION可以使波形在横轴上左右移动10 MAG可以将X轴灵敏度放大10倍（3）垂直（VERTICAL）位置：面板下半部分MODE垂直方式选择单独使用通道1或通道2：置于CH1或CH2；选择两个通道同时使用：DUAL（双踪）或者叠加ADD，ADD显示的是CH1、CH2信号的代数和。ALT /CHOP在选择两个通道同时使用时：ALT 表示两路信号交替显示，一般在较高频率时使用；CHOP表示断续显示，一般在较低频率使用。AC/GND/DC耦合开关AC：在信号输入和垂直通道之间用电容连接以阻隔直流信号，即屏幕显示的是纯交流信号。GND：信号输入对地连接，建立一个对地参考线。DC：信号输入和通道之间直接连接，这样所有信号都能通过。VOLT/DIV外围的大旋钮：Y轴灵敏度调节旋钮，Y轴灵敏度即波形幅度显示的灵敏度，表示屏幕的纵轴上一大格所代表的电压值。中间的小旋钮：Y轴灵敏度的校准旋钮。POSITION垂直位置旋钮，可以使波形在纵轴方向上下移动注：双踪示波器的两个通道单独使用时，使用方法一样。在选择单个通道时，除了MODE中选择相应通道CH1或CH2，触发部分也要作出选择。（4）扫描和触发（TRIGGER）位置：上半面板右半部分MODE触发方式AUTO（自动）：选择扫描电路自动进行扫描，在没有信号输入或输入信号没有被触发同步时，屏幕上仍显示扫描基线，自动往复触发扫描的条件是接收到不小于50Hz的信号，并且其他触发控制钮设置正确。NORM（常态）：仅当接收到触发信号和其他的触发设置正确才能扫描。当信号频率低于10Hz时，没有扫描线。TV：允许对电视场信号进行触发。补充：（LOCK锁定表示触发电平范围被限定在触发信号的幅度之间）SOURCE触发源开关CH1：如果垂直方式选择CH1，那CH1自动成为触发源。CH2：如果垂直方式选择CH2，那CH2自动成为触发源。 如果垂直方式选择两个通道一起使用，则触发源开关随便选择CH1或CH2。LINE（电源触发）：选择电源为触发信号，如果触发信号与市电频率相关，则允许选择电源触发以得到稳定波形。EXT（外触发）：选择外触发输入座的信号为触发信号。LEVEL触发电平旋钮选择触发信号的电位。当波形不稳定时，可尝试调节此旋钮得到稳定波形。（5）示波器的探头 每一种示波器都有配套的探头，目前实验室的探头有一个衰减开关，一般放置于1档，如果置于1档，则测出的电压值要乘10倍。（6）示波器的校准端子位置：屏幕左下角功能：提供精确的方波来校准探头和波形显示灵敏度，精确的方波峰峰值为10V、周期1KHz。四、实验内容：函数信号发生器输出信号，利用示波器来测量此信号的电压和周期。1、示波器显示亮度和光迹调节。2、示波器校准 将探头正极接校准端子。分别调节X、Y轴的灵敏度校准旋钮，使屏幕上显示的波形和精确方波幅度、周期一致。注意：在校准好之后的测量过程中，校准旋钮不能再调节，否则测量结果不准确。3、交流电压峰峰值upp和频率的测量方法 根据被测信号的幅度和频率，合理选择X、Y轴的灵敏度，调节电平旋钮，使示波器上出现稳定的波形。被测信号的幅度= Y轴的灵敏度波形纵向所占的格数被测信号的周期T=X轴的灵敏度波形一个周期所占的格数被测信号的频率f = 1/T交流信号峰峰值upp和有效值ue的关系为 upp=22 ue4、交流电压峰峰值upp的测量令低频信号发生器输出电压有效值分别为1V、2V、3V、4V、5V，频率1KHz，由函数信号发生器的峰峰值显示屏上读出其理论峰峰值，再通过示波器读出其相应的实测峰峰值upp，并与理论值比较。请将结果记录在下表4.4。 表4.4 电压upp的测量有效值ue（V）12345理论峰峰值upp（V）实测峰峰值upp（V） Y轴的灵敏度波形所占格数相对误差注：相对误差（实测峰峰值upp理论峰峰值upp）/理论峰峰值upp100%5、时间测量按表4.5所示改变低频信号发生器输出频率，用示波器测量波形的周期T，求出波形的频率。 表4.5 周期和频率测量低频信号发生器f（Hz）501005001K5K10K50K100K500K1M一个周期所占格数X轴的灵敏度周期T（s）频率f 1/T(Hz)6、同时观察两路信号校准示波器的两个通道。由两台信号发生器输出两路信号，经过示波器两个通道同时显示在屏幕上。三 半导体二极管及其应用电路3.1 简易电源变换器的安装一、实验目的:1、熟悉二极管的检测方法2、了解电路的排版和焊接常识3、了解二极管整流滤波电路的实际应用二、实验原理 图3.1可输出12V、9V、7.5V、6V、4.5V、3V直流电压。 图3.1 简易电源变换器电路三、实验内容1、检测元件，元件焊接前预处理。2、安装电路，注意二极管和电容的极性，安装次序。3、检查电路连接是否正确，用万用表检查电路输入端电阻，是否存在短路现象，若有，需仔细检查并排除故障。4、上电，用万用表检测输出是否有要求的直流电压输出。四、预习与思考1、整流二极管和发光二极管的检测2、若变压器只有一路10V输出，如何实现这6路电压输出？4.2 二极管整流滤波电路一、实验目的：1、掌握二极管的基本特性及整流应用。2、熟悉双踪示波器、信号发生器及万用表的使用。二、实验仪器及器材：双踪示波器 函数信号发生器 二极管整流滤波电路（实验者实验前焊好）三、实验原理：电力网供给用户的是交流电，而许多装置需要的是直流电。整流，就是把交流电变成直流电的过程。利用具有单向导电性的二极管组成的整流电路可以将幅度方向交变的电流变成直流电。本次实验主要测试桥式整流滤波电路和半波整流电路的信号变换情况。1、桥式整流滤波电路二极管型号：1N4002 滤波电容C：100uF 负载R：5102、 半波整流电路二极管D型号：1N4002 负载R：1.2K四、实验内容： 1、 桥式整流滤波电路的性能测试电路的输入信号是：峰峰值为10V、周期50Hz的正弦波。由函数信号发生器提供。（1）整流电路输出电路只接负载，不接滤波电容，用示波器观察输出信号uo波形。完整地记录波形和信号的参数（幅度、周期要标清楚）。用万用表测量输出电压有效值UoL。（2）电路空载输出电路不接负载和滤波电容，用示波器观察输出信号uo波形，并完整地记录下来。用万用表测量输出电压有效值Uo。（3）整流滤波输出 电路接上负载及滤波电容，用示波器观察输出信号uo波形，并完整地记录下来。用万用表测量输出电压有效值UoC。2、 半波整流特性测试电路的输入信号是：峰峰值为10V、周期50Hz的正弦波。由函数信号发生器提供。用示波器观察输出信号uo波形。完整地记录波形和信号的参数（幅度、周期要标清楚）。用万用表测量输出电压有效值Uo。五、实验报告要求：1、实验原理部分：整洁画出电路原理图，简要介绍电路原理。分析输入输出的理想波形，并计算出输出电压的值。2、实验结果及误差分析：整理出实验中记录的波形和数据；认真比较实验的结果和实验原理中分析的结果有什么不同；写出误差原因。3、 实验体会：写出自己在实验中遇到的问题及解决措施，个人的启发感受。4、实验仪器及器材： 要写清楚型号。六、思考题：1、查阅1N4002的器件资料。2、如何测试二极管的特性？四 半导体三极管及其应用电路4.0 半导体三极管的检测一、实验目的1、加深对三极管电流放大原理的理解。2、掌握万用表测试三极管的方法。3、掌握三极管电流放大系数的测量方法。二、实验仪器万用表三预习要求复习三极管的结构及电流放大原理。四、实验原理1、三极管特性的测试（1）三极管符号示意图： 若两个PN结（发射结、集电结）的正向电阻均很小，反向电阻均很大，则三极管一般为正常，否则已损坏。三极管在发射结正偏，集电结反偏的情况下，工作于放大状态，实现电流放大。即：NPN：UcUbUe时，管子实现电流放大；PNP：UcUbUe时，管子实现电流放大。五、实验内容和步骤1、测定三极管的类型与管脚。（1）三极管类型及基极的测定 将万用表置于R1K档，调零。 假设三极管的任意一脚为基极，然后将黑表笔接在假设的基极上，红表笔依次接在另外两个管脚，可测得两个电阻值。 若测得两个电阻值都很大（或都很小），再调换红黑表笔后，测得的另外两个电阻值都很小（或都很大），则说明该管为PNP型（或NPN型）。此时假设的基极即为三极管的基极。（2）三极管集电极和发射极的测定以NPN管为例：（1） 将万用表置于R1K档，调零校准。（2）假设三极管的一脚为c极，用一个大电阻（手捏，人体相当于一个大电阻）连接c极和b极，将黑表笔置于假设的c极，红表笔置于假设的e极，观察万用表指针的偏转情况；交换红黑表笔，再观察指针的偏转情况。若前者指针偏转大，后者指针偏转小，则假设正确（假设的c、e极为实际c、e极），否则，结果相反。六、 实验报告要求： 画出三极管的管脚排列示意图，并标明电流放大倍数。4.1 音量电平指示电路一、实验目的1、熟悉二极管的钳位作用和三极管的开关作用。2、熟悉发光二极管的性能和应用。3、学习用发光二极管组成电平指示电路的方法。4、熟悉电路的安装方法。二、实验原理此电路为应用于音响系统的输出电平指示电路。随着输入信号Ui的增加，LED被逐次电亮，亮灯的数目则反映声音信号的强度。当Ui大于0.60.7V时，VT1由截止变为导通，LED1点亮，以后每增加约0.7V，后续LED就被点亮一只，以此来对信号进行直观指示。三、实验内容1、安装前元件预处理2、正确安装电路3、输入直流电压从0开始逐渐增加，观察各位LED被点亮时的输入电压值。注意输入直流电压值不可加得过大，以免损坏元件。4.2 基本单管放大电路一、实验目的1、加深对基本单管放大电路工作原理，性能参数的理解。2、掌握单管放大器的静态工作点及性能参数的测量方法。3、了解最大不失真输出电压的测量方法，掌握设置合理静态工作点的方法。4、观察静态工作点对动态性能指标的影响。二、实验仪器DSTII型电子产品工作台，MF500型万用表，CA2080双踪示波器，EM1642函数信号发生器（仪器型号以实际实验中使用为准）三、预习要求1、基本单管共射电路的工作原理。2、查阅2N5551的性能参数。3、估算电路的Q 点、Au、ri、ro。四、实验原理 1、实验原理图：2、实验原理：本实验采用了带有射极电阻的固定偏置式放大电路，具有稳定静态工作点的作用。放大器的基本任务是不失真地放大信号。要使放大器能正常工作，必须设置合适的静态工作点。为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应该选在输出特性曲线上的交流负载线的中点。若工作点选得太高，就会引起饱和失真；若选得太低，就会产生截止失真。放大器静态工作点（Q点）是指无输入信号时，放大器中晶体管各电极间的直流电压，分别用IBQ、ICQ、UBEQ、UCEQ表示，可用万用表直流电压档直接测量（晶体管的IBQ、ICQ可由基极和集电极偏置电阻两端电压换算）。 放大电路的性能是通过放大电路的动态参数来衡量的。电压放大倍数Au：是衡量放大电路放大能力的指标，它是输出信号和输入信号电压的比值，在实际测量中，可在信号不失真的条件下，用示波器测出放大器的输出信号电压峰峰值uopp（或uolpp）和输入电压峰峰值uipp，求出Au = uoppuipp。输入电阻ri：放大电路的输入电阻是向放大电路输入端看进去的等效电阻。ri越大，表明它从信号源索取的电流越小，放大电路输入端所得到的电压ui越接近信号电压us。图4.1为ri的测试原理图。 图4.1 图4.2输出电阻ro：放大电路输出电阻是将输入电压电源短路时从输出端向放大器看进去的等效内阻。它的大小表示放大器带负载能力的强弱，越小放大器带负载能力越强，反之越弱，图4.2为ro的测试原理图。ro=(Uo/UoL1）RL= 。 在实际测量中，可用示波器测量放大器开路输出电压峰峰值Uopp，及加上负载时输出电压峰峰值UoLpp，再进行计算得到。五、 实验内容和步骤 1、检测元器件，测量电阻阻值，检测三极管的好坏，测量三极管静态电流放大倍数值； 记录实测的元器件参数。 = 2、合理布版后，正确焊接电路；（因为实验电路，排版要注意便于测量）。3、仔细检查电路是否有断路、短路，元件是否接错。特别注意电解电容的极性和三极管的管脚。用万用表电阻档来测量电路电源的进线端，看是否短路。若有短路现象或电阻太小，则应查处故障，待故障排除后才能接通电源。以后每次实验必须做这样的检查。 4、Q点的测量（1）调节Rw1，使三极管发射结导通，UCEQ=5.5V。（2）用万用表测出此时三极管的UBEQ，Rb1两端电压Ub1，Rc1两端电压UC1，Re两端电压UEQ，计算静态工作电流。UBEQ= ， IBQ= Ub1/Rb1= ， ICQ= Uc1/Rc1= , IEQ= UE1/Re= , rbe = rbb+(1+)26/ IEQ = 。5、 放大电路动态参数的测量在上述静态工作情况下，接入正弦输入信号（频率1KHz，幅度60mV），用示波器观察输出波形，逐渐增大输入信号幅度，在输出波形最大不失真的条件下，记录输入输出信号的波形。记录源输入信号峰峰值uspp，输入信号峰峰值uipp，RL（空载）时输出信号的峰峰值Uopp，和RL2k(带载)时输出信号的峰峰值UoLpp，将测量数据记录于实验表格3中，计算出实测的动态参数，并与理论值作比较。实验表格3信号 测量值（单位）动态参数测量值理论值uspp（mV）ri=uippRs(usppuipp) uipp （mV）uopp（V）Au = uoppuippuolppRL=2k（V）AuL = uolppuippro= (uoppuolpp1）RL6、观察静态工作点的变化对放大器性能的影响。 在输出信号最大不失真的条件下，调节基极电阻Rw1，观察输出波形的变化。 （1）调节Rw1至最大，记录输出波形，断开输入信号，测量静态工作点。 用万用表测出此时三极管的UBEQ，Rb1两端电压Ub1，Rc1两端电压UC1，计算静态工作电流。UBEQ= ，IBQ= Ub1/Rb1= ，ICQ= Uc1/Rc1= 。 （2）调节Rw1至最小，记录输出波形，断开输入信号，测量静态工作点。 用万用表测出此时三极管的UBEQ，Rb1两端电压Ub1，Rc1两端电压UC1，计算静态工作电流。UBEQ= ，IBQ= Ub1/Rb1= ，ICQ= Uc1/Rc1= 。六、实验报告要求1、整理实验数据，将理论计算的动态参数和实测的参数值相比较，分析误差产生的原因。2、总结电路参数的变化对静态工作点及对输出波形的影响。4.3 电流串联负反馈放大电路一、实验目的：1、加深理解电流串联负反馈放大电路的工作原理，验证电流串联负反馈的引入对放大器性能的影响。2、掌握放大电路性能参数的测量方法。二、实验仪器：示波器、信号源、万用表、电子产品工作台三、预习要求：1、回顾单管放大电路实验，复习实验仪器的使用方法示波器、信号源、万用表，复习放大电路静态工作点的设置方法，放大电路动态性能参数的测量方法。2、复习电流串联负反馈的引入对放大器性能的影响。3、估算反馈引入前后放大电路的动态性能参数。四、实验原理：为改善放大器的性能，在放大电路中广泛地应用负反馈。负反馈可分为四类：电压串联负反馈、电流串联、电压并联负反馈和电流并联负反馈。在负载一定的情况下，电流负反馈对输出电压的稳定效果和电压负反馈是一样的。本实验研究常见的电流串联负反馈放大电路。电路原理图如下： 电流串联负反馈放大电路由放大电路和反馈网络组成。Us为源信号，Ui为输入信号，Re和Ce构成直流负反馈网络，影响放大电路的直流工作状态，常用于稳定静态工作点；若断开旁路电容Ce，则放大器引入了交直流负反馈，放大电路的交流性能也同时得到改善。五、实验内容及步骤：1、检查实验所需的元器件，实验仪器是否齐全，性能是否良好。用数字万用表测量三极管的电流放大倍数值= 。2、合理排版并正确焊接电路。检测各焊点是否良好，电源和地之间有无短路，电源供电是否正常。3、调整静态工作点（1）接上直流电源，A点加入频率 1KHz的正弦信号，用示波器监测输出波形。输入信号幅度从100mA逐渐加大，观察输出波形的失真情况，同时调节基极电阻，使输出波形正负半周同时失真，此时，放大电路的静态工作点处于最大不失真位置，即此时的输入信号为最大不失真输入信号Uimax = ，输出信号为最大不失真输出信号Uomax = 。（2）断开交流信号，用万用表测量放大电路的静态工作点。记录于表1：表1：静态电路参数Ub(V)Uc(V)Ue(V)Rw1的接入电阻4、测量无交流负反馈放大器的性能在上述静态工作情况下，A点接入正弦输入信号，用示波器观察输出波形，在输出波形不失真的条件下，分别读出A点信号的电压峰峰值Uspp、B点信号的电压峰峰值Uipp ， RL2k(带载)时输出信号的峰峰值UoLpp，断开负载测量RL（空载）时输出信号的峰峰值Uopp，将测量数据记录于表2中，计算出实测的Au值，输入电阻和输出电阻。表2：无交流负反馈情况下的测量数据Uspp（mV）Uipp（mV）RL输出电压峰峰值（V）实测电压放大倍数AuU0pp/Uipp2kUoLppU0pp电路的输入电阻Ri为：Ri=UiIi= UippRs(UsppUipp) = 电路的输出电阻Ro为：Ro=（UoppUoLpp1）RL = 5、测量串联电流负反馈放大器的性能在上述电路静态工作情况下，断开Ce，按上述方法测量并计算引入电流窜联负反馈之后放大器的性能参数，记录于表3：表3：电流串联交流负反馈情况下的放大电路的测量数据Uspp（mV）Uipp（mV）RL输出电压峰峰值（V）实测电压放大倍数AufU0pp/Uipp2kUoLppU0pp电路的输入电阻Ri为：Rif=UiIi= UippRs(UsppUipp) = 电路的输出电阻Ro为：Rof=（UoppUoLpp1）RL = 6、测量有无交流负反馈情况下放大电路的通频带宽度放大电路接上负载RL2k，（1）无交流负反馈情况下电路的通频带宽度fbw A点接入正弦输入信号，用示波器观察输出波形，在保证放大电路不失真情况下，逐渐增大输入信号幅度。同时调节示波器灵敏度旋钮，使所显示的波形峰峰值高度为4格。 保持输入信号幅度不变，频率从1KHz开始增大（或减小），直至示波器上显示的输出电压幅度下降到原来幅度的70%（2.8格），此时输入信号的频率即是输入信号的上限频率fh（或下限频率fl） 上限频率fh= 下限频率fl= 通频带宽度fbw= (2) 串联电流负反馈情况下电路的通频带宽度fbwf 断开Ce，按上述方法测量输入信号的上限频率fhf（或下限频率flf）,并计算通频带宽度fbwf上限频率fhf= 下限频率flf= 通频带宽度fbwf= 六、实验报告要求:1、画出实验电路图，整理实验数据。2、列表比较有无反馈情况下放大器的性能指标，说明电流串联负反馈对放大器交流性能参数的影响。4.4声控闪光电路一、实验目的1、熟悉三极管放大、饱和、截止三种工作状态，熟悉三极管的直接耦合形式。2、熟悉发光二极管的应用。3、熟悉电容话筒的应用二、实验原理本电路为一种简单的声控闪光电路。电路主要由驻极体电容话筒、晶体管放大电路和发光二极管等构成。静态时，VT1处于临界饱和状态，使VT2截止，LED1、LED2、皆不发光。R1给电容话筒MIC提供偏置电流，话筒将声波信号转化为相应的电信号，经电容C1送至VT1基极进行放大。VT1、VT2组成两级直接耦合放大电路，但电路设计巧妙，选取合适的R2、R3，使无声波信号时，VT1接近临界饱和，而又使VT2截止，两只LED中无电流流过而不发光。当MIC拾取声波信号后，就有音频信号注入VT1基极，其信号的负半周将使VT1退出饱和，VT1集电极即VT2基极电位升高，VT2导通，LED1、LED2点亮发光。当输入音频信号较弱时，不足以使VT1退出饱和区，LED1和LED2仍保持熄灭状态。只有信号较强时，发光二极管才点亮发光。三、实验内容1、简单检测元器件性能参数。2、按原理图正确组装电路。3、通电后先测试VT1的集电极电位，使其在0.20.4V之间，如果该电压太低则施加声音信号后VT1不能退出饱和，VT2则不能导通，如果该电压超过VT2的死区电压，则静态VT2就导通，使LED1和LED2电亮发光。所以，对于灵敏度不同的电容话筒，以及值不同的三极管，VT1的集电极电阻R3的大小要通过调试来确定。4、离话筒约0.5m距离，用普通大小音量讲话，LED1、LED2应随声音闪烁。如需大声说话，发光管才闪烁，可适当减小R3，也可更换值更大的三极管。四、思考题分析有声和无声时两只三极管VT1、VT2的工作状态。五 集成运算放大器及其应用电路5.1 信号运算电路一、实验目的1、学习集成运放应用电路的安装。2、加深对集成运放应用电路工作原理的理解。 二、实验仪器和器材电子产品工作台 双踪示波器 函数信号发生器、万用表三、预习要求1、查阅uA741的资料。2、估算运算电路的输出电压值。3、按实验需要完成实验电路的正确焊接。四、实验原理 集成运放是高增益直流放大器。在实际使用中除少数情况外，都必须外接反馈网络构成闭环。集成运放加线性反馈网络，可以很方便地实现模拟信号的加、减和微分、积分等线性数学运算，这是构成复杂的数学运算的基础，也是模拟集成电路其它各种应用的基本单元。1、 反相比例运算电路如图5.1.1所示，当反相端加信号ui信号电压，在理想条件下，该电路的闭环电压增益是Afuo/ u1Rf/R1 uo( Rf/R1) u1