模拟电子技术试验指导书

模拟电子技术实验指导书电工电子实验中心沈龙妹陈静媚二00七年九月1目录模拟电路实验第一部分硬件实验目录1电子实验室学生守则3实验预习报告及实验报告的要求4实验一常用电子仪器的使用5实验二单管放大电路的研究7实验三单管放大电路的负载线及其最大不失真输出的研究12实验四结型场效应管用作电子开关的研究15实验五负反馈放大器的研究报告17实验六电压并联负反馈放大器基本特性研究22实验七差动放大电路性能测试的研究25实验八差动放大器共模输入电压范围的研究31实验九集成运算放大器的参数测试34实验十运算放大器的基本运算36实验十一积分器与三角波发生器特性研究41实验十二集成运算放大器带负载能力的研究45实验十三二阶低通有源滤器的设计47实验十四正弦波发生器的设计与调试49实验十五矩形波发生器的设计与调试522实验十六施密特电路的设计与讨论54实验十七峰值保持电路特性分析56实验十八低频功率放大器OTL功率放大器58实验十九集成功放的性能测试63实验二十直流稳压电源的设计、安装与调整65实验二十一集成直流稳压电源的应用68附录一YB4324双踪示波器、DA16毫伏表使用说明71第二部分软件实验ORCAD/PSPICE软件的基本操作82实验一交流分压电路的仿真124实验二单管交流放大电路的仿真126实验三负反馈放大电路的仿真128实验四差动放大电路的仿真130实验五RC串并联电路的电压传输频率特性的仿真133实验六正弦波发生器的仿真135实验七方波发生器的仿真137实验八三角波发生器的仿真139实验九积分电路的仿真141实验十一阶低通滤波电路的仿真143实验十一功率放大电路的仿真1443电子实验室学生守则一学生在每次实验前应认真预习，按要求做好实验预习报告，在做实验前任课老师检查预习报告并签名。二学生应提前到达实验室，不得迟到。三实验中应集中思想，认真操作，有些实验接线完毕后须经教师检查、允许才能通电进行做实验，违者暂停做实验。四实验中应认真如实地按要求完成实验，记录各数据，不得马虎、涂改实验数据。五实验中必须保持安静、禁止喧哗、禁止吸烟、禁止在实验室吃食品、禁止在乱扔指屑杂文物，禁止随意走动，禁止动用与本实验无关的仪器设备，各组实验的仪器设备不能自行调换、移动，有事请举手，请老师前来解决。六实验中如遇事故，应立即切断电源，保持现场，并立即向老师报告。七实验完毕后须经老师检查好仪器设备等，经允许后才能离开，离开前须把实验工具、椅子整理好。八实验后要按要求认真完成实验报告，不符合要求的，退回重做。九凡有违反上述规则和违反操作规程至使损坏仪器设备、工具等。均应填写报损单，并查明原因，按学校有关规定，处理及赔偿。4十凡暂缓、暂停做实验者，由实验室酌情另行安排时间补做。电工电子实验中心实验预习报告及实验报告的要求实验预习报告必须写在实验报告纸上，它的形式如同实验报告的形式，具体的内容和格式如下实验名称一实验目的二实验的内容1设计出实验的电路原理图。2简述电路的原理，立出有些参数的计算过程及计算的结果。3简述实验的操作步骤，列出大步骤，不必写出详细的操作步骤。4列出所测数据的数据表格。5回答思考题。实验过程中应注意的事项1认真按操作规程调整和使用各种仪器设备。2测量时要正确读数，实事求是地记录各数据，将测量到的数据记录到预习报告中去。3多注意观察，多动脑筋，积极探索，并在教师的指导下，尽可能通过自己的实践去解决所遇到的问题。4实验结束后实验报告的整理5在预习报告的基础上，将实验的数据整理一下，该计算的要计算，5要有数据计算的主要过程。6实验报告整理完就作为一份完整的实验报告交上来。实验一常用电子仪器的使用一实验目的1熟悉万用表、直流稳压电源、双综示波器、函数信号发生器和晶体管毫伏表的基本性能。2初步掌握上述仪器的基本使用方法。二实验内容1万用表的使用，即用万用表分别测量直流电压和电阻。2直流稳压电源的使用。3函数信号发生器的使用，波形的选择、幅度的调节和频率的调节。4即用示波器观察函数信号发生器输出的各类波形，测量其幅度和周期。5晶体管毫伏表的使用，测量函数信号发生器输出信号的幅度，并与示波器的测量结果作一比较。三预习要求1仔细阅读万用表、直流稳压电源、双综示波器、函数信号发生器和晶体管毫伏表的使用说明书。见附录。2复习交流电压最大值和有效值之间的关系。四实验步骤1用万用表调整到侧电阻档，分别测量若干个电阻。2将万用表调整到测电压档，调节直流稳压电源的输出，用万用表进行测量。63把函数信号发生器、双综示波器、晶体管毫伏表连接在一起，（注意红、黑夹子的连接），用双综示波器观察函数信号发生器的各种输出波形，读出各波形的周期和幅度（最大值），并计算出它们的频率和有效值。把测量的结果记录在表中。用函数信号发生器分别输出下面各正弦信号F（HZ）50010002000500020000说明U有效值（MV）305010010004000用晶体管毫伏表测量的值VOL/DIV（电压倍率）波形在示波器上Y轴方向每一格的电压量格数（格）波形在Y轴方向所占的格数UPP（V）（峰峰值）电压倍率与Y轴方向波形格数的乘积U有效值计根据峰峰值计算的有效值UUPP2电压误差计算值与毫伏表读数之间的差值SEC/DIV（时间倍率）波形在示波器上X轴方向每一格的时间量格数波形在X轴方向所占的格数T（S）时间倍率与X轴方7（周期）向波形格数的乘积F（HZ）（频率）根据周期算出来的频率频率误差计算值与函数信号电源显示值之间的差值实验二单管放大电路的研究一实验目的1掌握模拟电路实验板的连接方法。2学会设置和调整放大器的静态工作点。3掌握放大电路放大倍数，输入电阻和输出电阻的测量方法。4改变RW1观察输出波形的变化。5改变RC和RL的阻值，分别测量输出电压值，从而分析对放大倍数的影响。二实验内容1静态工作点的调试与测量。2放大倍数AV的测量。3输入电阻和输出电阻的测量。4观察并分析静态工作点对放大器的输出波形的影响。5观察RC和RL的变化对输出波形和放大倍数的影响。三预习要求1复习单管放大电路的原理。实验原理的简介电路接成分压式偏置电路时，当流过偏置电阻RW1；R2；R4的电流远大于晶体管的基极电流IB时，（约为510倍的IB），则静态工作点可用下式估算RB28VBVCC（RB1RW1RB2）VBVBEVBICIEREEREEVCEVCCICRCIEREE电压放大倍数电压放大倍数电压放大倍数RC/RLAVRBEBE输入电阻RIRB1/RB2/RBEBE输出电阻RORC2弄清放大电路的调试步骤和测试方法。3思考题（1）当电路的输出波形出现饱和失真和截止失真时，电路该怎样调试；（2）对本实验来说，如果输入信号UI加大，输出信号的波形将产生什么失真（3）在测量放大器放大倍数时，使用晶体管毫伏表而不用万用表，为什么四实验步骤1静态工作点的调试和测试电路图如下9Q1RB215KGNDBCEC12VC147UUSRL127KC247URL210KRW147KRC27KS1UIRE15KC3100US2RS2KS3XYRB120KE（1）电路的连接把电路连接成分压偏置电路的形式，即上偏置电阻为RW1和20K，下偏置电阻为15K，集电极电阻取27K，发射极电阻取15K，（2）静态工作点的调试方法一在无交流输入信号的情况下，调节RW1，使VB达到35V左右，即可认为工作点已调好，然后用直流电压表和直流电流表分别测量静态工作点各个参数，填入表1。注（IC电流的测量，可采用URC/RC）方法二在输入端X点加F1KHZ的正弦交流信号，反复调节信号源电压和RW1电位器，当输出波形UO出现失真时饱和失真和截止失真同时对称出现，即可认为工作点已调好。表1静态工作点的测试值测试值计算值（60）测试条件VBVVEVVCVICMAVBEVVCEVICMARBE（）VB35（V）2基本放大器的增益测试在输入端X点加F1KHZ的正弦交流信号，用示波器观察输出波形UO达到不失真，根据表格要求，用晶体管毫伏表测出UO和UI的电压值。10即可求得AUUO/UI。将测试数据填入表2。表2电压放大倍数和输出电阻的测试值测试条件测试数据由测试值计算理论计算（60）RCRLUI（MV）UO（V）AVAVRL/RBE27KUO27K10KUOUO不失真27K27KUO3输入电阻RI的测试不加RS时输入信号加在X点，在输出信号UO不失真的情况下，测出UO。然后加入RS2K，输入信号（大小不变）加在Y点，即应维持输入信号大小不变，测出UO，可根据下式计算出RI。UORIRS（UOUO）表3输入电阻（RI）的测试值测试条件测试值由测试值计算理论计算值UOVUOVRIRIUO不失真114输出电阻RO的测试电路的输出阻抗是指从集电极看入的阻抗，为此RC值可以固定的情况下，在输入信号相同的条件下，分别测出RL27K时的UO和RL时的UO，然后根据下式算出RO（UOUO）RORL（注UO和UO可利用表2数据）UO表4输出电阻（RO）的测试值测试条件测试值由测试值计算理论计算值UOVUOVROROUO不失真5工作点对波形失真的影响调节RW1，当RW1增大时，使静态IC变小，输出波形将产生截止失真；反之则将产生饱和失真。分别记录各种状态下的波形。UOUOTTRW1阻值过大，波形为失真RW1阻值过小，波形为失12真6观察RC和RL的改变对输出波形和电压放大倍数的影响。五实验报告要求1报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤。2画出电路图。3分别列出各测量数据的数据表格，并进行各种计算，画出波形图。4将所测数据与理论值相比较，分析误差原因。实验三单管放大电路的负载线及其最大不失真输出的研究一实验目的1了解单管放大电路的直流负载线与交流负载线的含义。2了解造成放大电路输出电压失真的原因。二实验内容；1用实验方法测绘单管放大电路的直流负载线与交流负载线。2测量单管放大电路的最大不失真输出电压。13三预习要求1认真阅读实验指导书，搞清直流负载线和交流负载线的测绘方法。2如何调整电路参数，使单管放大电路获得最大不失真输出电压。四实验步骤1直流负载线的测绘在图1所示电路中令UI0，调节RB使电路的静态集电极电流从083MA之间变化，分别测量对应不同电流下的UCE值（填入表格），将上述所测得的点连接起来，即为电路的直流负载线。RWQ1R100KUIUOUTRL39K0RC39K12VC247UFRS10KC147UFRB图1ICMA08115225283UCEV2交流负载线的测绘14调节RB使电路的静态工作点置于IC15MA（UCE6V）的状态下，接入UI（F1KHZ），其数值由小增大，同时用示波器观察放大器输出电压UO的波形。对照图2，可见随着UI的增大，输出电压的正半周首先出现失真，测出此时的UO（临界值）。则图中M点的坐标电压值连接M与Q点，延伸此线即为电路的交流负载线。3合适的工作点选择通过分析可知，在现有情况下，如果改变静态工作点（将IC值提高），可在一定程度上提高最大不失真输出电压。试分析一下针对本电路的参数，IC应调至何值，才能最大限度提高电路的最大不失真输出，并用实验证实。五实验报告要求1报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2将测试结果与理论分析作比较，并说明测绘直流负载线与交流负载线的依据。OECMU2153分析在已知VCC、RC、RL的情况下，为提高电路的最大不失真输出电压，应如何选择电路的静态工作点。实验四结型场效应管用作电子开关的研究一实验目的1学会用晶体管图示仪测量场效应管的特性及其参数。2了解场效应管作电子开关的性能和特点。二实验内容1用晶体管图示仪测量结型场效应管（3DJ7）的夹断电压。2测试结型场效应管（3DJ7）用作模拟开关电路时的特性。3测试模拟开关的导通电阻RON及切断电阻ROFF。三预习要求1了解场效应管的工作原理，转移特性，输出特性及主要参数。2复习场效应管作电子开关的原理和特点。16四实验步骤1用晶体管图示仪测出3DJ7的夹断电压。由于场效应管是一个电压控制元件，故在用晶体管图示仪测量时，要注意阶梯信号要放在电压档，负极性加在栅极，详细步骤请看仪器说明书。2用3DJ7作模拟开关，按图1所示电路接线。3取输入电压为正弦波且UI1V有效值,RL10K,测出用3DJ7作模拟开关电路时的特性用示波器观察。求（1）当UG为何值时，此场效应管全通，即UOUI。（2）当UG为何值时，此场效应管全断，即UO0。用电压表分别测出UG值。4测量模拟开关的导通电阻RON及切断电阻ROFF的值。（1）测导通电阻RON测试电路图如图1所示，取输入UI17V，RL130，再取UG为某一值，使3DJ7导通，用电压表测出输出UO，则模拟开关的导通电阻RON近似为RON（UIUO）/UORL（2）测关断电阻ROFF。测试电路图如图1所示，取输入UI17V，RL10M，再取UG为某一值，使3DJ7截止，用电压表测出输出UO，则模拟开关的关断17电阻ROFF近似为ROFF（UIUO）/UORL五实验报告要求1实验报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2画出测试电路图，总结测试方法。3整理实验数据，并与理论分析进行比较。实验五负反馈放大器的研究报告一实验目的1掌握负反馈对放大器性能的影响和改善。2熟练掌握放大器的静态工作点、放大倍数、输入电阻、输出电阻的调试和测量方法。3掌握负反馈的幅频特性和相频特性的调试和测量方法。二实验内容1调整和测量静态工作点。2研究负反馈对放大器放大倍数稳定性的影响。3研究负反馈（电压串联）对输入输出阻抗的影响。4研究负反馈对放大器非线性失真的改善情况。三预习要求181复习电压串联负反馈电路的原理及电路的计算方法。实验原理的简介负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用，虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数、提高输入电阻、降低输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。主要性能指标如下闭环电压放大倍数AVAVF1AVFV反馈系数反馈系数反馈系数RE11FVRFRE11输入电阻输入电阻输入电阻RIF1AVFVRI输出电阻输出电阻输出电阻ROROF1AVFV2掌握放大电路的一般调试方法和测试手段。3复习负反馈对放大性能改善的原理和定量分析。四实验步骤1按下面的电路图接线19RW1100KRB2110KXUIR15KRE221KEC12VC247URC227KRF10KRB1215KC147UBRE2151ERW2100KCYUSC4100URC12KRL36KRB1110KRS2KFC547URB1215KS2BCS1Q1GNDRE11100Q2ERE121KC3100URF2静态工作点的调试和测试将电路接成开环状态，即反馈电阻RF接地，负载开路，在输入端X点加1KHZ正弦波信号，同时反复调节RW1，RW2和信号源电压UI，当输出波形UO出现失真时饱和失真和截止失真同时对称出现，即可认为工作点已调好。（此时可用直流电压表测量一下VCE1和VCE2是否为45V，若不在此范围可适当调节RW1和RW2，使VCE1和VCE2等于45V）。然后用直流电压表和直流电流表分别测量静态工作点各个参数，填入表1。表1静态工作点的测试单位V测试条件测试值VC1VB1VE1VC2VB2VE2UO达到不失真203研究负反馈对放大器放大倍数稳定性的影响在X点加1KHZ正弦信号，并要求输出波形不失真，然后在开环（RF接地）和闭环（RF接E）的状态下，分别测量带负载和不带负载的两种情况下的UI和UO，再分别计算电压放大倍数，电压稳定性。填入表2。表2电压放大倍数，稳定性的测试值测试值计算值测试条件UIVUOV放大倍数RLUOA开环RL36KUOADA/ARLUOFAVF闭环RL36KUOFAVFDAF/AF4研究负反馈（电压串联）对输入、输出阻抗的影响（1）输入电阻的测试输入信号从Y点输入，利用输入端电阻RS，求取输入信号电流，测出RS前后的信号US和UI（但也必需使输出波形在不失真的情况下才能测量）填入表3，可根据下式计算出RI。表3输入电阻的测试测试值计算值测试条件USMVUIMV输入电阻开环RI闭环RIFUI21开环RIRSUSUI闭环RIF1AVFVRI（2）输出电阻的测试把电路接成开环状态或闭环状态，分别测出不带负载时的输出电压（UO）和带负载时的输出电压（UO），填入表4，可根据下式计算出RO。表4输出电阻的测试测试值计算值测试条件UO（RL）UO（RL36K）输出电阻开环RO闭环ROFUO开环RO（1）RLUORO闭环ROF1AVFV5观察负反馈对放大器非线性失真改善的情况在开环下加大输入信号，使UO失真，然后在相同的信号下，将电路接成闭环的，观察输出波形改善的情况。并记录下来。6频率特性的改善把电路接成开环状态或闭环状态，分别测出它们的上限频率（FH）和下限频率（FL），并进行比较。五实验报告要求1报告中应包括实验目的，实验内容，实验步骤。2整理各测量数据并与理论值相比较。22实验六电压并联负反馈放大器基本特性研究一实验目的1了解电压并联负反馈放大器的组成。2分析并用实验方法证实这种深度负反馈放大器的闭环增益、闭环输入输出电阻与其开环增益、开环输入输出电阻以及负反馈系数间所存在的对应关系。23二实验内容1从手册上查阅所用集成放大器的电压增益、输入电阻、输出电阻，在此基础上结合实验电路的结构及电路参数计算出此反馈结构中基本放大器的有关参数ARO、RIO与ROO。2应用反馈放大器的理论，计算出电路的闭环增益及闭环输入输出电阻ARF、RIF、与ROF。3用实验方法测试此反馈放大器的闭环增益与闭环输入输出电阻。三预习要求1熟悉电压并联负反馈放大器的组成。2了解深度负反馈放大器闭环增益、闭环输入输出电阻与其开环增益、开环输入输出电阻以及反馈系数间存在的对应关系。3对实验电路进行分析，计算出它的开环增益、开环输入输出电阻及闭环增益、闭环输入输出电阻。四实验步骤1对实验电路进行分析，计算出它的开环增益、开环输入输出电阻及闭环增益、闭环输入输出电阻。图1为一典型的电压并联负反馈放大器，图中所用的集成运算放大器，可用图2所示的电路来等效。24在图2中，RI表示此集成运算放大器的输入电阻，AU为电压增益，即AUUO/UID，RO为输出电阻，此三个数据均可在手册上找到。现将图2所示的等效电路取代图1中的集成运算放大器，并根据反馈理论绘出整个电路的开环放大器部分，并计算出相应开环放大器的增益ARO，开环输入电阻RIO以及开环输出电阻ROO，最后在上述分析的基础上，计算出电路的闭环参数ARF，RIF和ROF。2闭环增益测量按图3接线，此放大器的闭环增益可表示为ARFUO/IIN，现设IIN以01MA为间隔，从0调至1MA，测出电路对应的十个输出电压数据填入表格中，即可获得此放大器的输入输出特性，从中可计算得ARF值。IINMA0102030405UOVIINMA0607080910UOV3闭环输入电阻的测量25按图4接线，选择合适的RW，测出当RW断开与接入时不同的输出电压UO与UO（建议RW选53，用四位半数字电压表测试）。则RIFUOUO/UORW4闭环输出电阻的测量按图5接线，选择合适的RL（建议RL选560，用四位半数字电压表测试）。测出当RL断开与接入时不同的输出电压UO与UO值。则ROFUOUO/UORL五实验报告要求1报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2简述本实验用来测量测量此电压并联负反馈放大器的增益ARF、输入电阻RIF以及输出电阻ROF的依据，并附上实际测量结果。3将以上数据与理论分析作一比较并加相应说明。实验七差动放大电路性能测试的研究一实验目的1加深理解差动放大电路的特点，掌握差动放大器不同输入信号方法时的各技术性能的测试。（对差模信号和共模信号进行分析）。2熟悉基本差动放大电路与具有恒流源差动放大电路的性能差别。加深对差26动放大器有关特性的理解。3了解差动放大器的抗共模信号的能力。二实验内容1实验电路如图1所示，按要求接好线路。2完成基本差放和具有恒流源差放的测试内容三预习要求1复习差动放大电路的原理。实验原理的简介差动放大器是由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当RE10K时，构成基本的差动放大器。调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号UI0时，双端输出电压UO0。RE为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。当RP与Q3相连时，构成具有恒流源的差动放大器。它用晶体管恒流源代替发射极电阻RE，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。（1）静态工作点的估算基本差动放大电路|VEE|VBEIEQ（认为VB1VB20）RE1ICQ1ICQ2IEQ2VCEQ1VCEQ2（VCCVEE）ICQRC2IEQRC（2）差模电压放大倍数和共模电压放大倍数单端输出RL27AD2RSRBE1RP/2RLAC2RE2搞清差动放大电路的调试进程和测量方法。3思考题1对于基本差动放大电路，VCEIC2测量差动放大电路的静态工作点时，为什么要把输入端A、B接地四实验步骤（一）基本差动放大电路的研究把电路接成基本差动放大电路，即RP接1。1静态工作点的测量将A、B两端分别接地，调节RP，使UO1UO20。用万用表测量VCE1、VCE2、VRC，求出IC。填入表1。28RA10KRP100RPAUO2RE351KQ1RB10KVCC9V1RC282K2Q2Q3R262KUO1RE10KVEE9VRC182KR13KB表1静态工作点的测量单位电压（V）；电流（MA）测试条件测试结果理论计算VCE1VCE2IC1IC2VCE1VCE2IC1IC2RE10K2差模增益AVD的测量将B端接地，A端加输入信号，调节信号源的输出电压，使UI50MV（F1KHZ），同时用示波器观察U01、U02的输出波形（注意它们之间的相位关系），在输出信号不失真的情况下，记录U01、U02的输出波形，用交流毫伏表测出U01、U02值，填入表2，则电路的差模增益为29AVDU01/UI或U02/UI表2差模增益AVD的测量单位电压（V）测试条件测试结果（差模）UIU01AVDU01、U02波形U01U0不失真RE10KU023共模增益AVC的测量将B端与地断开，A端与B端连接在一起加入输入信号，调节信号源使UI1V，同时用示波器观察U01、U02的输出波形（注意它们之间的相位关系），记录U01、U02的输出波形，用交流毫伏表测出U01、U02值，填入表3，则电路的共模增益为AVCU01/UI或U02/UI表3共模增益AVC的测量单位电压（V）测试条件测试结果（共模）UIU01AVCU01、U02波形U01U0不失真RE10KU0230（二）有恒流源差动放大电路的研究电路改接成具有恒流源结构差动放大电路，即RP接2。1静态工作点的测量先不接UI，将A、B两端分别接地，用万用表测出VCE1、VCE2、VCE3、VRC1，VRC2，求出IC1；IC2；IC3。填入表4。表4静态工作点的测量（具有恒流源）单位电压（V）；电流（MA）测试条件测试结果VCE1VCE2VCE3IC1IC2IC3具有恒流源计算条件计算结果VCE1VCE2VCE3IC1IC2IC3具有恒流源2差模增益AVD的测量将B端接地，A端加输入信号，调节信号源的输出电压，UI50MV（F1KHZ），同时用示波器观察U01、U02的输出波形（注意它们之间的相位关系），在输出信号不失真的情况下，记录U01、U02的输出波形，用交流毫伏表测出U01、U02值，填入表5，则电路的差模增益为AVDU01/UI。或U02/UI表5差模增益AVD的测量单位电压（V）31测试条件测试结果（差模）UIU01AVDU01、U02波形U01U0不失真具有恒流源U023共模增益AVC的测量将B端与地断开，A端与B端连接在一起加入输入信号，调节信号源使UI1V，同时用示波器观察U01、U02的输出波形（注意它们之间的相位关系），记录U01、U02的输出波形，用交流毫伏表测出U01、U02值，填入表6，则电路的共模增益为AVCU01/UI或U02/UI表6共模增益AVC的测量单位电压（V）测试条件测试结果（共模）UIU01AVCU01、U02波形U01U0不失真具有恒流源U02五实验报告要求1实验报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2画出各种状态的输出波形。32实验八差动放大器共模输入电压范围的研究一实验目的1掌握对差动放大器共模输入电压范围进行测试的方法。2通过对两种不同结构差动放大器的共模输入电压范围的分析以及与实际测量结果相比较，进一步加深对差动放大器有关特性的理解。二实验内容1分析与测试具有公共发射极电阻形式差动放大器的共模输入电压范围。2分析与测试具有恒流源形式差动放大器的共模输入电压范围。三预习要求1熟悉射极耦合型差动放大器和带射极恒流源的差动放大器的电路结构。2了解上述两种差动放大器工作特性的异同点。3搞清差动放大器最大共模输入电压的含义。4若取管子的70，试计算上述两种差动放大器的共模输入电压范围。四实验步骤1具有公共发射极电阻形式差动放大器的共模输入电压范围测试。1如图1所示，先置UIC0，测量此时电路的静态工作点IC1、UCE1，IC2、UCE2值。33UO19VRC182KRC282KVCC9VUIC100VEERPQ2UO2Q1RE310K2逐步增加UIC值，当UICUICM时，将开始出现使T1、T2进入饱和的现象，此UICM即为该放大器的最大正向共模输入电压。将理论计算及测量结果填入下表UICV0123445实测UCE1V实测UCE2V理论计算UCEV3改UIC为负值，并逐步从0增大此电压，当UICUICM时，将出现使T1、T2进入截止状态，此UICM即为该放大器的最大负向共模输入电压。将理论计算及测量结果填入下表UICV123468实测UCE1V实测UCE2V理论计算UCEV2具有恒流源形式差动放大器的共模输入电压范围测试1如图2所示，先置UIC0，测量此时电路的静态工作点IC1、UCE1，IC2、UCE2，IC3、UCE3值。34UO19VRC182KRC282KVCC9VRE351KUIC100R262KQ3R13KRPQ2UO20Q1VEE2逐步增加UIC值，当UICUICM时，将开始出现使T1、T2进入饱和的现象，此UICM即为该放大器的最大正向共模输入电压。将理论计算及测量结果填入下表UICV0246810实测UCE1V实测UCE2V理论计算UCEV3改UIC为负值，并逐步从0增大此电压，当UICUICM时，将出现使T3进入饱和状态，此UICM即为该放大器的最大负向共模输入电压。将理论计算及测量结果填入下表UICV12468实测UCE1V实测UCE2V理论计算UCEV五实验报告要求351报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2画出实验电路图，标出元件参数设计值。3列表写出实验测试数据（当共模输入信号UIC取不同值时，实测UCE1和UCE2的值），并和理论计算值比较。4实验结果的分析和说明。实验九集成运算放大器的参数测试一实验目的1了解集成运算放大器主要参数的基本定义。2掌握集成运算放大器主要参数的测试方法。二实验内容1测量运算放大器的输入失调电压UOS。2测量运算放大器的输入失调电流IOS。3测量运算放大器的开环差模增益AOD。四预习要求1复习运算放大器主要参数的定义，结合实验指导书，弄懂各参数的基本测试方法。2查阅待测器件型号的参数，以便与实测数据进行比较。一实验步骤1集成运算放大器主要参数的测试可用以下电路来构成。360R100KR210KRF100K10S3UO02R100K3274615VVOUTOS1OS2S203274615VVOUTOS1OS2RF100KS1USRI100R110KRI100图中第一个运算放大器A1为待测器件，第二个运算放大器A2为辅助放大器。测试前须根据不同的测量要求接好开关S1、S2、S3。2输入失调电压UOS的测试测试电路见图闭合开关S1和S2，将开关S3置于“1”位置，用电压表测量输出端偏差电压UO，则失调电压UOS近似为UOSUO/1RF/RI3输入失调电流IOS的测试测试电路见图首先将开关S1和S2同时合上，开关S3置于“1”位置，此时的测试电路就是输入失调电压的测试电路。测出A2的输出电压为UO。然后将开关S1和S2同时断开，测出A2的输出电压U“O。则可得出输入失调电流近似为IOSUOU“ORI/RRIRF4开环差模增益AOD的测试测试电路见图闭合开关S1和S2，将开关S3置于“2”位置，让交流正弦信号电压US加入到闭环测试电路中去（测试频率应低于该运放的第一极点频率约7HZ20HZ），用交流毫伏表测出A2的交流输出电压UO。（用示波器观察输出波形不失真）。则可得出交流开环电压增益为37ADWUSRIRF/RIUO五实验报告要求；1报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2分别绘出用来测量UOS、IOS、AOD的电路图，并分析这种测试方法的依据。3简述测量过程，列出测量结果，并与手册上的数据进行比较。实验十运算放大器的基本运算一实验目的1掌握运算放大器实现基本运算的原理。2熟悉运算放大器用作比例、加法和微分运算的基本电路和性能。二实验内容1设计一个反相比例运算电路，通过测试证实其符合设计要求。2设计一个加法运算电路，通过测试证实其符合设计要求。3设计一个微分运算电路，通过测试证实其符合设计要求。三预习要求1复习集成运算放大器实现基本运算的原理。实验原理的简介集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。38理想运算放大器特性在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。开环电压增益AUD输入阻抗RI输出阻抗RO0带宽FBW失调与漂移均为零等。理想运放在线性应用时的两个重要特性（1）输出电压UO与输入电压之间满足关系式UOAUD（UU）由于AUD，而UO为有限值，因此，UU0。即UU，称为“虚短”。（2）由于RI，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIB0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。2分别画出实现反相比例、加法、和减法运算的电路原理图，并算出有关参数。3熟悉741型集成运放的结构、性能和管脚排列。四实验步骤1反相比例放大器1设计安装一个如图1所示的反相比例放大器，使其满足下列关系式UO3UI39UOR110KRF30K3267145UI图12在图1所示的电路中，电路的输入端加1KHZ的正弦信号，用示波器观察输出波形，当输出波形达到不失真时，用交流毫伏表分别测出UO和UI，填入表1。表1反相比例放大器数据测试值测量值理论计算值误差率输入电压UI输入电压UO放大倍数AV2微分电路设计安装一个如图2所示的微分电路，并记录该电路的输入和输出波形。输入端加入500HZ的方波信号。40001UCRF10K3267145R110KUOUI图2VITVOT413加法器1设计安装一个如图3所示的加法器，使其满足下列关系式VO（3V12V2V3）V1RW310KV1R330KV2R51KRF30KVEE12VVORW110KR215K3267145VCC12VV3V2RW210KR110KV3图3表2反相比例加法电路的数据测试值测量值理论计算值误差率输入电压V1输入电压V2输入电压V3输出电压VO五实验报告要求1报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等等。422将测试反相比例放大器所得的数据与理论值进行比较，若有差异，试分析造成这种差异的原因。实验十一积分器与三角波发生器特性研究一实验目的1熟悉集成运放构成的积分器的运算关系和应用。2了解三角波发生器的电路特性。二实验内容1测试积分器在不同参数下的输入输出波形。2研究由积分器与比较器组成的三角波发生器的组成原理及参数测试。三预习要求431熟悉积分器和三角波发生器电路的工作原理。实验原理的简介（1）为构成反向端输入的“反函数型积分电路”，应该在输入回路中采用电阻元件R1，而在反馈回路中的元件，它的电流和电压之间成微分关系（积分的反函数）。即流过电容的电流和它两端的电压关系是DVCICCDT从而得出输入和输出的关系为VOVIT/RC2三角波发生器是有两部分组成，第一部分是同相输入的迟滞型电压比较器（注意带正反馈），第二部分是为积分器，比较器的输出UOUT1作为积分器的输入信号，而积分器的输出信号UOUT2又反馈回去作为比较器的输入信号，它们共同构成闭合环路。该电路的震荡周期与UOUT2为T（4R4R1）C/R2UOUT2（R1UOUT1）/R22分析积分器在不同参数下的输入输出波形。3了解三角波发生器输出波形的频率、振幅与电路参数间的关系。4思考题在图1所示的电路中，若VI是一个频率为400HZ、幅值为06V的方波，则输出的波形有何不同四实验步骤1观察积分器的输出波形44R110K01UFC3267145UIRF30KUO图11在图1所示的电路中，已知UI为一个频率为400HZ、幅值为4V的方波，测绘在此情况下UO的波形。VI（V）TVOVT2将输入输出数据记入表1。表1R1VIVVOVTMS10K2三角波发生器特性研究45R31KOUT1R210KOUT2R610KC101UR151KR410KR510K32671453267145图2（1）分析图2电路的工作原理，推导在图示参数下此三角波的频率及振幅之表达式，并通过实验证实之。（2）用双综示波器同时观察和记录UOUT1和UOUT2的波形，注意它们之间的相位关系。（3）从示波器上读出UOUT1和UOUT2的最大值及周期T，分别记入表2。（4）如要改成锯齿波发生器，电路将如何改动UOUT1（V）TUOUT2（V）46T表2UOUT1（V）UOUT2（V）周期T（MS）频率F（HZ）五实验报告要求1报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2画出电路原理图，标上设计的电路参数。3画出实验所测到的积分器输出波形。实验十二集成运算放大器带负载能力的研究一实验目的1了解集成运算放大器的输出特性。2研究扩大集成运算放大器输出电流的方法。二实验内容471对一个给定的运算放大器，测试其在不同输出电压下的输出特性。2配置一个用来提高其负载能力的辅助电路并测绘此时该放大器的输出特性。三预习要求1运算放大器的输出特性测试UOILILM图2图1所示的电路是一个电压增益为10的反相放大器，放大器的负载由电位器RW组成。此放大器的输出特性曲线可由图2所示。如图中所示，当IL逐步增大时放大器的输出UO随之逐步降低，这根线的斜率反映了放大器的输出阻抗。当ILILM时，UO急聚下跌，此时运算放大器内部有关器件的工作点已偏离了线性工作区。本实验的做法是先令放大器置于空载情况下，通过调节UI分别置UO于5V、10V，在每个不同的UO值下改变RW（由大到小）测出一组（共2根）特性曲线。482对扩大放大器负载能力的研究图3是一个带有扩大负载电流措施的放大器。由TP、TN组成推挽结构。其目的可使UO具有正负二个方向的输出。由于TP、TN的缓冲作用，只需选用合适的管子则放大器负载电流可大为增加。重复上述步骤，记录测量结果。四实验报告要求1报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2针对步骤1、2所测得的二组数据分别以UO为参量绘出二组曲线族。3对每组曲线的规律作一分析。4思考一下若要求上述放大器的负载电流在输出电压为10V时达到3A，则电路中的元器件应如何选择。实验十三二阶低通有源滤器的设计一实验目的1加深对有源滤波器特性的理解，熟悉二阶压控电压源低通滤波器电路参数的计算。492掌握有源滤波器幅频特性的测试方法。3学会用ORCAD软件对有源波滤器进行模拟调试和分析。二实验内容1设计一个低通滤波器。1指标截止频率FO300HZQ1衰减为40DB/十倍频程2参考电路见下图。图中R1R210K，运放选用UA7412实验调整并测试其幅频特性，并绘制归一化幅频特性曲线。3用ORCAD软件对有源波滤器进行模拟调试和分析。三预习要求1根据电路推导设计公式，估算电路中参数的值，列出元件清单。2画出理论归一化曲线。3拟定测试步骤。4思考题1如何检查电路静态工作是否正常。2在输入端加入信号时，信号的大小将对输出产生什么影响İ3IT12KTK503怎样用实验来测定FO4如何进行归一的数据处理频率以F/FO表示，幅值以20LGAU/AUP表示。四实验步骤1安装调试电路。2实验测试其幅频特性（在截止频率处多设置几个测试点）3对设计的电路，用ORCAD软件进行模拟仿真和分析，并和实验结果进行比较。五实验报告要求1实验目的2实验内容3实验步骤4实验结果的分析和讨论。1整理实验数据，列出数据表格，画出归一化幅频特性曲线。2分析产生误差的原因。3实验中的故障处理。4用ORCAD软件进行模拟访真和分析的结果。实验十四正弦波发生器的设计与调试一实验目的1掌握正弦波发生器电路的参数设计方法。512学会正弦波发生器电路的调试方法。3掌握测试RC串并联选频网络及幅频特性的方法。4了解自动稳幅系统的作用与电路的构成。二实验内容1参数设计一个正弦波发生器电路，它的频率约159HZ，并且可调的。2测试RC串并联选频网络的幅频特性。3设计两种不同的自动稳幅系统，接入图1电路，并分别进行调试。三预习要求1复习RC正弦波发生器电路的组成及其震荡条件。实验原理的简介从RC串并联网络的频率特性已知当O1/2RC时，网络的正反馈系数FF/O1/3，F与O相位差0，由于运放开环放大倍数较大，AF1，使O为方波，因此用（R1RP）构成负反馈，降低放大倍数，使A（FF）1，即AO/I,FF/ORP/RPR1RD，其中RDR4/RD，RD为二极管的动态电阻，因此O/I（FF）/O必为1，此时O为正弦波。2按电路的技术指标设计出该电路。3思考题1电源电压至少需要选用多大其大小对电路的影响如何2频率特性测试中，频率测试点的分布怎样选取较好四实验步骤；1RC串并联选频网络幅频特性的测试，按图1电路接线。52R110K图1UI01UC2UO01UC1R210K调试方法UI加1V的正弦波信号，调节信号发生器的频率，从50HZ开始每增加一次频率记录一次UO，当UO最大时所对应的频率即是FO，便可获得该电路的幅频特性。将所测数据填入下表。根据表格数据绘制幅频特性曲线。F（HZ）F0UO（V）UO（V）F0F532正弦波发生器电路的调试与测量按（图2）接线。调试方法先将RP调到最小，因为此时负反馈也最小，F1/3F0用示波器可观察到非正弦波波形，然后再逐渐增加RP，使UO逐渐变为正弦波为止，此时即符合AF1，如果再增大RP，则FF则成负反馈放大器，此时震荡器停振。01UC1R210KD2D1图201UC2UORP3267145R410KR110KR310K测试条件测量值输出波形UOUFVTMSUO为最大不失真五实验报告要求1报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2根据电路，按指标计算电路参数。3测绘图示RC串并联选频网络的幅频特性。54实验十五矩形波发生器的设计与调试一实验目的1掌握单运放矩形波发生器的参数设计方法。2学会矩形波发生器的电路调整方法。二实验内容1设计一个频率可调的矩形波发生器。1指标频率F在500HZ5KHZ范围内连续可调。幅度UOM在06V范围内连续可调。2参考电路R1RP2RP1R322KU13274615VVOUTOS1OS200C102DW2301KUOR222K22KRP3图中RP1调节重复频率。RP2调节回差，以保证在元件值（尤其是C）有误差时也可使频率可调范围符合设计要求。RP3调节幅度。552设计一个占空比T1/T22080连续可调的矩形波发生器。在电路中采用二极管的方法，在原电路基础上加以改进，使之变成占空比较小或较大的矩形波发生器。至少画出两种电路形式。并观察和测试实验结果。三预习要求1根据电路，按设计指标计算电路参数，列出元件清单。2画出能得到较小或较大占空比的电路图。3思考题1理想运放条件下的UO、U、U各点的波形关系。2频率（或周期）测定中，示波器观察哪点波形最合理（考虑示波器输入阻抗接入电路的影响程度）四实验步骤1按电路图接线，调整RP2使RP1最大和最小时的重复频率符合设计要求。测定最高最低频率值测定最高最低频率值，并观察记录两极端位置时的各点对应波形，包括幅值参数和占空比。2调节RP3，测定并记录最高最低幅度值。3测出并记录所用电阻（包括RP2值），供分析实验结果用。4根据自行设计的占空比可调的矩形波发生器接线，测出占空比可调范围。五实验报告要求1报告中应包括实验目的、实验内容、实验步骤等。2根据频率可调矩形波发生器电路，按指标计算电路参数。3画出占空比可调矩形波发生器实验电路，标上参数，并写出实测结果。56实验十六施密特电路的设计与讨论一实验目的1掌握比较电路基本特性。2熟悉施密特电路的设计。3学会电压传输特性的测试方法。二实验内容1用运放UA741设计二个电路，以分别满足图示二种电压传输特性。UOV68UOV68UIVUIV6868图1图22测试其电压传输特性。三预习要求1复习施密特电路的组成及其基本特性。2用741设计二个电路，以分别满足上图二种电压传输特性。3拟定电压传输特性的测试步骤。四实验步骤1按自行设计的电路接线，并调试好线路。572验证电路是否符合设计要求。五实验报告要求1实验目的。2实验内容。3实验电路图及其参数。4电路的调整及性能测试结果。58实验十七峰值保持电路特性分析一实验目的1通过对一个给定峰值保持电路的分析，加深对峰值保持电路组成及功能的理解。2掌握峰值保持电路各点的工作波形，及电容参数对电路的影响。二实验内容1输入一个三角波，观察此峰值保持电路各点的工作波形。2改变电路的部分参数，重复