模拟电路虚拟实验教学系统实验指导书

1、 模拟电路虚拟实验指导书模拟电路虚拟实验教学系统 实验指导书(OWVLab ACS)北京邮电大学 北京润尼尔网络科技有限公司目 录一、系统使用说明41、实验环境41.1整体界面42、实验操作52.1器材栏52.1.1器材栏概述52.1.2 器材栏操作72.2 实验台82.2.1 器材操作82.2.2器材连线92.3属性栏92.3.1概述92.3.2属性栏操作10二、典型实验181、典型实验指导书181.1实验一：测量三极管电流放大倍数（值）181.2实验二：二极管伏安特性的测量201.3实验三：二极管限幅电路221.4实验四：二极管桥式整流电路241.5实验五：单管交流放大电路261.6实验六

2、：稳压二极管特性测试291.7实验七：应用稳压二极管的双向限幅电路321.8实验八：双极型晶体管主要参数的测量341.9实验九：晶体管共发射极单管放大电路371.10实验十：射极跟随器电路411.11实验十一：差分放大电路441.12实验十二：互补对称放大电路单电源互补对称481.13实验十三：结型场效应管放大电路传输特性测量531.14实验十四：结型场效应管放大电路551.15实验十五：放大电路的频率特性及f测试571.16实验十六：放大电路的频率特性共发射极601.17实验十七：放大电路的频率特性共集极631.18实验十八：共射共基组合放大电路651.19实验十九：负反馈放大器两级电压串联

3、负反馈681.20实验二十：负反馈放大器无内阻731.21实验二十一：负反馈放大器电流串联负反馈761.22实验二十二：集成运算放大器指标测试开环实验791.23实验二十三：集成运算放大器指标测试闭环实验821.24实验二十四：集成运算放大器的基本应用反相电路851.25实验二十五：集成运算放大器的基本应用单电源反相电路901.26实验二十六：算放大器的基本应用积分电路921.27实验二十七：集成运算放大器的基本应用微分电路941.28实验二十八：集成运算放大器的基本应用同相加法电路961.29实验二十九：集成运算放大器的基本应用加减法电路981.30实验三十：集成运算放大器的基本应用低通滤波

4、器1001.31实验三十一：集成运算放大器的基本应用高通滤波器1031.32实验三十二：集成运算放大器的基本应用过零比较器1051.33实验三十三：集成运算放大器的基本应用滞迴比较器1071.34实验三十四：集成运算放大器的基本应用窗口比较器1091.35实验三十五：集成运算放大器的基本应用RC桥式正弦波1111.36实验三十六：集成运算放大器的基本应用方波发生器1131.37实验三十七：集成运算放大器的基本应用方波三角波振荡电路1161.38实验三十八：集成运算放大器的基本应用压控锯齿波振荡电路118附录：泰克示波器测量电压及时长的方法120一、系统使用说明本系统是针对各类大中专院校模拟电路

5、实验课程配套开发的可在网上开展的虚拟实验室，软件由课程实验仿真平台和虚拟实验教学管理系统两部分组成。仿真平台模拟真实实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境；虚拟实验教学管理系统提供全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：实验前的预习、实验的开课管理、典型实验库的维护、实验教学安排、实验过程的指导、实验结果的批改、实验成绩统计查询等功能，为实验教学环境提供服务并开展应用。可满足高校和各类培训机构实验教学环节的需要，尤其适用于远程教学。1、实验环境1.1整体界面实验区实验操作平台界面包括实验平台、器材栏和属性栏三部分，属性栏位置可自由移动（单击边框，鼠标拖动）。如图1-1所示。属性栏器材

6、栏图1-1 整体界面实验区：在此区域中，搭建实验电路，进行实验操作，仪表读数等。器材栏：提供当前实验所要使用的器材。使用器材的图标和相应描述文字进行显示和说明。属性栏：提供用户在实验区中所选择的器材的属性和和对复杂器材的操作。2、实验操作2.1器材栏2.1.1器材栏概述2.1.1.1 器材栏种类课程实验仿真台提供了十三大类136种实验器材模型：² 电阻：57种常用阻值的电阻、1个可自定义阻值的电阻和1个滑动变阻器² 电容：9种常用电容值的电容和1个可自定义电容值的电容² 电感：2种常用电感值的电感和1个可自定义电感值的电感² 二极管：6种一般二极管和5种

7、稳压管² 结型场效应管：3种JFET-NJF场效应管和2种JFET-PJF场效应管² 双极型晶体管：7种BJT-PNP晶体管和17种BJT-NPN晶体管² 仪器仪表：数字直流电流表、数字直流电压表、数字交流电流表、数字交流电压表、万用表、信号发生器、示波器、直流稳压电源、功率计、简易信号发生器、泰克示波器、岩崎示波器、频率计、固纬示波器² 集成运算放大器：A741、OP37AJ、741 ² 三端稳压器：LM7805CT三端稳压器² 线性变压器：TS_PQ4_10变压器² 桥堆：1B4B42桥堆² 开关：单刀单掷开关

8、、单刀双掷开关² 继电器：EDR201A05、CONTROL_NO² 其它：电位器、滑动变阻器普通电阻：普通电容：结型场效应管：双极型晶体管：二极管：电感：三端稳压器线性变压器桥堆滑动变阻器集成运算放大器信号发生器：数字直流电压表：数字直流电流表：数字交流电压表数字交流电流表功率计单刀单掷开关单刀双掷开关万用表：直流稳压电源：泰克示波器：岩崎示波器：固维示波器：图1-2 器材栏小图标含义2.1.1.2 器材实物栏器材实物栏由各类器材实物及符号显示，呈树状。点击器材树的结点处，可以打开或收起各类器材列表。2.1.2 器材栏操作2.1.2.1 显示和关闭器材栏在实验平台任意位置

9、单击鼠标右键，弹出如图1-3窗口，点击【显示器材栏】，弹出器材实物栏及器材属性窗口，如图1-4所示，从器材实物栏中可以选择实验所需要的器材。当器材栏窗口处于显示状态下，在实验平台任意位置单击鼠标右键，弹出如图1-5的关闭器材栏窗口。点击【关闭器材栏】，器材实物栏及属性将被隐藏。图1-3 显示器材栏窗口图1-5关闭器材栏窗口图1- 器材栏及器材属性窗口2.2 实验台2.2.1 器材操作2.2.1.1 添加器材选择器材栏的某个器材并单击鼠标左键，然后将光标移动到实验平台的合适位置（这期间可以放开鼠标左键），再单击左键，这时，系统会自动在该器材实物的四周加上红框，如图1-6所示，表示该器材的有效操作

10、区域，现在的所有操作都是针对它进行的。于是所选器材实物将被添加到实验平台上。图1-6 添加器材2.2.1.2移动器材实验器材添加到实验平台上后，可以自由移动器材的位置。选中器材后，单击左键并拖动，器材随光标在实验平台内任意移动，直到位置满意为止，放开左键，器材在新位置上显示出来。2.2.1.3删除器材选择实验平台的器材，单击右键会出现如图1-7所示的菜单。菜单中包含“关闭器材栏”、“删除器材”、“属性”三项功能。单击【删除器材】，出现如图1-8所示的对话框，点击【确定】按钮即可完成删除该器材的操作。图1-7 右键菜单图1-8 删除器材将鼠标移到实验平台的空白处，点击右键出现如图1-9所示的菜单

11、，点击【删除全部器材】，出现如图1-10所示的对话框，点击【确定】按钮，可将平台上的全部器材删除图1-9 删除所有器材图1-10 删除全部器材2.2.2器材连线实验区的器材，均有接线处。器材节点（接线处）用黑色圆环表示。当光标在某一节点附近，光标变成小手形状，此时单击左键，从此点拖出蓝色导线。导线随光标位置移动。当光标靠近另一个黑色圆环时，在圆环处单击左键，完成连线，导线固定。导线的删除：单击某一导线，导线变粗，右键单击导线，弹出菜单选择删除导线。导线没有属性栏。导线特性如下：（1）导线为直线，且只能为竖直或水平方向。（2）两条导线可交叉，互不影响。（4）两条导线除节点可相同外，不能出现重合部

12、分。（5）导线可拐弯，拖出待连导线后，在任意空白处单击左键，可作为固定的拐点。点击右键表示放弃连线。（6）同一节点可同时连接多根导线。2.3属性栏2.3.1概述每一器材的属性栏均由“属性设置”和“使用说明”两页组成。单击按钮处可以显示相应的内容。利用“属性设置”页可实现对数字直流电流表、数字直流电压表、万用表、信号发生器、示波器五种器材的实际按钮、按键等的操作。对电阻、电容、电感等器材进行参数和名称设置。“使用说明”页用文字介绍该器材的使用方法和注意事项。2.3.2属性栏操作2.3.2.1属性栏的显示1、器材栏中的全部器材都有对应的属性栏。导线没有属性栏。2、通过在在器材上点击右键选择“属性”

13、，可以显示属性栏。3、所有器材的属性栏可以同时显示。2.3.2.2属性栏的移动和关闭1、属性栏移动将光标移动到属性栏的最上方横条框处，左键单击后拖动，放开左键，属性栏移动到当前虚线框停留的位置。2、关闭属性栏点击属性栏的“确定”或者关闭按钮就可关闭属性栏。2.3.2.3属性栏具体操作1、属性设置页在属性栏中的属性设置页面中，可以对当前器材的属性进行设置。2、使用说明页在属性栏中，选择“使用说明”，在这里可以对当前器材的功能进行解释说明。3、各器材具体属性l 普通电阻可进行相应的属性设置以及查看使用说明。通过“参数设置”页可对电阻的“器材名称名称”及“电阻值”两个可变参数进行设置（见图1-11）

14、：【名称】默认名字为“Rn”。n=0,1,2,3在向实验区放置一个新的电阻时，系统默认它的名称中的n的取值为：当前平台上的电阻个数减一。如平台上已有3个电阻，新放置的第4个电阻的名称将自动设置为“R3”。直接在“器材名称”编辑框内填写，然后点击“确定”，就可以给电阻改名。可输入中文、英文（大小写均可）或数字以及其他符号。【电阻值】默认电阻值为2000欧姆。 图1-11直接在“电阻值”编辑框内填写新的电阻值，然后点击“确定”，就可以改变该电阻的阻值。 也可以点击编辑栏旁边的下拉箭头，选择电阻值。固定电阻只能改变器材名称，不能改变电阻值。l 电容可进行相应的属性设置以及查看使用说明。通过“参数设置

15、”页可对电阻的“器材名称”及“电容值”两个可变参数进行设置（见图1-12）：【名称】默认名字为“Cn”。n=0,1,2,3在向实验区放置一个新的电容时，系统默认它的名称中的n的取值为：当前平台上的电容个数减一。如平台上已有3个电容，新放置的第4个电容的名称将自动设置为“C3”。直接在“器材名称”编辑框内填写，然后点击“确定”，就可以给电容改名。可输入中文、英文（大小写均可）或数字以及其他符号。【电容值】默认电阻值为0.01uF。 图1-12直接在“电容值”编辑框内填写新的电容值，然后点击“确定”，就可以改变该电容值。 也可以点击编辑栏旁边的下拉箭头，选择电容值。固定电容只能改变器材名称，不能改

16、变电容值。l 电感可进行相应的属性设置以及查看使用说明。通过“参数设置”页可对电阻的“器材名称”及“电感值”两个可变参数进行设置（见图1-13）：【名称】默认名字为“Ln”。n=0,1,2,3在向实验区放置一个新的电感时，系统默认它的名称中的n的取值为：当前平台上的电感个数减一。如平台上已有3个电感，新放置的第4个电感的名称将自动设置为“L3”。 图1-13直接在“器材名称”编辑框内填写，然后点击“确定”，就可以给电感改名。可输入中文、英文（大小写均可）或数字以及其他符号。【电感值】默认电感值为10mH。直接在“电感值”编辑框内填写新的电感值，然后点击“确定”，就可以改变该电感值。 也可以点击

17、编辑栏旁边的下拉箭头，选择电感值。固定电感只能改变器材名称，不能改变电感值。l 直流稳压电源可进行相应的属性设置以及查看使用说明（见图1-14）。正负电压输出按钮电压调节旋钮电源开关按键数值显示屏 图1-14直流稳压电源输出电压-36.9+36.9v，LED显示屏可显示电压调节值。正负电压输出按钮，当按钮弹起时输出的是正电压，按下按钮则输出负电压。l 数字直流电压表可进行相应的属性设置以及查看使用说明（见图1-15）。量程选择按钮电源开关按键数值显示屏 图1-15数字直流电压表的量程为：3mV、30mV、300mV、3V、30V、300Vl 数字直流电流表可进行相应的属性设置以及查看使用说明（

18、见图1-16）。量程选择按钮电源开关按键数值显示屏 图1-16数字直流电流表的量程为：0.2mA、2mA、20mA、200mA、2A、20Al 数字交流电压表可进行相应的属性设置以及查看使用说明（见图1-17）。量程选择按钮电源开关按键数值显示屏图1-17数字交流电压表的量程为：3mV、30mV、300mV、3V、30V、300Vl 数字交流电流表可进行相应的属性设置以及查看使用说明（见图1-18）。量程选择按钮电源开关按键数值显示屏 图1-18数字交流电流表的量程为：0.2mA、2mA、20mA、200mA、2A、20Al 万用表可进行相应的属性设置以及查看使用说明（见图1-19）。量程选择

19、旋钮电源开关按数值显示屏 图1-19直流电压有5个量程，分别为200mV、2V、20V、200V、1000V；交流电压有5个量程，分别为200mV、2V、20V、200V、750V；直流电流有4个量程，分别为2mA、20mA、200mA、20A；交流电流有4个量程，分别为2mA、20mA、200mA、20A；电阻有7个量程，分别为200、2K、20K、200K、2M、20M、200M；电容有5个量程，分别为200uF、2uF、200nF、20nF、2nF。l 信号发生器可进行相应的属性设置以及查看使用说明（见图1-20）。2019181716151413121110987654321图1-20

20、1、 电源开关按键2、 波形选择按键：正弦波3、 波形选择按键：方波4、 波形选择按键：三角波5、 确定按键6、 复位按键7、 振幅衰减按键8、 振幅调节旋钮9、 频率粗调旋钮10、 频率微调旋钮11、 振幅数值显示屏12、 频率单位选择按键：1Hz13、 频率单位选择按键：10Hz14、 频率单位选择按键：100Hz15、 频率单位选择按键：1KHz16、 频率单位选择按键：10KHz17、 频率单位选择按键：100KHz18、 频率单位选择按键：1MHz19、 频率单位选择按键：10MHz20、 频率数值显示屏l 示波器可进行相应的属性设置以及查看使用说明（见图1-21）。86432111

21、10975图1-211、 输出通道1的波形2、 输出通道2的波形3、 同时输出通道1和通道2的波形4、 通道1纵轴位置调节旋钮5、 通道1纵轴增益调节旋钮，刻度值可在面板图上直接读出6、 通道2纵轴位置调节旋钮7、 通道2纵轴增益调节旋钮，刻度值可在面板图上直接读出8、 横轴位置调节旋钮9、 横轴增益调节旋钮，刻度值可在面板图上直接读出10、 波形显示屏11、 电源开关按键二、典型实验1、典型实验指导书1.1实验一：测量三极管电流放大倍数（值）【实验目的】1. 熟悉三极管的器材参数2. 掌握三极管电流放大倍数的测量方法3. 掌握电流放大倍数的计算方法【实验器材】 1. 直流稳压电源2. 直流电

22、压表3. 三极管NPN_VIRTUAL4. 数字万用表5. 电阻、电容若干【实验步骤】1、 装接电路与简单测量图2.l 基本放大电路1) 按图2.1所示，连接电路(注意：接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)，将RP的阻值调到最大位置。2、 测量与调整a) 接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。b) 改变RP，用直流电压表测量IC和IB之路电压，c) 根据电压和电阻值计算之路电流d) 记录IC分别为2mA、3mA、4mA、5mA时三极管的测量值。e) 根据得到的测量值计算值，将得到的数值填入到下列表格中IC2mA3mA4mA5mA100.5100.536100.20100.18表1注意：

23、Ib和Ic的测量和计算方法：测Ib和Ic一般可用间接测量法，即通过测Vc和Vb，Rc和Rb计算出Ib和Ic，此法虽不直观，但操作较简单，建议初学者采用。直接测量法，即将微安表和毫安表直接串联在基极(集电极)中测量。此法直观，但操作不当容易损坏器件和仪表。不建议初学者采用。【实验报告】1. 提交表1的计算测量数据2. 写出计算放大倍数值的计算公式3. 三极管三段电压存在什么关系1.2实验二：二极管伏安特性的测量【实验目的】1. 认识二极管的电压电流关系的特性。2. 认识二极管特性在大信号应用电路中的表现。3. 掌握二极管桥式整流电路的构成。【实验预习】二极管的伏安特性，二极管的恒压降模型，二极管

24、的限幅及整流电路。【实验器材】1. 直流稳压电源2. 信号发生器3. 双踪示波器4. 万用表5. 直流电流表6. 二极管7. 电阻等【实验原理】图1 二极管伏安特性的测量基于图1电路，逐点测量二极管（1N914快恢复开关二极管）的电压vD、电流iD关系。为较准确地设定电压，用电阻分压得到vD 。【实验过程】1. 二极管伏安特性的测试按照图1电路所示，首先在实验台上搭建电路，在器材栏点击所用的器件或仪器，在实验台中的适当位置点击放置。为方便调整，电路中的R0、R1应选用器材栏中的可变电阻。二极管选用1N914（选其他的也可以），注意二极管图标上的标线端是正极端（2014/8版）。接连导线时，点击

25、器件或仪表的端点，引导连线到目的器件的端点再次点击，连线只能纵横走向，不能斜向，在需要折拐处需点击。只能在器件端点击建立连线，在线段的中间点击不能连接。接地点（Ground）在一个电路里一般只应有一个，各仪表及电源的接地端均应连线到这一接地点。表1列出管端电压vD的各测量点，要求测得相应的管电流iD。结果填入表1 。测试时，直流电源电压可固定在一个定值（例如2V），调整电阻R0或R1的阻值(双击打开其属性框)，由万用表直流电压挡读得各vD，由直流电流表(适当挡位)读得对应的iD。为便于再测试及验证，同时在表1中记录R0、R1的阻值。根据测试结果画出二极管(1N914)的伏安特性iD(vD)曲线

26、（在实验报告中）。iD(vD)应具有指数性的特征。表1：二极管（1N914）的伏安特性的测试vD(V)00.10.30.50.60.70.750.8iD(mA)0000000.0010.004电源V=2VR0/R1 (K)40/040/211.5/26/24.7/23.7/23.3/23.0/2vD(V)0.850.90.9511.021.051.08iD(mA)0.0330.1981.6119.36118.5881.64261电源V=2VR0/R1 ( K)2.5/21.7/20.5/20.1/20.05/20.01/20.002/2根据测试所得的1N914二极管伏安特性曲线，该管在大信号导

27、通后的钳位电压VDQ值应该为多少?【实验报告】1. 根据表1的测量结果。分析论述如下问题。（1） 根据表1的数据，画出二极管的伏安特性iD(vD)的曲线。根据曲线，该管在大信号导通后，在电流iD处于1070mA的范围内时，vD的钳位电压VDQ值应该为多少? 在iD(vD)曲线坐标中画出管的折线化模型。（2） 【选做】论述二极管的折线化模型。什么是折线化模型？其依据是什么？为什么使用折线化模型。解答参考：（1） 伏安特性iD(vD)的曲线如下图所示。根据iD(vD)曲线，在电流iD处于1070mA的范围内时，vD在11.05V ，可近似取VDQ为其中间值，即1.03V 。管的折线化模型如下图中绿

28、线所示。（2） 二极管的折线化模型是用两段或多段直线代替其实际的伏安特性曲线。折线化模型的依据是，二极管伏安关系为指数型，在管端电压vD在小于其阈值电压VDQ时，电流iD很小，可以被近似处理为零，而当vD大于VDQ后，iD随vD的再增大而急剧增加，以致在iD处于较大的范围内，vD只比VDQ略增大，可被近似处理为等于VDQ。管的折线化模型是一种近似模型，使用它可以简化电路的分析。1.3实验三：二极管限幅电路【实验目的】1. 认识二极管的电压电流关系的特性。2. 认识二极管特性在大信号应用电路中的表现。3. 掌握二极管桥式整流电路的构成。【实验预习】二极管的伏安特性，二极管的恒压降模型，二极管的限

29、幅及整流电路。【实验器材】1. 直流稳压电源2. 信号发生器3. 双踪示波器4. 万用表5. 直流电流表6. 二极管7. 电阻等【实验原理】图1 二极管限幅电路图1电路为利用二极管的单向限幅电路，改变直流电源电压可调整限幅电压的门限点。图1电路的设置是为了深化认识二极管伏安特性的折线化模型。【实验过程】1、二极管限幅电路当输入信号在一定范围内时，限幅电路的输出vo与输入vi的波形相同，当vi超出范围时，vo保持在定值，不再随vi改变。利用二极管正向导通后两端电压vD表现出的钳位性（钳位电压VDQ，硅管的的经验值一般取为0.7V），可以实现限幅。图1电路中，R0为限流电阻，目的是限制二极管的导通

30、电流，避免其因过流而损坏。1N914平均整流输出电流(IF)为75mA , 浪涌电流可达1A。电路中输入电压vi为幅度4V的正弦波信号，流过R0的电流为正弦顶状脉冲，幅度IDm为Vim-(VX+VDQ)/R0，为保证足够的裕量，取IDm74mA，由此得出R0的下限值，约27。取R0为100欧姆。按照图1在实验台构建电路，信号源用幅度4V，频率500Hz的正弦电压。用双踪示波器（泰克）观察、测量输入、输出信号波形，结果在表2中记录。测量精度±10% 。测量时使用示波器的Voltage标尺。适时点击（泰克）示波器的“Run/Stop”按钮，使曲线恰显示到满屏时停止。点击 “CURSOR”

31、按钮，再点击控制按钮（示波器屏右侧按钮列的最上一个），使示波器屏上出现测量电压的两条水平标线，旋转示波器面板上的“垂直”区的两个“位置”旋钮，调整标线的上下位置，在示波器屏右下方读得测量值。表1：二极管限幅电路正弦信号源（vi）幅度4V，频率500Hz 限流电阻R0=100vi、vo 的波形（剪切图）vo 的波形，限幅电压值为多少限幅电压1.9V（由示波器屏上光标Voltage测得）如果二极管正负极对调，或者电源换为负极性，或者二极管和限流电阻R0的位置对调，电路呈现什么样的限幅特性？实验者可自行试之。【实验报告】根据表1的实验结果。分析如下问题。（1） 在实验中流过二极管的电流iD的范围是多

32、少？（2） 【选做】论述限流电阻R0的作用及取值范围。解答参考：（1）根据表2中的测量，限幅电压为1.9V， iD为正弦顶状脉冲，峰值(4-1.9)/R0=2.1mA。iD的范围02.1mA（2）限流电阻R0是为了限制流过二极管的导通电流iD， 使iD的平均值不超过管参数(平均正向整流电流IF)，如果超过，在实际工作中的二极管会因过热烧毁。1.4实验四：二极管桥式整流电路【实验目的】1. 认识二极管的电压电流关系的特性。2. 认识二极管特性在大信号应用电路中的表现。3. 掌握二极管桥式整流电路的构成。【实验预习】二极管的伏安特性，二极管的恒压降模型，二极管的限幅及整流电路。【实验器材】1. 直

33、流稳压电源2. 信号发生器3. 双踪示波器4. 万用表5. 直流电流表6. 二极管7. 电阻等【实验原理】图1 二极管桥式整流电路图1电路为二极管桥式整流电路。图1电路的设置是为了深化认识二极管伏安特性的折线化模型。【实验过程】1. 二极管桥式整流电路整流电路的目的是为了从交流电源得到直流信号，二极管桥式电路是经典的整流电路。在图3 所示电路中，二极管D0D3呈桥式结构。当变压器次级输出电压vT2上正下负时，二极管D0、D3导通，D1、D2截止，负载RL得到的电压vo为正向，而当vT2上负下正时，D1、D2导通， D0、D3截止， vo仍为正向。按照图1在实验台搭建电路，二极管可选用1N914

34、或其他整流型二极管， RL为1K。信号源选简易信号源，按表3设置。注：变压器的变比为1:0.08 。表1：二极管整流实验电路信号源正弦波、50Hz、310V变压器次级输出信号vT2、负载输出电压信号vo的示波器屏幕剪切图vT2的幅度VT2m，vo的幅度VomVT2m=24.5V ，Vom=23.6V图1电路的输出电压vo为脉动型，不能认为vo就是直流信号。为得到直流电压，应在输出电阻并联滤波电容C，C的容量应满足RLC(35)T/2 。实验者可自行试之。【实验报告】1. 根据表3的实验结果。分析如下问题。（1） 分别叙述变压器次级电压vT2正半周期及负半周时，电流的流经通路。（2） vo的幅度

35、为什么比vT2的低，理论上会低多少？解答参考：（1）当vT2上正下负时，电流通路为变压器次级正端D0RLD3次级负端，vo得正半周电压。当vT2上负下正时，电流通路为变压器次级负端D2RLD1次级端正，vo得正半周电压。（2）vo的幅度比vT2的低两个二极管钳位电压值。1.5实验五：单管交流放大电路【实验目的】1. 熟悉电子元器件2. 掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响3. 学习测量放大电路Q点，AV，ri，ro的方法，了解共射极电路特性4. 学习放大电路的动态性能【实验器材】 1. 直流稳压电源2. 信号发生器3. 直流电压表4. 示波器5. 三极管NPN_VIRTUA

36、L6. 数字万用表7. 电阻、电容若干【实验步骤】1、 调整直流工作点：按图2.2接线，调整RP使VE=1.0V（精确度为3%）计算并填表2.1。图2.2 工作点稳定的放大电路表2.1实测实测计算VE(V)VB(V)VBE(V)VCE(V)Rb(K)IB(A)IC(mA)1.7412.4290.61911.52342、交流特性的研究b) 按图2.2的基础上调Rb使Vc为6V。c) 将信号发生器的输出信号调到f=1KHz，接至放大电路的A点，Vi点得到5mV的小信号，观察Vi和VO端波形，并比较相位。d) 信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察VO不失真时的最大值并填表2.2。表2.2实测实测

37、计算Vi(mV)VO(V)AV50.23880.383110.525140.661e) 保持Vi=5mV不变，空载时调VC到6V，放大电路接入负载RL，按表2.3中给定不同参数的情况下测量Vi和VO，并将计算结果填表中。表2.3给定参数实测实测计算RCRLVi(mV)VO(V)AV5K5K170.7915K2K170.2983、测放大电路输入，输出电阻f) 输入电阻测量。在输入端串接一个5K1电阻,输出端连接负载电阻，如图2.4，测量VS与Vi，即可计算ri。图2.4 输入电阻测量i. 输出电阻测量，保持ui不变(见图2.5）图2.5 输出电阻测量在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的RL值

38、使放大电路输出不失真(接示波器监视)，测量带负载时VL和空载时的VO，即可计算出rO。将上述测量及计算结果填入表2.5中。表2.5测算输入电阻（设：RS=5K1）测算输出电阻实测测算估算实测测算估算VS(mV)Vi(mV)riRiVORL=VORL=RO(K)RO(K)1.6实验六：稳压二极管特性测试【实验目的】1. 认识稳压二极管的电压电流关系。2. 了解稳压二极管的稳压应用电路。【实验预习】稳压二极管的伏安特性，稳压二极管的动态电阻，基于稳压二极管的稳压电路。【实验器材】1. 直流稳压电源2. 万用表3. 信号发生器4. 双踪示波器5. 稳压二极管6. 电阻等【实验原理】iD(mA)vD(

39、V)01763.3+-vDiD图3 1N4728A的稳压工作区特性曲线图1 稳压特性的测试图1电路为典型的二极管稳压电路，稳压二极管工作于反向击穿状态，当电源电压或负载RL在一定范围内变化，二极管两端的电压保持在其额定电压，相对变化很小。稳压二极管1N4728A的稳压工作区特性曲线如图3所示，额定稳压值是3.3V，最大功耗1.3W，在电流76mA时的动态电阻rZ为10欧姆。动态电阻越小，稳压特性越佳。【实验内容】1. 稳压特性的测试在图1电路中，在电源电压VS高于二极管的反向击穿电压时，VS经过限流电阻R0使二极管反向击穿，为负载RL提供额定稳压值VZ0。当VS或RL在一定范围内改变时，只要流

40、过稳压二极管的电流iZ在其稳压范围（IZminIZmax）内，二极管可保证其两端电压vD在VZ0点的相对改变量足够小。限流电阻R0的作用是隔离电源和稳压二极管，保证管电流iZ在其稳压范围（IZminIZmax）内。对图1电路，当负载电阻RL为定值，电源电压VS在VSminVSmax范围内，iZ的范围处于iZminiZmax 。iZmin和iZmax分别如式-a、-b所示。 iZmin= -a iZmax= -b在图1电路中，VS在3.55V范围内，在稳压范围IZmin为1mA，取IZmax为76mA，RL为3.3K。将以上数值代入式可得限流电阻R0的取值范围是20100欧姆。电路中取R0为80

41、。在实验台按图1搭建电路，器件及仪表从器材栏中点击、放置。稳压二极管选用1N4728A。注意二极管图标中有暗线端为正极。按照表1分别设置电源电压值VS，用万用表的直流挡读得稳压二极管两端的输出电压vo 。用直流电流表测量流经二极管的电流iZ 。在表1中记录测量结果并计算相应的数值。为认识稳压特性，表1中要求计算管击穿状态下的管端电压vZ相对VZD的变化量vZ/VZD。VZD为管击穿工作后管端电压vZ的平均值，可认为是稳压二极管在实际电路中的稳压值。表1中还要求计算管导通后的动态电阻rZ和管耗功率PZ 。rZ可以用vZ/iZ近似计算 。为各测量挡的增量。PZ为管电压vZ、电流iZ的乘积。表1：稳

42、压二极管（1N4728A）稳压特性的测试 电源电压VS/V22.533.544.555.5输出电压vo=vZ (V)1.952.442.933.213.253.273.293.3流过稳压二极管的电流iZ (mA)0.00.00.02.558.3614.2620.2626.29稳压二极管的工作状态管未反向击穿，vo为R0与RL对VS的分压值同左同左反向击穿状态同左同左同左同左VZD(V)/3.2643.2643.2643.2643.264vZ/VZD/-1.65%-0.43%0.18%0.8%1.1%动态电阻rZ ()/1106.93.43.31.7管耗功率PZ( mW)0008.227.174

43、6.666.786.8表1的测试及计算意图巩固以下认识。 稳压二极管在反向击穿后，两端电压vZ表现的稳压特性，是指当电源电压或负载改变致使管电流iZ改变时，vZ的相对变化足够小，并不是在数学上不变。 动态电阻rZ越小，稳压特性越好。在本实验中，iZ越大，rZ越小。 稳压二极管提供稳压特性是以损耗功率PZ为代价的，iZ越大，PZ也会越大。【实验报告】1 根据表1的测试、计算结果。分析论述：稳压二极管的稳压特性和其动态电阻rZ、工作电流iZ、消耗功率PZ的（趋势性）一般关系。rZ越小，稳压特性越好， PZ随iZ增大而增大。在本实验中，iZ越大，rZ越小。iZ的上限受器件最大功率损耗的限制。1.7实

44、验七：应用稳压二极管的双向限幅电路【实验目的】1. 认识稳压二极管的电压电流关系。2. 了解稳压二极管的稳压应用电路。【实验预习】稳压二极管的伏安特性，稳压二极管的动态电阻，基于稳压二极管的稳压电路。【实验器材】1. 直流稳压电源2. 万用表3. 信号发生器4. 双踪示波器5. 稳压二极管6. 电阻等【实验原理】iD(mA)vD(V)01763.3+-vDiD图3 1N4728A的稳压工作区特性曲线图2 应用稳压二极管的双向限幅电路【实验内容】1. 应用稳压二极管实现的双向限幅电路图2电路常用于限制输出电压最大值及最小值。在实验台搭建好电路后，信号源按表2的要求设置，用双踪示波器（泰克）观察信

45、号源信号vi及稳压输出信号vo。在表2中记录信号波形。为全面了解稳压二极管在电路中的表现，将图电路中的直流稳压电源换为信号发生器，设置信号发生器为正弦波，频率100Hz，幅度5V。直流电流表去掉。用双踪示波器（泰克）观察信号源信号vi及稳压输出信号vo。在表2中记录信号波形。记录示波器波形时，适时点击（泰克）示波器的“Run/Stop”按钮，使曲线恰显示到满屏时停止。用windows系统的截图工具完成剪切，在表2格中粘贴。表2：稳压二极管电路的信号波形信号源：正弦波，频率100Hz，电压幅度5V信号源输出vi和稳压二极管输出电压vo （波形剪切图）图1电路图2电路【实验报告】1. 根据表2的结

46、果。分析论述： 在输入表2给定的信号源电压时，图1、图2电路的输出波形中的上、下限幅时段，稳压二极管各处于什么状态？ 【选做】稳压二极管的反向击穿和正向导通都可以表现出限幅特性，这两种工作状态有哪些不同？ 图1电路输出电压波形的上限幅时段，稳压二极管D0正向导通，以正向钳位电压（硅管一般0.7V）限幅。在下限幅时段，D0反向击穿，以击穿电压（标称值3.3V）限幅。图2电路输出电压波形的上限幅时段，稳压二极管D0反向击穿，D1正向导通；在下限幅时段，稳压二极管D0正向导通，D1反向击穿。二极管正向导通后，管电压电流为指数型关系，钳位性是简化处理的结果，对通用类的任何型号的硅管，钳位电压都在0.7

47、V左右。稳压二极管反向击穿后，电压电流不是指数型关系，击穿电压和动态电阻可根据需要制作。稳压二极管反向击穿的限幅特性优于正向钳位。1.8实验八：双极型晶体管主要参数的测量【实验目的】加深对双极型晶体管特性的认识。了解管的主要参数的定义及测试【实验器材】1. 直流稳压电源2. 双极型晶体管3. 电压表4. 电流表5. 万用表6. 电阻电容【实验步骤】用图1所示的实验电路测量晶体管的输入特性iB(vBE) 和输出特性iC(vCE)。图1 双极型晶体管输入输出特性的测量【实验过程】1、 晶体管输入特性iB(vBE) 的测量按照图1在实验平台中搭建电路，晶体管选用NPN型管2N2222 。调整R2及R

48、1的阻值，使管基极电流IB按表1中给出的数值递增。由万用表读出管基极、发射极间电压VBE，由直流电流表读出基极电流IB、集电极电流IC的数值，计算管的电流放大倍数和。结果填入表1 。根据表1得到的结果在实验报告中绘制输入特性iB(vBE)的曲线。表1：晶体管输入特性iB(vBE) 的测量VBE / V00.70.740.760.780.790.80.810.820.820.830.830.84IB /mA00.010.050.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0IC /mA01.61710.020.1439.3757.5874.4790.52105.8120.5134.41

49、47.9160.91622002011971921861811761721681641611621682031921821691611531471391351302、 晶体管最大输出电流ICM的测量根据双极型晶体管的特性，在直流工作点电流IBQ、ICQ过小或者过大的场合，管的电流放大倍数会有所减小，从实验1的测量中应该能看出这一趋势。晶体管的最大输出电流ICM一般是这样定义的，当随工作点电流ICQ增大而下降到其标称值的三分之二时，工作点电流为管的最大输出电流ICM 。当管输出电流iC超过ICM后，由于的减小，输出信号中将出现较严重的非线性失真 。根据实验1的测量，可将的标称值定为200（IBQ

50、 =0.1mA、ICQ 20mA）。在图1给出电路中，调整R2及R1的阻值使IB、IC增大，随之减小到130（）时，记录此时的IC作为管的ICM。作为比较，再测量减小到约66（）时管电流。按表2记录结果。精度3% 。表2：晶体管的最大输出电流ICM的测量标称值200 时=IC2-IC1=(20.14-10)=10.14mA=IC2-IC1=(160.9-147.9)=13mA=IC2-IC1=(442-435)=7mA=IB2-IB1=(0.1-0.05)=0.05mA=IB2-IB1=(1.0-0.9)=0.1mA=IB2-IB1=(4.5-4.05)=0.1mA=3、 晶体管输出特性曲线iC(vCE)的测量在基极电流iB为定值的情况下，管输出电流iC和输出端电压vCE的关系是晶体管的输出特性。完整的输出特性通常用一族曲线（分别对应iB等于固定差值的一组定值）表达。这里仅测量一条输出特性曲线。在图1电路中，使基极电流IB保持在0.1mA，改变直流稳压电压使集电极、发射极间电压VCE分别等于表3给出的数值，用直流电流表测量集电极电流IC对应数值。在测量