模拟电路应用实验指导(计算机类专业2015版)

1、模拟电路应用实验讲义 (计算机类专业-2015版)2015年10月模拟电路实验板简介图0.1 电源模块实验板模拟实验台每套包含电源模块板、基础实验模块版、扩展实验模块板等三块实验板。1、电源模块板面板如图0.1，设置有：4位半0-20V数字直流电压测量表1块、4位半0-20mA数字直流电流测量表1块；±12V直流电压源各1路、+5V直流电源1路、-5V+5V连续可调直流电压源2路、0-20V连续可调直流电压源1路；12V交流电源输出1路；0-5V幅值可调的1KHz正弦信号输出1路。2、基础实验模块板面板如图0.2所示，设置了三极管放大电路、场效应管放大电路、差分放大电路、比例运算电路

2、、RC正弦波产生电路、比较器和波形变换电路、有源滤波电路、直流电源图0.2 模电基础实验板布局图电路等8个实验模块单元，另外设置了1个电源转接模块单元，方便供电连线。3、扩展实验模块板面板如图0.3所示，设置了方波、三角波、正弦波产生及变换电路，功率放大电路，可控增益放大电路，恒流充电电路，窗口电压检测电路、稳压稳流直流电源电路等六大功能模块电路，同时设立了分立元件单元，包含常用电阻、电容、三极管、运放和多圈电位器，方便设计电路选用。图0.3 模电扩展实验板布局图实验一 晶体管放大电路实验一、实验目的1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路和射极输出器的组成。2、掌握放大电路静态工作点的调试方法，

3、加深静态工作点对放大电路性能的影响。3、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。二、预习要求1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路和射极输出器的构成。2、熟悉共射放大电路和和射极输出器静态工作点及调试方法。3、 什么是信号源电压us？什么是放大器的输入信号ui？什么是放大器的输出信号uo？如何用示波器和交流毫伏表测量这些信号？4、 如何通过动态指标的测量求出放大器的电压放大倍数AV、输入电阻Ri和输出电阻Ro？5、 了解负载变化对放大器的放大倍数的影响。6、 观察静态工作点选择得不合适或输入信号ui过大所造成的失真现象，从而掌握放大器不失真的条件。三、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、

4、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。图1.1 三极管共射放大电路四、实验内容及步骤1、连线如图1.1所示的分压式偏置共射放大电路。2、 共射放大电路静态工作点的测量接通电源VCC，调节电位器RP1，使发射极电位UE2.6V，用直流电压表测量UB、UC以及电阻RC1上的电压URc的值，填入表1.1中。表1.1 静态直流工作点参数测量测 量 值 （V）计 算 值UEUBUCURcIE（mA）IC（mA）UCE（V）3、 共射放大电路交流参数测量维持已调好的静态工作点不变，在输入端加入f1kHz、us100mVrms的正弦波信号，分别用交流毫伏表和双踪示波器测量us、ui、uo的值，并观察输

5、入、输出波形及其相位，将结果填入表1.2中。表1.2 动态交流参数测量条件测量值（mV）计 算 值波 形RLusuiuoAVAVSRiRo输入（ui）输出（uo）2k输入电阻和输出电阻的计算方法如下： 式中：uoo为RL时的输出开路电压，uo2k时的输出负载电压。 4、观察静态工作点的变化对波形失真的影响在最大不失真输入信号us不变的情况下，改变P1，用示波器分别观察到上部或下部削顶现象，将示波器观察波形填入表1.3中，然后撤除输入信号us，用数字直流电压表测量UC填入表1.3中。表1.3 饱和失真与截止失真失真类型波 形UC（V）uiuo截止失真饱和失真5、电路故障状况观察图1.1电路中Ce

6、1开路时的故障现象观察、Re12短路时的故障现象观察，记录观察结果。图1.2 三极管共集放大电路6、连线如图1.2所示的为共集放大电路。（说明：集电极电阻采用导线短路连接）7、共集放大电路静态工作点的调试调节RP1，使UB约为5V，用直流电压表测量的UC、UE的数据，将结果填入表1.4中。表1.4 静态直流工作点参数测量UB（V）UE（V）UC（V）测量值8、共集放大电路交流参数测量us输入幅值预置为300mVrms的1kHz正弦波，但应使电路输出在整个测量过程中不失真，在负载电阻RL和RL2k的情况下，测量us、ui、uo数据，将测量数据填入表1.5中，并分别计算有关参数，输入电阻及输出电阻

7、的计算方法参见共射放大电路。表1.5 动态交流参数测量RL测量值（mV）计算参数usuiuoRiRo2k五、要求与思考1、整理实验数据，并对实验数据进行比较和分析。2、假设放大电路的参数为180、Rb160 k、Rb220 k、RCRL2.4 k、Re1100、Re21k、VCC12V，估算图2.1放大器的静态工作点Q、AV、Ri、Ro。3、当调节偏置电阻Rb1，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降UCE怎样变化？4、改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有无影响？改变外接负载电阻RL对输出电阻Ro有无影响？5、实验中为什么一定要将示波器、交流毫伏表、函数信号发生器的接地端连接在

8、一起？如果不连接在一起，或者将其中一种仪器的信号端和接地端换位，将会出现什么问题？6、设Rb160k、180，理论计算图2.2的静态工作点并与实测值相比较。7、根据实验数据和波形，分析射极输出器的性能和特点。实验二 运算放大器应用综合实验一、实验目的1、 了解运算放大器的基本使用方法，学会使用通用型线性运放A741。2、 应用集成运放构成基本运算电路比例运算电路，测定它们的运算关系。3、 掌握加法、减法运算电路的构成、基本工作原理和测试方法。4、 了解RC桥式正弦波振荡电路的组成及振荡条件。5、 学会调试RC桥式正弦波振荡电路和测量电路输出波形的频率、幅度。二、预习要求1、 集成电路运算放大器

9、的主要参数。2、 同相比例、反相比例电路的构成以及输出、输入之间的运算关系。3、 加法、减法电路的构成及运算关系。4、 预习RC桥式正弦波振荡电路的构成，工作原理、了解各元器件的作用。5、 RC桥式正弦波振荡电路的起振条件、频率的计算。三、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。四、实验内容及步骤1、反相比例运算反相比例运算电路如图2.1所示，按图接线。根据表2.1给定的ui值，测量对应的uo值并记入表2.1中。并用示波器观察输入Vi和输出Vo波形及相位。理论值： 注意：当Vi为直流信号时，ui直接从实验台上的-5+5V直流电源上获取，用数

10、字直流电压表分别测量ui、uo。当ui为交流信号时，ui由函数信号发生器提供频率为1kHz正弦波信号，用交流毫伏表分别测量ui、uo。（下同）图2.1 反相比例运算电路表2.1测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。表2.1 反相比例参数测量直流信号（mV）1KHz正弦信号（mVrms）ui200-200500-500100200300500实测值uo理论值uo实测|AV|2、同相比例运算同相比例运算电路如图2.2所示，根据表2.2给定的ui值，测量对应的uo值并记入表2.2中。并用示波器观察输入ui和输出uo波形及相位。理论值： uO（1RfR3）ui=

11、11ui。图2.2 同相比例运算电路表2.2测量结束后，将Rf改为电位器Rp，观察输入ui一定，调节Rp，输出的变化规律。表2.2 同相比例参数测量直流信号（mV）1KHz正弦信号（mVrms）ui200-200500-500100200300500实测值uo理论值uo实测|AV|3、加法运算加法运算原理电路如图2.3。根据表2.3给定的ui1、ui2值，测量对应的uo值，并记入表2.3中。理论计算：uo=-Rf/R3（ui1+ui2）=-10（ui1+ui2），对于反相输入满足的条件是R3=R4。ui1、ui2输入直流时，分别从两路-5+5V可调直流电源电压获取。ui1、ui2输入交流正弦信

12、号时，将电源板上的正弦输出信号分别加载到扩展板Rp3、Rp4电位器上下两端，两个电位器中间端分别输出ui1、ui2，用数字交流毫伏表测量输出符合要求即可。 图2.3 加法运算电路（反相输入）表2.3 加法电路测量信号源直流信号源（V）1KHz正弦信号（Vrms）ui100.20.2-0.6-0.200.10.10.20.3ui20.10.1-0.30.2-0.30.050.050.10.10.2实测值Vo计算值Vo 4、减法运算减法运算原理电路如图2.4所示。根据表2.4给定的ui1、ui2值，测量对应的uo值，并记入表2.4中。理论计算：uo=（1+Rf/R3）ui1- Rf/R3ui2=1

13、1 ui1-10 ui2。图2.4 减法运算电路ui1、ui2输入直流时，分别从两路-5+5V可调直流电源电压获取。ui1、ui2输入交流正弦信号时，将电源板上的正弦输出信号分别加载到扩展板Rp3、Rp4电位器上下两端，两个电位器中间端分别输出ui1、ui2，用数字交流毫伏表测量输出符合要求即可。表2.4 减法电路测量信号源直流信号源（V）1KHz正弦信号（Vrms）ui11.00.80.6-0.2-0.200.50.50.2ui21.20.6-0.50.4-0.50. 500.20.5实测值uo计算值uo5、图2.5为RC桥式正弦波振荡电路。电路由放大器和反馈网络组成。图2.5 RC桥式正弦

14、波振荡电路6、有稳幅环节的文氏电桥振荡器 如图，此时RR1R310k、CC1C30.01F。接通电源，用示波器观察有无正弦波电压uo输出。若无输出，可适当调节RP，使uo为无明显失真、稳定的正弦波。用示波器和毫伏表测量uo、uf的峰峰值、有效值和输出频率fo，并填入表2.5和表2.6中。表2.5 基本RC正弦波振荡电路uo（V）uf（V）fo（kHz）峰峰值（VPP）有效值（Vrms） 将C2与C1并联，将C4与C3并联，此时RR1R310k、CC1/C2C3/C40.02F时的uo波形，要求在波形不失真的情况下，用示波器和毫伏表测量uo、uf的峰峰值、有效值和输出频率fo，填入表2.6中。表2.6 基本RC正弦波振荡电路参数测量测试条件R10k、C0.01FR10k、C0.02F 测试项目uo（V）fo（kHz）uo（V）fo（Hz）最小最大最高最低计算值最小最大最高最低计算值 峰峰值uo（Vpp）有效值uo（Vrms）五、要求与思考1、如果将ui继续加大（如ui1V），uo是否符合比例运算，按比