第3章模拟电子技术部分实验

1、第三章模拟电子技术局部实验§ 3.1实验一单级放大电路.实验目的1 ?加深对共射极单级小信号放大器特性的理解2. 掌握单级放大器的调试方法和特性测量3. 学习放大器的动态特性4. 熟练掌握示波器等常用电子仪器的使用方法.实验原理放大器的根本任务是不失真地放大信号，要使放大器能够正常工作,必须合理地设置静态工作点Q。图单级放大电路为了获得最大不失真的输出电压，静态工作点应该选在特性曲线上交流负载线的中点。假设工作点选得太高，就会引起饱和失真；假设工作点选得太低。就会引起截止失真，如图所示。基极电流lb的大小不同，静态工作点在负载线上的位置也就不同。即lb可以确定晶体管的工作状态，通常称

2、它为偏置电流，简称偏流。Rb称为偏置电阻。通常是改变 Rb的阻值来调节偏流lb的大小。三、实验仪器1示波器2 ?信号发生器3. 数字万用表四、实验内容及步骤1.装接电路亠丄Vrc(+12V)图312 诅级效大电路(1) 用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容 C的极性和好坏。(2) 按图所示，连接电路(注意：接线前先测量十12V电源，关断电源后 再连线)， 由于实验箱上Rbi阻值过大，需给 Rbi并联一个10K电位器。并将Rp(100K )的阻值调到较大位置。(3) 接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。2. 直流工作点的调测(Rl= 5k1?)(1)调节电路，使放大器获得最大不失

3、真的输出电压，即静态工作点在交流负 载线的中点。在放大器的输入端参加f =1kHz幅度约10-20mv的正弦波信号，信号源信号(40db)通过输入端衰减的方法，提供应放大器输入端一个幅度约10-20 mv的正弦波(Vp-p=20-40mv)。l )调大信号源幅度，利用示波器观察。使波形同时出现饱和失真和截止失真；2)调节(调大)Rp使波形只出现截止失真3 反向调节调小RP,使截止失真现象逐渐减弱，直到饱和失真和截止失真再一次同时 出现；4调小信号幅度，使输出重新只出现截止失真；5重复步骤3、4的操作，使Q点逐渐逼近交流负载线的中点。直到假设调小信号幅度，饱和失真和截止失真同时消失，调大那么同时

4、出现，贝吐匕时Q点位于交流负载线的中点，即可获得最大不失真输出电压。2断开输入信号，用万用表测量静态参数。实测V实测计算利用电位和电阻VbeVeVcVbRb(k?)Ie( mA)lc(mA)IB ( A)注：直接测量Vbe或利用Vbe = Vb Ve计算Vbe都可3?测量电压增益 Av并观察Rl对Av的影响1空载即Rl=?时的Av在放大器的输入端参加1kHz的正弦信号，输出空载，用示波器同时观察输入、输出信号。调节输入信号大小，在输出端获得最大不失真波形时此时由热噪声引入 的影响最小， 测量输入电压 Vi和 输出电压V。，将数据添入下表2测量带负载 RL=2k2?时的Av在放大器的输出端连接

5、Rl= 2k2?，重复步骤1的操作，将数据填入 下表给定参数实测Vp-p实测计算估算负载？Vi(mv)Vo(v)AvAvRL =XRL=2k2?4. 选作测放大器的输入电阻 ri和输出电阻ro1放大器的输入电阻ri在输入回路中串接一个电阻 Rs= 5k1，在电阻的左侧参加1kHz正弦信 号，调节信 号幅度，使输出信号最大不失真，用示波器测量输入信号的幅度记为Vs,那么放大器的输入电阻ri = Rs/ Vs/Vi 1 2放大器的输出电阻ro输入一确定的 Vi信号，将Rl=x时的Vo记为Vo,将Rl = 2K2?的Vo记为Vl，那么放大器的输出电阻= ( Vo / VL) l Rl将上面测量数据及

6、计算结果填入下表测输入电阻(Rs= 5k1)测输出电阻(Rl = 2K2?)实测测算估算实测测算估算V s(mv)Vi(mv)ririVo(v) R L = BVL(V)Rl = 2K2?roro五?实验报告要求1绘制实验原理图2?整理实验数据，画出必要的波形和曲线3 ?对实验结果和实验现象进行分析讨论。4?答复思考题六、思考题1. Rb代表什么？如何测量？2. Q点过咼或过低分别出现什么失真？§ 3.2实验射极跟随器、实验目的1 ?掌握射极跟随器的特性及测量方法。2 ?进一步学习放大器各项参数测量方法。、实验原理射极跟随器的电路原理图如图 所示。它是一个电压串联负反应放 由于信号从

7、发射极输出，故称该电路为射极跟随器。该电路的特点是：第一，电压放大倍数近似等于 1,这是深度电压负反应的结果。但是， 电流仍比基极电流要大得多，所以它具有一定的电流和功率放大作用；第二，输入、输出信号同相；第三，输入阻抗高，输出阻抗低；第四，输出电压能在较大范围内跟随输入电压作线性变化。大电路。它的射极三、实验仪器1 ?示波器2 ?信号发生器3?数字万用表四、实验内容与步骤1.按图322电路接线2.直流工作点的调整将电源十12v接上，在B点加f=1kHZ正弦波信号，输出端用示波器监视,反复调整 R p及信号源输出幅度，使输出幅度在示波器屏幕上得到一个最大不失真波形，然后断开输入信号，用万用表测

8、量晶体管各极对地的电位，即为该放大器静态工作点，将所测数据填入表中。表 VE (V)VB (V)VC (v)IE = VE / Re(计算)3.测量电压放大倍数Av接入负载Rl = 1kQ,在B点加f = 1kHz信号，调输入信号幅度(此时偏置 电位器Rp 不能再旋动)，用示波器观察，在输出最大不失真情况下用示波器测出Vi，Vl值，将所测数据填入表中。表 Vi (v)VL (v)AV=VL /Vi4.测量输出电阻ro在B点加f=1kHz正弦波信号，Vi =100mV左右(Vp-p=200mv可由信号源衰减20db后获得)，接上负载Rl = 2k2Q时，用示波器观察输出波形，并测出空载输出电压

9、Vo (Rl=X)，有负载输出电压 Vl ( Rl = 2k2Q)的值ro = (vo / vl 一 1) rl将所测数据填入表323中表 Vo (mv)Vl (mv)ro = (Vo / Vl 1) Rl5 .测量放大器输入电阻ri 米用换算法在输入端串入5k1 Q电阻，A点参加f =1kHz某一确定幅度的正弦信号，用示波器观察空载Rl=x输出波形，用示波器分别测 A , B点对地电位V Vi。ri = Vi / ( Vs Vi ) ?R = R /(Vs / Vi ) 1 将测量数据填入表中表 Vs (v)Vi (v)ri = R / (Vs / Vi ) 1 6.选作测射极跟随器的跟随特

10、性并测量输出电压峰峰值Vopp。接入负载Rl = 2k2 Q时，在B点参加f =1kHz的正弦信号，逐点增大输入 信号幅度 Vi，用示波器监视输出端，在波形不失真时，测出所对应的Vl值，计算出Av，并用示波器测量输出电压的峰峰值 Vopp，与使用万用表测得的对 应输出电压有效值比拟.将所测数据 填入表中。表 12345Vi (mv)vl (mv)Vopp (V)Av五、实验报告1 ?绘出实验原理电路图，标明实验的元件参数值。2.各种现象，的波形及曲线整理实验数据及说明实验中出现的得出有关的结论；画出必要3 ? 实验结果与理论计算比拟，分析产生误差的原因§ 3.3实验三负反应放大电路实

11、验目的1 ?研究负反应对放大器性能的影响。2 ?掌握反应放大器性能的测试方法。二、实验仪器1 ?双踪示波器。2 ?音频信号发生器。3?数字万用表。三、实验原理负反应在电子电路中有着非常广泛的应用。其原理是通过降低放大器的放大倍数，从而获得放大器多方面动态参数的改善。如稳定放大倍数，改善输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。因此，几乎所有的实用放大器都带有负反应。负反应放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。本实验以电压串联负反应为例，分析负反应对放大器各项性能指标的影响。四、实验内容1 ?负反应放大器开环和闭环放大倍数和输出电阻的测量廿环电路图反应放大电路图接线，R

12、F先不接入。输入端B点接入f= I kHz Vi = l mv左右的正弦波输入Imv信号采用输入端衰减法一般采用实验箱上加衰减的方法，即信号源用一个较大的信号。例如输入端A点加100mv,在实验板上经100:1衰 减电阻信号在B点降为I mv调整工作点使输出信号不失真。注意：如发现有寄生振荡，可采用以下措施消除：a重新布线，尽可能走线最短。b可在三极管eb间加几P到几百P的电容。c信号源与放大器用屏蔽线连接。如假设无法得到1mv信号，也可将信号略微取得大一些，如 4mv-10mv之间 的某值 也可。用示波器观察Uoi、uo的波形，在保证输出波形不失真和无振荡的情况下，按表331所示测量Vi、V

13、。的值，并计算 Au和r。的值。表 Vi (mv)Vo (v)Auro (甜Rl=XRL=1k5Q其中ro的计算公式是：ro =竺-1 RlUoL式中：UoO是输出端空载时的输出电压，UoL是接入负载Rl时的输出电压。2 闭环电路禾U用图中的Cf、Rf支路引入级间电压串联负反应。令f= I kHz Vi = l mv左右按表332所示，分别测量 Rl"和RL=1k5Q时V。值，并计算Auf和ro。根据实测结果，验证 Auf是否近似等于1/F，并 讨论电压级间负反应 电路的带负载能力。表 Vi (mv)Vo (mv)Aufro (甜rl=xRL=1k5 Q2.观察负反应对非线性失真的改

14、善作用此时取RL=1k5Q f = 1kHz1将图电路开环，逐步加大 Vi的幅度，使输出信号出现失真注意不要过份失真记录失真波形幅度。2将电路闭环，观察输出情况，并适当增加Vi幅度，使输出幅度接近开环时失真波形及波形幅度。(3) 选做：假设Rf= 3 kQ不变，但Rf接入1 Vi的基极，会出现什么情况？实验验证之。(4) 画出上述各步实验的波形图。3 ?测放大器频率持性(1) 将图电路先开环(此时RL=1k5 Q),选择Vi ;适当幅度(频率为1kHz)使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。(2) 保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到输出波形减小为原来的70%此时信号频率即为放大器 f h。

15、(3) 条件同上，但逐渐减小频率，测得f l。 将电路闭环，重复(1)?步骤，并将结果填入表333。表 f h ( KHz)f L (Hz):开环闭环五、实验报告2. 将实验值与理论之比拟，分析误差原因。3. 根据实验内容总结负反应对放大电路的影响3.4实验四差动放大电路实验目的1 ?熟悉差动放大器工作原理2 ?掌握差动放大器的根本测试方法二、实验仪器1 ?双踪示波器2?数字万用表3 ?信号源三、预习要求1 ?计算图的静态工作点设rbe=3k, B =100 及电压放大倍数2?在图根底上画出单端输入和共模输入的电路。四、实验原理图 这是一个带恒流源的差动放大电路。它由两个完全对称的单极共射放大

16、电路组成。它有两个输入端 Vi1和Vi2和两个输出端 Vc1和Vc2。当Vi1=Vi2=°时，由 于电路参数完全 对称，两个管子的 VBE，B和|CBO参数变化相同，使| “和1C2，和V2的变化完全相 等，使零点漂移受到抑制。当输入信号电压Vi1=-Vi2时，电 路的两个输入端大小相等、极性相反的信号电压经对称的单管放大电路放大，在输出端得到大小相等、极性相反的放大信 号。同理，当两端输入大小相等、极性经过差分，最后相同的信号电压时，在输出端得到的是大小相等、极性相同的放大了的信号电压，输出电压为零，抑制了共模信号。因此，带恒流源的差动放大电路具有静态工作点稳定、对共模信号有高抑制

17、能力，而对差模信号有放大能力的特点。根据结构，该电路有四种形式：单端输入、单端输出；单端输入、双端输 出；双端输入、单端输出；双端输入、双端输出。双端输出的差模放大 倍数为A,d RL而共模放大倍数 Ave"。共模抑制比Kcmr at：。单端输出Rb%e|Avc|时，差模放大倍数为双端输出的一半，即：AvdA_AvdAAxd，而2 2(Rb+r bj共模放大倍数AVC , Re为恒流源的等效内阻。2 Re五、实验内容及步骤1 ?测量静态工作点(1) 调零将输入端短路并接地，接通直流电源，调节电位器1Rp使双端输出电压v°°(2) 测量静态工作点测量VV2、V3各极

18、对地电压填入表中表341对地电压Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve32 ?双端输入测量差模电压放大倍数在输入端参加直流电压信号 Vid =-0.2。按表要求测量并记录，由测量 数据算出单端和双端 输出的电压放大倍数。注意调节DC信号的0UT1和0UT2使得接入时的.1和v.电压分别为+0.1v和-0.1v。3 ?双端输入测量共模电压放大倍数将输入端b1和b2短接，接到信号源的输入端，信号源另一端接地一一共模等效输入方式。DC信号分先后接OUT1和OUT2，分别测量并添入表342。由测量数据 算出单端和双端输出的电压 放大倍数。进一步算 出共模抑制 比Avd表342测量及计算值

19、输入信号Vi差模输入共模输入共模抑制比测量值(v)计算值(V )测量值(V)计算值(V)计算值(V)Vc1Vc2VoAdiAd 2Ad双VciVc2VoAiAc2AcKcmr直流+0.1v直流-0.1v4?单端输入的差放电路实验(1)在图中将b2接地，组成单端输入差动放大器，从bi端输入直流信号 V广Q1V，测量单端及双端输出，填表 记录电压值。计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比拟。表 测量电压值放大倍数输入信号M及计算值Vc1Vc2VoAd1AAd直流+0.1V直流-0.1V正弦信号(50mv、 1KHz )(选作)(2)(选作)从

20、bi端参加正弦交流信号 vi=50mv (有效值)，f=1000Hz分别测量记 录单端及双端输出电压，填入表 343 。计算单端及双端的差模放大倍数。注意 : 输入交流信号时，用示波器监 视 Vc1 和 Vc2 波形，假设有失真现象时，可减小输入电 压值，使 Vc1 和 Vc2 都不失真为止。六、实验报告1 ? 根据实测数据计算图 3.4.1 电路的静态工作点，与预习结果相比拟。2 ? 整理实验数据，计算各种接法的 几并与理论值相比拟。 3?计算实验步骤 3 中 A 和 KCMR 值。4 ? 总结差放电路的性能和特点。3.5实验五比例求和电路、实验目的1?掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路

21、的特点及性能2 ?学会上述电路的测试和分析方法二、实验仪器1 .数字万用表2. 实验箱三、预习要求1 ?计算表中的V。和Af2 .估算表3.5.2、表3.5. 3中的理论值3. 估算表、表中的理论值4 ?计算表中的V。值5 .计算表中的v。值四、实验原理集成运放是一种高放大倍数、直接耦合的多级放大器，它具有很高的开环电压增益，高输入电阻，低输出电阻，并具有较宽的通频带，所以其得到广泛的应用。五、实验内容1.电压跟随器实验电路如图所示按表内容实验并测量记录表 直流Vi V-2-0.50+0.51V ° VRl=°°rl=5K1注：输入取零时，应接地。2. 反向比例放

22、大器实验电路如图所示W图 (1)按表内容实验并测量记录。注：输入的直流电压v j (mV )需要在运放接上时进行测量表 输入直流电压V i( mV )3010030010003000输出电压V o(mV )理论估算值实测值误差(%)(2)按表内容实验并测量记录表 测试条件理论估算值(v)实测值(V)Vi=0Vi=800mv%。Rl开路，直流输入信号凸U ABV I由0变为800mv凸U R2"U R1AU OL=u 旷Vj =800mv , Rl 由开路Rl=o °rl=5K1-U 0L变为5k1 选做：测量电路的上限截止频率。波形幅度下降为原信号的 70%。3 ?同向比例

23、放大器实验电路如图RF1 一一R1100KUo10K图 (1)按表实验测量并记录。注：输入的直流电压v j (mV)需要在运放接上时进行测量表 输入直流电压V j (mV )301003001000输出电压V ° mV)理论估算值(mv)实测值(mv)误差(%)(2)按表3.5.5内容实验并测量记录。选做：测出电路的上限截止表 测试条件理论估算值(v)实测值(v)Vi=0Vi=800mv牝。ABRl开路，直流输入信号AU R2Vi由0变为800mvAU R1AU OLVi=800mv , Rl由开路变Rl虫Rl=5K1为5k1(3)频率。波形幅度下降为原信号的4. 反向求和放大电路实

24、验电路如图3.5.4所示，输入信号为直流电压按表内容进行实验测量，并与预习计算比拟。注：输入的直流电压信号大小需要在运放接上时进行测量RF10K表 Viiv0.3-0.3Vi2v0.20.2理论值Vo v测量值V o v5.双端输入求和放大电路实验电路如图所示，输入信号为直流电压。图 按表实验测量并记录。注：输入的直流电压信号大小需要在运放接上时进行测量表 Vil (v)120.2Vi2 (v)0.51.8-0.2理论值Vo v测量值Vo v六、实验报告1 ?总结本实验中 5 种运算电路的特点及性能3. 分析理论计算与实验结果误差的原因。这里讨成，这3.6 实验六集成电路 RC 正弦波振荡器R

25、C 正弦波振荡器有桥式正弦振荡器， 双 T 网络式和移相式振荡器等类型， 论桥式振荡器一、实验目的1 掌握桥式 RC 正弦波振荡器的电路构成及工作原理。2?熟悉正弦波振荡器的调整、测试方法。3. 观察 RC 参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。二、实验仪器1. 双踪示波器2. 低頻信号发生器三、预习要求1. 复习 RC 桥式振荡器的工作原理。2. 完成以下填空题：(1) 图 3.6.2 中，正反应支路是由个网络具有 特性，要改变振荡频率，只要改变 或 的数值即可。(2) 图中，2Rp和Ri组成馈，其中 用来调节放大器的放大倍数，使 AU>3 的。四、电路原理J HI- fl1

26、2 一 R r图361丸厂桥式按荡器图是RC桥式振荡器的原理电路，这个电路由两局部组成，即放大器AV和选频网络Fv。AV为由集成运放所组成的电压串联负反应放大器，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。而 Fv那么由乙、Z2组成，同时兼作正反应网络。由 图可知，Zi、Z2和Ri， R2正好形成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大器的两个输入端，桥式振荡器的名称即由此得来的这种振荡器常称为文氏桥振荡器。五、实验内容图3621按图接线，注意电阻1Rp=R1=10K需预先调好再接入。2?用示波器观察输出波形，并将测出V。的频率foi与计算值相比拟。3. 改变振荡频率在实验箱上设法使文氏桥电阻R仁30K，

27、先将1Rp调到30K，然后在R1与地端串入1个20K电阻即可。测出此时 Vo的频率fo2，并将其与计算值相比拟。注意：改变参数前，必须先关断实验箱电源开关，检查无误后再接通电源。测fo之前，应适当调节2RP使Vo无明显失真后，再测定频率。4. 测定运算放大器放大电路的闭环电压放大倍数Auf先测出图电路的输出电压 V。值后，关断实验箱电源，保持 2RP不变，断开图 362 A点接线，把低频信号发生器的输出电压调至最小接至运放同相输入端，调节Vi使Vo的频率及输出电压等于原值，测出此时的 Vi值，那么：A uf=V o /V i= 倍5. 选做：自拟详细步骤，测定 RC 串并联网络的幅频特性曲线。六、实验报告1. 电路中有哪些参数与振荡频率有关？将振荡频率的实测值与理论估算值比拟，分析产生误差的原因。2. 总结改变负反应深度对振荡器起振的幅值条件及输出波形的影响。3. 完成预习要求中第 2 项