模拟电路实验指导书

目录第一章基础实验2实验一单级共射放大电路2实验二射极跟随电路7实验三电压串联负反馈放大电路10实验四差动放大电路14实验五集成电路RC正弦波振荡器18实验六集成功率放大器22实验七共射共集放大电路26实验八比例求和运算电路30实验九微分积分电路36实验十电压比较器39第二章选作实验44实验一集成稳压电路44实验二互补对称功率放大器47实验三波形发生电路51实验四RC正弦波振荡器57实验五有源滤波器59实验六整流滤波及稳压电路62实验七串联稳压电路68实验八电流/电压转换电路71实验九电压/频率转换电路74实验十场效应管放大电路78实验十一光电耦合电路81实验十二两级阻容耦合放大电路83实验十三LC振荡器及选频放大器84实验十四波形转换电路88第一章基础实验实验一单级共射放大电路一、实验目的1掌握单级共射放大电路静态工作点的测量和调整方法。2了解电路参数变化对静态工作点的影响。3掌握单级共射放大电路动态指标的测量方法。4学习幅频特性的测量方法。二、预习要求1复习单级共射放大电路静态工作点的设置。2根据图11所示参数，估算获得最大不失真输出电压的静态工作点Q。（设50）。3复习模拟电路电压放大倍数、输入电阻以及输出电阻的计算方法。4复习饱和失真和截止失真的产生原因，并分析判断该实验电路在哪种情况下可能产生饱和失真在哪种情况下可能产生截止失真三、实验原理1、参考实验电路（注意）实验所需全部电容、三极管已焊接，实验连线时再不用连接。图11单级共射放大电路如图11所示，其中三极管选用硅管3DG6,电位器RP用来调整静态工作点。2、静态工作点的测量输入交流信号为零（VI0或II0）时，电路处于静态，三极管各电极有确定不变的电压、电流，在特性曲线上表现为一个确定点，称为静态工作点，即Q点。一般用IB、IC和VCE（或IBQ、ICQ和VCEQ）表示。实际应用中，直接测量ICQ需要断开集电极回路，比较麻烦，所以通常的做法是采用电压测量的方法来换算电流先测出发射极对地电压VE，再利用公式ICQIEQ，算出ICQ。（此法应选用内阻较高的电压表。）EVR在半导体三极管放大器的图解分析中已经学习到，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交流负载线的中点。若静态工作点选得太高，容易引起饱和失真；反之又引起截止失真（如图12所示）。对于线形放大电路，这两种工作点都是不合适的，必须对其颈性调整。此实验电路中，即通过调节电位器RP来实现静态工作点的调整RP调小，工作点增高；RP调大，工作点降低。值得注意的是，实验过程中应避免输入信号过大导致三极管工作在非线性区，否则即使工作点选择在交流负载线的中点，输出电压波形仍可能出现双向失真。QQQICQVCEQVCE/VIC/MAVCE/VIC/MATT交流负载线图123、电压放大倍数的测量电压放大倍数是指输出电压与输入电压的有效值之比VAVAOIV实验中可以用万用表分别测量出输入、输出电压，从而计算出输出波形不失真时的电压放大倍数。同时，对于图11所示电路参数，其电压放大倍数和三极管输入电阻分别为VBER；CLVBE1/ERARBE26301EQMVRIA4、输入电阻的测量输入电阻的测量原理如图13所示。VIVS被测放大电路RIRRSII图13测试输入电阻原理图电阻R的阻值已知，只需用万用表分别测出R两端的电压和，即有SVI/IIIIISISIVIR的阻值最好选取和同一个数量级，过大易引入干扰；太小则易引起较大的测量误差。I5、输出电阻的测量输出电阻的测量原理如图14所示。令RL开路用万用表分别测量出输出端开路电压和接入负载RL电阻上的电压，则输OVOLV出电阻可通过计算求得。（取和的阻值为同一数量级以使测量值尽可能精确）ORLROOLLOVOLRRVSRSRLROVS被测放大电路VO图14测试输出电阻原理图6、幅频特性的测量在输入正弦信号情况下，放大电路输出随输入信号频率连续变化的稳态响应，称为该电路的频率响应。其幅频特性即指放大器的增益与输入信号频率之间的关系曲线。一般采用逐点法进行测量。在保持输入信号幅度不变的情况下，改变输入信号的频率，逐点测量对应于不同频率时的电压增益，用对数坐标纸画出幅频特性曲线。通常将放大倍数下降到中频电压放大倍数的0707倍时所对应的频率称为上、下限截止频率（、）。HFLBWFHFLFH称为带宽，如图15所示。03DB20LG|AV|/DB带宽220406020210221032104F/HZFLFH图15四、实验连线1、（注意）图11实验所需全部电容、三极管已焊接，实验连线时再不用连接。2、（注意）图11实验时33K可不接，接上是为了帮助测输入电阻。3、按图11所需定值电阻与实验库板对应定值电阻用短实验导线相连，可调电阻与实验箱工具区100K用长实验导线相连，电源12V，GND用长实验导线相连，信号输入与实验箱工具区信号源输出端用长实验导线相连。五、实验内容1单级共射放大电路，经检查无误后，按通预先调整好的直流电源12V，地线。2测试电路在线性放大状态时的静态工作点从信号发生器输出F1KHZ,VI30MV（有效值）的正弦电压到放大电路的输入端，将放大电路的输出电压接到双踪示波器Y轴输入端，调整电位器RP,使示波器上显示的VO波形达到最大不失真，然后关闭信号发生器，即VI0,测试此时的静态工作点，填入表11中。表11VE/VICQ/MAVE/REVCEQ/VVBE/V3测试电压放大倍数AV（1）从信号发生器送入F1KHZ，VI30MV的正弦电压，用万用表测量输入电压VO,计算电压放大倍数AVVO/VI。（2）用示波器观察VI和VO电压的幅值和相位。把VI和VO分别接到双踪示波器的CH1和CH2通道上，在荧光屏上观察它们的幅值大小和相位。4了解由于静态工作点设置不当，给放大电路带来的非线性失真现象调节电位器RP,分别使其阻值减少或增加，观察输出波形的失真情况，分别测出相应的静态工作点，测量方法同实验内容2，将结果填入表12中。表12静态工作点工作状态输出波形ICQ/MAVCEQ/VVBE/V5测量单级共射放大电路的通频带（1）当输入信号F1KHZ,VI30MV,RL51K,在示波器上测出放大器中频区的输出电压VOPP或计算出电压增益。（2）增加输入信号的频率（保持VI30MV不变），此时输出电压将会减小，当其下降到中频区输出电压的0707（3DB）倍时，信号发生器所指示的频率即为放大电路的上限频率FH。（3）同理，降低输入信号的频率（保持VI30MV不变），输出电压同样会减小，当其下降到中频区输出电压的0707（3DB）倍时，信号发生器所指示的频率即为放大电路的下限频率。LF（4）通频带BWHFL6输入电阻RI的测量按图13接入电路。取R1K，用万用表分别测出VS和VI，则IISIVR此外，还可以用一个可变电阻箱来代替R,调节电阻箱的值，是VI1/2VS,则此时电阻箱所示阻值即为RI的阻值。这种测试方法通常称为“半压法”。7输出电阻RO的测量按图14接入电路。取RL51K，用万用表分别测出RL时的开路电压VO及RL51K时的输出电压VOL,则OLOVRR六、实验报告要求1认真记录和整理测试数据，按要求填入表格并画出波形图。2对测试结果进行理论分析，找出产生误差的原因。七、实验思考题1加大输入信号时，输出波形可能会出现哪几种失真分别是由什么原因引起的IV2影响放大器低频特性的因素有哪些采取什么措施使降低LFLF3提高电压放大倍数会受到哪些因素限制VA4测量输入电阻、输出电阻时，为什么测试电阻R要与或相接近IROIO5调整静态工作点时，要用一个固定电阻和电位器串联，而不能直接用电位器，为什么1B八、实验器材模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台万用表一台连线若干其中，模拟电子线路实验箱用到函数发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“单级共射放大电路”电路模板实验二射极跟随电路一、实验目的1掌握射极跟随器的特性及测试方法2进一步学习放大器各项参数的测试方法二、预习要求1复习电子技术基础（模拟部分）的书中有关射极跟随器的内容，理解射极跟随器的工作原理及其特点。2根据图21估算共集放大器的静态工作点、电压放大倍数及输入、输出电阻。三、实验原理与参考电路图21是共集电路放大器的原理图。由交流通路可见，三极管的负载加在发射极上，其输入电压加在基极和地即集电极之间，而输出电压取自于发射极和地之间（集电极为交流地），所以集电极是输入，输出电路的共同端点。因为是发射极把信号输出去，所以共集电极电路又称为射极跟随器。（注意）实验所需全部电容、三极管已焊接，实验连线时再不用连接图21射极跟随器，即共集电集电路，是一个电压串联负反馈放大电路，它具有输入阻抗高，输出阻抗低，输出电压能否在较大范围内跟随输入电压作线性变化以及输入输出信号同相位等特点。1、电压放大倍数接近于1VA1/OELVIBEVRR一般，故射极输出器的电压放大倍数接近1而略小于1，这是深度1/ELRBER电压负反馈的结果。但它的射极电流仍然比基极电流大倍，所以它具有一定的电流和功率放大作用。输出电压和输入电压基本同相。具有良好的跟随特性。2、输入电阻高电压跟随器的输入电阻的小信号等效电路，可计算出其输入电阻为/1IBPBELRRR一般情况下，上次约等于BELR/IBPLR由此可见，与共射极基本放大电路相比，电压跟随器的输入电阻高得多，其物理本质是由于输入回路中除了信号电压外，还有输出电压，因此从BJT的发射结来看，所得的净输入电压IVOV。比无射极电阻时减少了，所以尽管很大，但在放大电路输入回路中产生的基极电BEIOVI流依然很小，因此从放大电路输入端来看，就呈现出一个很大的输入电阻。3、输出电阻低将电压源头置零，保留其内阻，不要负载，在输出端加一个电压U，求出其电流后SSRL可得到输出电阻。/1SBEOER通常有11SBEERR所以/SBEOR这表明，电压跟随器的输出电阻是很低的，一般在几十欧到几百欧的范围内，为了降低输出电阻，应选用较大的BJT。四、实验连线1、（注意）图11实验所需全部电容、三极管已焊接，实验连线时再不用连接。2、按图11所需定值电阻与实验库板对应定值电阻用短实验导线相连，可调电阻与实验箱工具区100K用长实验导线相连，电源12V，GND用长实验导线相连，信号输入与实验箱工具区信号源输出端用长实验导线相连。五、实验内容按照图21接线，51K可不接，并按照下列公式计算Q点，然后计算出晶体管各级对地的电压。1CBBEVIRCBIEEV1、用直流电压表测量晶体管各级对地的电压，将测量结果记入表21，在整个测试过程中保持值不变（不变）。BREI表21直流工作点调整记录表BVCEVECEIMAR2、测量电压放大倍数。调信号源，使VI02V（用毫伏表测量），接上负载，用交流毫伏表测，记1FKHZLOLV入表22。表22测量电压放大倍数记录表IVOLVOLVIVA023、测量输出电阻OR在上述条件下，断开负载，用毫伏表测量，完成表23LOV表23测量输出电阻记录表IVL1OLRK4、测量输入电阻IR在上述条件下，测量，完成表24S表24测量输入电阻记录表SVIIISVRK5、测试跟随特性接入负载，调节信号源使的，逐步增大信号幅度，用示波器监视输出波形直至LRI1FKHZ输出波形达最大，并不失真，测量对应的值，记入表45中。OLV表25测试跟随特性记录表IFKHZ6、测试频率响应特性输入信号02V，并保持不变，改变输入信号频率，用示波器监视输出波形，用交流毫伏表IV测量不同频率下的输出电压值，完成表26。OL表26测试频率响应记录表FKHZOLV六、实验报告要求1画出实验电路的直流电路和交流小信号等效电路。2将实验数据列成表格，与计算值进行比较。七、思考题画出图41的交流小信号等效电路，根据交流小信号电路求出图41的输出电阻表达式。八、实验元、器件模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台万用表一台交流毫伏表一台连线若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“射极跟随电路”模板。实验三电压串联负反馈放大电路一、实验目的1加深理解负反馈对放大电路性能的影响。2掌握放大电路开环与闭环特性的测试方法。二、预习要求1复习电压串联负反馈的有关章节，熟悉电压串联负反馈电路的工作原理以及对放大电路性能的影响。2估算图31所示电路在有反馈和无反馈时的电压放大倍数的大小。设50，RP60K12。3估算图31所示电路在有反馈和无反馈时的输入电阻和输出电阻。4自拟实验记录表格。三、实验原理与参考电路1参考电路如图31所示。图31注意实验所用电容、三极管已焊接，无需连线。负反馈有四种类型电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈。本实验电路由两级共射放大电路引入电压串联负反馈，构成负反馈放大器。其中反馈电阻RF10K。2、电压串联负反馈对放大器性能的影响（1）引入负反馈降低了电压放大系数1VVFAF式中，是反馈系数，是放大器不引入级间反馈时VF1FEVOFVRFV的电压放大倍数（即，但要考虑反馈网络阻抗的影响），其值可由图32所示的交流等效电0F路求出。设，则有112/BBSRR111LVSBEERAR2212LVBEVVRA式中第一级交流负载电阻1212122/LCICBBERRRR第二级交流负载电阻22111/LCFELEEFRR从式中可知，引入负反馈后，电压放大倍数比没有负反馈时的电压放1VVFAFVFA大倍数降低了（）倍，并且愈大，放大倍数降低愈多。VV1VAFVS求AV的交流等效电路RSRB11RB12RE1RFRBE1I1BIC1OVRC1RB21RB22BIRC2RFRE1RL2OVRPI2CI（2）负反馈可提高放大倍数的稳定性该式表明引入负反馈后，放大器闭环放大倍数的相对变化量比开环放大倍数的相FAFDA对变化量减少了（1AF）倍，即闭环增益的稳定性提高了（1AF）倍。DA（3）负反馈可扩展放大器的通频带引入负反馈后，放大器闭环时的上、下截止频率分别为1HFHLLFAFFF可见，引入负反馈后，向高端扩展了倍，从而加宽了通频带。HF1（4）负反馈对输入阻抗、输出阻抗的影响负反馈对输入阻抗、输出阻抗的影响比较复杂。不同的反馈形式，对阻抗的影响不一样。一般而言，串联负反馈可以增加输入阻抗，并联负反馈可以减小输入阻抗；电压负反馈将减小输出阻抗，电流负反馈可以增加输出阻抗。图31电路引入的是电压串联负反馈，对整个放大器电路而言，输入阻抗增加了，输出阻抗降低了。它们的增加和降低程度与反馈深度（1AF）有关，在反馈环内满足1IFIOFRAF（5）负反馈能减小反馈环内的非线性失真综上所述，在放大器引入电压串联负反馈后，不仅可以提高放大器放大倍数的稳定性，还可以扩展放大器的通频带，提高输入电阻和降低输出电阻，减小非线性失真。四、实验连线1、（注意）图中实验所需全部电容、三极管已焊接，实验连线时再不用连接。2、按图所需定值电阻与实验库板对应定值电阻用短实验导线相连，可调电阻与实验箱工具区100K用长实验导线相连，电源12V，GND用长实验导线相连，信号输入与实验箱工具区信号源输出端用长实验导线相连。五、实验内容1按图31组装电压串联负反馈电路，调整Q1,Q2静态工作点方法同实验一。输入端加,30MV的正弦电压，输出接示波器CH2,观察输出电压波形是否有自激振荡，若有自激，FKHZ可在Q2的基极B2和集电极C2之间加消振电容，其容量约为200PF。确认输出电压无自激，不失真，关闭信号源（使VI0）,测量和记录Q1、Q2的静态工作点，记录表格自拟。2研究负反馈对放大器性能的影响（1）观察负反馈对放大器电压放大倍数的影响将开关S接地或接E1,分别测量基本放大器的电压放大倍数AV和负反馈放大器的电压放大倍数AVF。（2）研究负反馈对放大器电压放大倍数稳定性的影响当电源电压VCC由12V降低到9V（或增加到15V）时，其他条件同上，分别测量相应的AV和AVF，按下列公式计算电压放大倍数的稳定度，并进行比较。12910VVVFVFFAV（3）观察负反馈对非线性失真的影响开环状态下，保持输入信号频率,用示波器观察输出波形刚刚出现失真时的情况，记1FKHZ录VO的幅值。然后加入负反馈形成闭环，并加大，使幅值达到开环时相同值，再观察输出波IVO形的变化情况。对比以上两种情况，得出结论。六、实验报告要求1认真整理实验数据和波形，填入自拟表格中。2分析实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。七、思考题1测量基本放大器的各项指标时，为什么只需将开关S接地2能否说越大，负反馈效果越好对多级放大器应从末级向输入级引负反馈，这样做AF可以吗为什么八、实验元、器件模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台万用表一台连线若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“电压串联负反馈放大电路”模板。实验四差动放大电路一、实验目的1熟悉差动放大器的工作原理。2掌握差动放大器的基本测试方法。3掌握差动放大电路的动态参数测量方法。4学会设计具有恒流源的差分放大气及电路的调试。二、预习要求1复习差分放大器工作原理及其性能分析方法。2阅读实验原理，熟悉实验内容及步骤。3估算图41所示电路的静态工作点，设各三极管及电压放大倍数。30,1BERK4在图41的基础上画出单端输入和共模输入的电路。三、实验原理与参考电路（注意实验所用三极管已焊接，3K、13K、75K已焊接,无需连线）图41带恒流源的差分放大电路实验电路见图51，这是一个带恒流源的差动放大电路。它具有静态工作点稳定、对共模信号有高抑制能力，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、单端输出和双端输入、双端输出。双端输出的差模放大倍数为CVDBERAR而共模放大倍数，共模抑制比。单端输出时，差模放大倍数为双0VCAVDCMRCK端输出的一半，即12VDCVDVDBEARR而共模放大倍数，为恒流源的等效电阻。2CVCERAE四、实验连线1、注意实验所用三极管已焊接，3K、13K、75K已焊接,无需连线2、按图41所需定值电阻与实验库板对应定值电阻用短实验导线相连，可调电阻与实验箱工具区100K用长实验导线相连，电源12V，GND用长实验导线相连，信号输入与实验箱工具区信号源输出端用长实验导线相连。五、实验内容1按照实验原理图41，将图42各部分连接成以下实验中不同输入输出所需的差分电路。VI12VCC12VVCC12VVEE12VRB1510RC110KRC210KRP1330RERB251010KRE33KRE413KRP210K75K10KVORL10KT19013T29013T39013T49013ABAB图42带恒流源差分放大电路的连接线路图2测量静态工作点；1放大器的调零将输入端短路并接地，接通直流电源12V，调节调零电位器（已经连接好做实验时1PR不用再连线，用来控制调节电路的对称性来抑制零点漂移）,RL负载可不接，用万用表测量，1CV之间的电压V。，使双端输出电压。2C0OV2测量静态工作点零点调好后，用万用表测量T1,T2,T3晶体管的各极对地电压并填入表41中。表51对地电压1CV23C1BV23B1EV23E测量值（V）3测量差模直流电压放大倍数在输入端加入直流电压信号。按表42要求测量并记录，由测量数据算出单端01IDV和双端输出的电压放大倍数。注意先调好DC信号的OUT1和OUT2，使其数据分别为十01V和01V再接入、。1IV2I表42差模输入测量值计算值测量及其计算值输入信号1CV2CVO双（）C1AD双0OV4测量共模直流电压放大倍数将两个输入瑞短接，接到直流信号源的输入端，信号源另一端接地；DC信号先后接OUTL和OUL2，分别测量并填入表43中。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CMRR的绝对值。DCA表43共模输入测量值计算值测量及其计算值输入信号1CV2CO双（）C2AD双0ODCMR5测量交流信号差模电压放大倍数1断开直流信号源，将信号发生的输出瑞接入三极管T1,T2的两个输入端，构成双端输入，调节信号发生器的频率正弦信号，其输出幅值调至0V，用示波器观察输出端。1FKHZ接通12V的电源，增大信号发生的输出电压用示被器观察输出波形，在输出波形不出现IV失真的情况下，用毫伏表测和T1,T2的输出，。记入表44中。IV1O22从T1的输入端加入正弦交流传号分别测量、记录单端及双端输出电50,IMVFKHZ压，填入表45中计算双端的差模放大倍数。注意输入交流信号时用示波器监视，波形，若出现失真现象时，可减小输入电压1O2V值，使，都不失真为止。1OV2表44输入VIVC1（V）VC2（V）AD1VC1/VIVOADVO/VIAD2VC2/VI表45测量仪计算值电压值放大倍数输入信号VC1VC2VO正弦信号VI六、实验报告要求1根据实测数据计算图41电路的静态工作点，与预习计算结果比较2整理实验数据，计算各种接法的AD，并与理论计算相比较。3计算实验步骤3中AC和CMRR值。4总结差放电路的性能和特点。七、思考题1习差动放大器的工作原理。重点复习带恒流源的差动放大器助工作原理。2论估算图41所示电路的静态工作点各级的ICO和。CEOV3算图41所示电路的差模放大倍数和单端输出时的共模放大倍数。4动放大器的差模输出电压是与输入电压的差还是和成正比5到差动放大器两管基极的输入信号幅值相等，相位相同时，输出电压等于多少6动放大器对差模输入倍号起放大作用，还是起抑制作用7假设差动放大器的TL集电极为输出端。试指出该放大器的反相输入端和同相输入端。八、实验器材模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台万用表一台连线若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“差动放大电路”模板。实验五集成电路RC正弦波振荡器一、实验目的1掌握桥式RC正弦波振荡器的电路构成原理。2熟悉正弦波振荡器的高速测试方法。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、预习要求1复习RC桥式振荡器的工作原理。2图52所示电路中，调节R1起什么作用，两个二极管起什么作用三、实验原理与参考电路1基本RC桥式振荡电路如图51所示，它由两部分组成，即放大电路和选频网络。由图中可知由于Z1、Z2VF和R1、RF正好形成一个四臂电桥，因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。AZ1Z2CCRRR1FVOIFV图51RC桥式振荡电路由图可知，在时，经RC反馈网络传输到运放同相端的电压与同相，即有和。这样，放大电路和由Z1、Z2组成的反馈网络刚好形成正反馈系统，可以满足相位平衡条件，因而有可能振荡。实现稳幅的方法是使电路的RF/R1值随输出电压幅度增大而减小。起振时要求放大器的增益3,例如，RF用一个具有负温度系数的热敏电阻代替，当输出电压增加使RF的功耗增大时，热敏电阻RF减小，放大器的增益下降，使的幅值下降。如果参数选择合适，可使输出电压幅值基本恒定，且波形失真较小。由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比RC串并联网络的阻抗大得多，可忽略不计，因此，振荡频率即为RC串并联网络的。RC串并联网络构成正弦振荡电路的正反馈,在处,正反馈系数，而R1和RF当构成电路中的负反馈，反馈系数。F与F的关系不同，导致输出波形的不同。2如图52，RC桥式振荡电路由RC串并联网络和同放大电路组成，图中RC选频网络形成正反馈电路，并由它决定振荡频率F0,R3和RP形成负反馈回路，由它决定起振的幅值条件和调节波形的失真与稳幅控制。在满足的条件下，该电路的1212,RC振荡频率0FR起振幅值条件13ABVFA即2BAR式中为二极管的正向动态电阻。43,/BDRR四、实验内容1（注意）图52实验所需全部电容已焊接，实验连线时再不用连接，按图52所需定值电阻与实验库板对应定值电阻用短实验导线相连，可调电阻与实验箱工具区33K用长实验导线相连，电源12V，12V，GND用长实验导线相连。2用示波器观察输出波形。A1R110KVOR210KC101FC201FRP33KR33KR410K图523按表51内容测试数据表51R1C1F10K01U测量值估算值10K0047U20K01U4调整RP观察波形的变化。5解出两只二极管，再调整RP，观察波形变化，分析出现现象的原因，及二极管的作用。图52所示电路中，改变振荡频率时为保持其振荡条件不被破坏，必须使两个电阻或两个电容同步调节，使工艺增加了难度，采用图53所示电路，就可以只调一个电阻，即可调频，又可以保持振荡条件。图53（1）（注意）图53实验所需全部电容已焊接，实验连线时再不用连接，按图53所需定值电阻与实验库板对应定值电阻用短实验导线相连，可调电阻与实验箱工具区22K用长实验导线相连，电源12V，12V，GND用长实验导线相连。（2）调节RP2，使电路起振，输出电压幅度浮动（3）调整RP1，记录输出电压V0的频率变化范围，同时观察波变化情况。五、实验报告要求1根据实验数据、分析、比较两电路的优缺点。2分析理论计算填写实验值误差的原因。3分析反馈电位器及二极管的作用，用实验数据加以说明。六、思考题1图54中，正反馈文路是由_组成，这个网络且_特性，要改变振荡频率，只要改变_或_的数值即可。2图54中，1RP和R1组成_反馈，其中_是用来调节放大器的放大倍数，使AU3的。A1R110KC201F1RP100KVOC101FR22K2RP22K图54七、实验元件与仪器模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台万用表一台连线若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“集成电路RC正弦波振荡器”模板。实验六集成功率放大器一、实验目的1熟悉功率放大电路的特点。2掌握集成功率放大器的主要性能及测量方法。3增加对音频放大的认识。二、预习要求1分析图61所示电路中各三极管工作状态及交越失真情况。2电路一中若不加输入信号。V2、V3管的功耗是多少3电阻R4、R5的作用是什么有什么特殊要求4复习集成功放工作原理，若电路图122中VCC12V、RL8，估算该电路的PCM、PV值。5根据实验内容自拟实验步骤及记录表格。三、实验原理及参考电路1功率放大器的特点和分类功率放大器的作用是给某些电子设备中换能器提供一定的输出功率，如收音机中的扬声器、继电器中的电感线圈等。当负载一定时，希望输出的功率尽可能大，输出信号的非线性矢量尽可能小，效量尽可能高。功率放大器根据三极管的静态工作电流的不同，可分为甲类、乙类、甲乙类三种。甲类功率放大器的电流IC0，三极管在信号一周内导通，电源始终不断地输送功率，在没有信号输入时（即静态），这些功率全部消耗在管子和电阻上；当有信号输入时（即动态），其中一部份转化为有用的输出功率，所以，输出功率较小，输出功率较低。2互补推挽功率放大器乙类、甲乙类功率放大器虽然效率高，但它的输出波形严重失真，为了妥善解决失真和效率的矛盾，采用了互补推挽式电路，如图61。VCCVCCT1T2IC1IC2RLUO图61基本互补推挽电路当UI0，T1、T2截止，UO0，当UI为负半周，T2截止，T1放大，负载上有电流流过，正半周时，T1截止，T2放大，两只管子在无信号时均不工作。而有信号时，轮流导通，故称互补推挽式电路。3典型功率放大器的介绍功率放大器有双电源供电的OCL电路（无输出电容），也有单电源供电的OTL电路（无输出变压器）。如图62单电源供电的OTL电路，图中Q1级组成前置放大器。它工作在甲类，RB11,RW,RB12,RE11,为它的偏置电路，Q2和Q3组成互补推挽电路输出级。4集成功率放大电路（以LM386为例）LM386是种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。如图63所示为LM386的一种基本用法，也是外接入件最少的一种用法，C1为输出电容。由于引脚1和8开路，集成功放的电压增益为26DB，即电压放大倍数为20。利用RW可调节扬声器的音量。R和C2串联构成校正网络用来进行相位补偿。LM386VIRW10KC2005FVCCVOC1250F234567R10K图63LM386外接元件最少的用法静态时输出电容上电压为VCC/2，LM386的最大不失真输出电压的峰一峰值约为电源电压VCC。设负载电阻为R，最大输出功率表达式为2/8CCOMLLVPR此时的输出电压有效值的表达式为/2CIMUVUA当、时，16CV32LR1OPW83IV四、实验内容（一）互补对称功率放大器实验电路如图63所示8SPEAKERRL51KVCCCOUTD1D2RW100KRB1147KRB1227KRE1147KRC111KRC121KR410KRC3110KQ1Q2Q3C4220UFVICIN47F图63乙类推挽输出功率放大器1调整直流工作点，使点电压为05VCC。2测量最大不失真输出功率与效率。3改变电源电压（12V6V），测量并比较输出功率和效率。4比较放大器在带51K和8负载时的功耗和效率。5去掉RC11，短接两个二极管，观察输出波形，并记录。（二）集成功率放大器实验电路如图64图64集成功率放大电路1注意图64实验所需C1、C2电容已焊接，实验连线时再不用连接，按图64可调电阻与实验箱工具区22K用长实验导线相连，电容与库板对应电容用短实验导线相连，电源12V，GND用长实验导线相连，不加信号时，测静态工作电流。2在输入端接KHZ信号，用示波器观察输出波形，逐渐增加输入电压幅度，直至出现失真为止，记录此时输入电压，输出电压幅值，并记录波形。3去掉10U电容C2、C3重复上述实验。4改变电源电压（送5V、3V）重复上述实验。五、实验报告要求1根据实验测量值，计算各种情况下POM、PV及。2作出电源电压与输出电压，输出功率的关系曲线。六、思考题1OTL电路为什么台出现交越失真2在不断开电路的情况下，怎样测量放大器的各级工作电流3图61中，D1,D2两个二极管的作用是什么4在联调过程中，当前级与功放级连接后输出电压很小，可能是哪些因素造成的应如何调整七、实验元件及仪器模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台万用表一台连线若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“集成功率放大电路”模板实验七共射共集放大电路一、实验目的1进一步熟悉放大电路技术指标的测试方法。2了解多级放大电路的级间影响。3进一步学习和巩固通频带的测试方法和用示波器测量电压波形的幅值与相位。二、预习要求1阅读电子技术基础（模拟部分）有关章节，熟悉阻容耦合两级放大器的工作原理及级间影响。2根据实验所给定的电路参数，估算RB11的阻值以及各级放大电路的静态工作点。设50。13当输入信号为F1KHZ正弦波时，估算第一级电压放大倍数和总的电压放大倍数，计算该1VAVA放大器的输入电阻和输出电阻（设100K）。IRO4了解共集放大电路的特点。三、实验原理与参考电路1、参考电路参考电路如图71所示。该电路为共射共集组态的阻容耦合两级放大电路。第一级是共射放大电路，实验一中已经掌握。第二级是共集放大电路，其静态工作点可通过电位器RP来调整，两级均采用NPN型硅三极管3DG6。注意实验所用电容、三极管已焊接,无需连线图71共射共集放大电路由于级间耦合方式是阻容耦合，电容对直流有隔离作用，所以两级的静态工作点是彼此独立,互不影响。实验时可一级一级地分别调整各级的最佳工作点。对于交流信号，各级之间有着密切的联系前级的输出电压是后级的输入信号，而后级的输入阻抗是前级的负载。第一级采用了共射电路，具有较高的电压放大倍数，但输出电阻较大。第二级采用共集电路，虽然电压放大倍数小（近似等于1），但输入电阻大RI2（RB2RP）/,向第一级索取功率小，对第一级影响小；同2LR时其输出电阻小，可弥补单级共射电路输出电路大的缺点，使整个放大电路的带负载大大增强。2、静态工作点的设置与调整由于第一级共射电路需具备较高的电压放大倍数，静态工作点可适当设置得高一些。在图71所示电路参数中，上偏置电阻RB11为待定电阻，若取ICQ为113MA,试计算，选择RB11的阻值范围。第二级共集电路，可通过调节电位器RP改变静态工作点，使其能达到输出电压波形最大不失真。分别设置好两级的静态工作点后，即可按实验一的测试方法分别测出两级的静态工作点。3、电压放大倍数的测量电压放大倍数AV是指总的输出电压与输入电压的有效值之比，即OVIVA为了了解多级放大电路级与级之间的影响，还需分别测量出第一级的电压放大倍数AV1,第二级的电压放大倍数AV2,则总的电压放大倍数12VV对图71所示电路参数，电压放大倍数121/CIVBEERAR22/IBPLRR212VVA4、输入输出电阻的测量该放大电路的输入电阻即第一级共射电路的输入电阻；输出电阻即第二级共集电路的输出电阻。1121222/1IIBBEEECPLOVOVRRRRRARI和RO的测量方法同实验二。5、幅频特性的测量多级放大电路的通频带要比任何一级放大电路的通频带窄，级数越多，通频带越窄。通频带的测量方法同实验一之逐点测量法。四、实验内容1（注意）图71实验所需全部电容、三极管已焊接，实验连线时再不用连接，按图71所需定值电阻与实验库板对应定值电阻用短实验导线相连，可调电阻与实验箱工具区100K用长实验导线相连，电源12V，GND用长实验导线相连，信号输入用长实验导线。按图71电路所示参数计算第一级上偏置电阻RB11的阻值范围（设ICQ1113MA），并将其值标在电路图上；2在实验箱上组装共射共集两级放大电路，接入12V直流电源；3合上开关S，调试出F1KHZ，VI20MV的正弦信号至放大器的输入端，用示波器观察输出电压的波形。调节电位器RP，使达到最大不失真。关闭信号源，用万用表分别测量第一级与OVOV第二级的静态工作点，将数据填入表71中。表71QTICQ/MAVCEQ/VVBE/V第一级第二级4、打开信号源，调试出F1KHZ，VI30MV的正弦波信号，测试多级放大器总的电压放大倍数和分级电压放大倍数、，将数据填入表72中。VA1VA2表72VO1VO2VORL1RL2，RL15K断开SVORLVI1LRRL151K合上SRL1RL2LRR51KRL1RL21OVIVA21OV2OVIVARO30MV5、定性测绘VI,VO,VO2的波形选用VO2作外触发电压，送至示波器的外触发接线端。将双踪示波器的一个通道CH1接输入电压VI,而另一个通道CH2则分别接VO1和VO2,用示波器分别观察它们的波形，定性将它们画在图72中，比较它们的相位关系。6、测试两级放大电路的通频带两级放大电路的通频带比任何一级单级放大电路的通频带要窄。测试通频带的方法同实验一。7、测试多级放大电路的输出电阻RO测试方法同实验一。OOOVIVO1VO2（VO）TTT图72绘制各级电压波形五、实验报告要求1认真记录实验数据和波形；2利用所学模拟电子技术的理论知识，对测试结果进行误差分析，找出产生误差的原因，提出减少实验误差的措施；3测量出AV1、AV2以及AV的数值，与理论计算值相比较，分析误差原因；六、思考题1测量放大器输出电阻时，利用公式来计算RO。OLVR如果负载电阻RL改变，输出电阻RO会变化吗应如何选择RL的阻值，使测量误差较小2在图71所示电路中，第二级的电压放大倍数，为什么将RL51K接到第二级输21VA出端得到的输出电压比将RL直接接到第一级输出端得到的输出电压要大些七、实验器材模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台万用表一台连线若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“共射共集放大电路”模板。实验八比例求和运算电路一、实验目的1掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路。2掌握比例、求和运算电路的特点及性能。3学会上述电路的测试和分析方法。4掌握各电路的工作原理。二、预习要求1计算表81中的VO和AF。2估算表83中的理论值。3估算表84中的理论值。4计算表86中的值。OV5计算表87中的值。三、实验原理及参考电路（一）、比例运算电路1工作原理比例运算（反相比例运算与同相比例运算）是应用最广泛的一种基本运算电路。A反相比例运算,最小输入信号等条件来选择运算放大器和确定外围电路元件参数。MINU如下图所示。AVIVORF100KR110KR210KAB输入电压经电阻R1加到集成运放的反相输入端，其同相输入端经电阻R2接地。输出电压IU经RF接回到反相输入端。通常有R2R1/RFO由于虚断，有I0，则UIR20。又因虚短，可得UU0由于I0，则有I1IF，可得FO1I由此可求得反相比例运算电路的电压放大倍数为1IIFFOUFRA反相比例运算电路的输出电阻为ROF0输入电阻为RIFR1B同相比例运算AVIVORF100KR110KR210KAB输入电压接至同相输入端，输出电压通过电阻RF仍接到反相输入端。R2的阻值应为IUOUR2R1/RF。根据虚短和虚断的特点，可知II0,则有OFURU1且UUUI，可得IO11FIOUFRA同相比例运算电路输入电阻为IIFR输出电阻ROF0以上比例运算电路可以是交流运算，也可以是直流运算。输入信号如果是直流，则需加调零电路。如果是交流信号输入，则输入、输出端要加隔直电容，而调零电路可省略。选择集成运算放大器时，首先应查阅手册，了解运放主要参数，一般为了减小闭环增益误差，提高放大电路的工作稳定性，应尽量选用失调温漂小，开环电压增益高，输入电阻高，输出电阻低的运算放大器。特别是在交流放大时，为减小放大电路的频率失真和相位失真（动态误差），集成运算放大器的增益带宽积GB和转换速度SR必须满足以下关系FBAUFMAXAX2ORUS式中FMAX为输入信号最高工作频率，UOMAX为最大输出电压幅值对于同相比例电路运算电路，还要特别注意存在共模输入信号的问题，也就是说，要求集成运算放大器允许的共模输入电压范围必须大于实际的共模输入信号幅值。并要求有很高的共模抑制比。（二）求和运算电路1反相求和基本电路如下图所示R2UI1U0R1R图315UI2R3UUUI3I1I2I3IF8AVI2VORF100KR110KR310KABR210KVI112/FR根据“虚短”、“虚断”的概念12IIOFU12FOIIRUU当R1R2R，则12OIR2同相求和由读者自己分析。四、实验内容1电压跟随器实验电路如图81所示，接好线之后，接12V的直流电源。AVIVORL51K图81电压跟随器（1）按表81内容实验并测量记录。表81IV20500511LRO5（2）断开直流信号源，在输人端加入频率的正弦信号，用毫伏表测量10,5IFHZV输出端的信号电压并用示波器观察、的相位关系，记录于表82中。OVOVI表82UIVUOVUI波形UO波形VA实测值计算值2反相比例放大器实验电路如图82所示。接好电路后，接12V的直流电源。AVIVORF100KR110KR210KAB图82反相比例放大器（1）按表83内容实验并测量记录。表83直流输入电压UI（MV）301003001000理论估算（MV）实测值（MV）输出电压UO误差（2）断开直流传号源，在输入端加人频率的正弦信号，用毫伏表测量10,5IFHZV输出端的信号电压VO并用示波器观察VO,VI的相位关系，记录于表85中。表85UIVUOVUI波形UO波形VA实测值计算值（3）测量图82电路的上限截止频率。3同相比例放大器电路如图83所示。（1）按表86实验测量并记录。AVIVORF100KR110KR210KAB图83同相比例放大器表86直流输入电压UI（MV）3010030010003000理论估算（MV）实测值（MV）输出电压UO误差（2）断开直流信号源，在输人端加入频率的正弦信号，用毫伏表测量10,5IFHZV输出端的信号电压VO并用示波器观察VO，VI的相位关系，记录于表87中。表87UIVUOVUI波形UO波形VA实测值计算值（3）测出电路的上限截止频率4反相求和放大电路实验电路如图84所示。按表88内容进行实验测量，并与预习计算比较。表88VI1（V）0303VI1（V）0202VO（V）AVI2VORF100KR110KR310KABR210KVI1图84反相求和放大电路5双端输入求和放大电路实验电路如图85所示。按表89要求实验并测量记录。表89VI1（V）1202VI2（V）051802VO（V）AVI2VORF100KR110KR310KABR210KVI1图85双端输入求和电路五、实验报告要求1总结本实验中5种运算电路的特点及性能。2分析理论计算与实验结果误差的原因。六、思考题1运算放大器在同相放大和反相放大时，在接法上有什么异同点同相放大器若把反馈电路也接到同相端行不行为什么2（设计）用反相比例运算电路实现UO4UI,RIF10K3用同相比例运算电路实现UO5UI4实现UOAUFUI2UI1电路。要求AUF4,RIF10K以上输入信号大小，交、直流自定。七、实验仪器模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台万用表一台连线若干其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“比例求和运算电路”模板。实验九微分积分电路一、实验目的1学会用运算放大器组成积分微分电路。2学会分析积分微分电路的特点及其性能。3掌握运算放大电路的工作原理。二、预习要求1分析图93电路，若输入正弦波，与的相位差是多少当输入信号为100HZ有效值为OVIV2V时，OV2分析图94电路，若输入方波，与的相位差是多少当输入信号为160HZ幅值为LV时，OI输出O3拟定实验步骤，做好记录表格。三、实验原理及参考电路1基本积分电路下图91所示为基本积分电路。其输出电压与输入电压成积分运算关系。图91基本积分电路利用虚地的概念VI0，II0，则有即是电容C的充电电流，即则式中VOT1为T1时刻电容两端的电压值，即初始值。积分运算电路的输出输入关系也常用传递函数表示为假设输入信号VS是阶跃信号，且电容C初始电压为零