[工学]16K版模电实验讲义16K版.docVIP

模拟电子线路实验讲义信息光电子科技学35前 言 为适应电子科学技术的迅猛发展和教学改革的不断深化、培养学生的实践能力和开发创新的需要，进行电路设计与实践活动是电子线路理论联系实际的重要环节。作为光电子技术重要专业基础课程之一的模拟电子线路实验，对巩固和加深课堂教学内容，提高学生基本实验技能，激发学生学习兴趣，培养科学作风，为学习后续课程和从事实践技术工作奠定坚实基础，具有重要作用，因此，认真进行电子技术实验，搞好实验教学，是一个十分重要的课题。在多年实践的基础上根据教学需要，我们编写了这本模拟电子线路实验讲义。模拟电子线路实验讲义的主要特色是理论联系实际，以实践训练为主，突出电子技术的实用性。内容循序渐进，由浅入深，覆盖面广。在实践性的基础上，鼓励和突出创新性。本讲义在实验项目的安排上以验证性实验为主，其综合、设计性实验，在理论课程结束后将单独以课程设计的方式进行。本讲义力求通过所设置的实验，使学生初步具备基本电子线路的分析能力，巩固和加深对理论知识的理解，解释各种实验现象，并能初步解决简单的实际问题，达到学懂学会，学以致用的目的；另外，使学生能了解实验仪器的基本性能，并掌握其使用方法以及查阅手册的能力。由于时间仓促，且编者水平有限，加之电子科学技术的迅猛发展，书中难免存在错误和不足，恳请使用者给予批评指正。 编者 2011-11-5 模拟电子线路实验目 录模拟电子线路实验课须知1模拟电路实验箱简介4实验一、单管共射极放大电路实验6实验二、阻容耦合两级放大电路实验10实验三、差动放大电路实验13实验四、负反馈放大电路实验16实验五、比例运算电路实验19实验六、积分运算电路实验23实验七、低通滤波器实验26实验八、波形产生电路实验28实验九、功率放大电路实验30实验十、串联型稳压电源32模拟电子线路实验课须知1、模拟电子线路实验课的意义和目的要求模拟电子技术是一门应用性很强的课程，该课程的特点是强调实践与理论相结合，注重工程观念的培养和专业训练。在验证实验过程中，既能验证理论的正确性和实用性，又能从中发现理论的近似性和局限性。通过设计性实验，可以培养学生综合的创新能力。通过电子线路实验课，巩固和加深电子技术的基础理论和基本概念，使学生受到必要的基本实验技能的训练，学会识别和选择所需的元器件，设计、安装和调试实验电路，加强综合设计能力和创新能力的培养，培养学生实际动手能力，分析问题和解决问题的能力。2、模拟电子线路实验课的环节为了达到电子线路实验课的目的和要求，必须做好实验前的预习、实验过程、实验报告等几个主要环节。（1） 实验预习实验能否顺利进行并收到预期的效果，很大程度上取决于实验前的预习和准备工作是否充分。因此每次实验前必须详细阅读实验讲义，明确每次实验的目的与任务，掌握必要的实验理论和方法，了解实验内容和实验设备的使用方法，并进行相应的理论计算，得到相关数据。没有预习报告，不准参加实验。（2） 实验过程正确的操作程序和良好的工作方法是实验顺利进行的保证。因此，进行实验时要求做到：1) 按编号入座后认真检查每次实验使用元器件的型号、规格和数量是否符合要求，检查所用电子仪器设备的状况，若发现故障应报告指导教师及时排除，以免耽误上课时间。2) 认真听取指导教师对实验的介绍。3) 根据实验电路的结构特点，采用合理的接线步骤，一般按“先串联后并联”，“先接主电路后接辅电路”的顺序进行，以避免遗漏和重复。接线完毕，要养成自查的习惯。4) 实验电路接好后，检查无误方可接入电源（注意：接入电源前要调整好电源，使其大小和极性符合实验要求）。要养成实验前“先接实验电路后接通电源”，实验完毕后，“先断开电源后拆实验电路”的操作习惯。5) 电路接通后，不要急于测定数据，要按实验预习时所预期的实验结果，概略地观察几组数据（为便于检查实验数据的正确性，实验时应带计算器）。读取数据时，要尽可能在仪器仪表的同一量程内读数，以减少由于仪器仪表量程不同而引起的误差。6) 实验进行中，若发现有异常气味或危险想象时，应立即切断电源并报告知道教师，等排除故障后方可继续实验。7) 要认真细致的测量数据和调整仪器，并注意人身安全和设备安全，对220V以上的电进行操作时要特别小心，以免发生触电事故。8) 如实验中要求绘制曲线，至少要读取10组数据，而且在曲线的弯曲部分应多读几组数据，这样画出的曲线就比较平滑准确。9) 测量数据经自审无误后送指导教师复核，经检查正确后才拆掉电路，以免因数据错误需要重新接线测量而花费时间。10) 实验结束后，应做好仪器设备和导线的整理以及实验台面的清洁工作，做到善始善终。（3） 实验报告实验报告是实验工作的全面总结。写报告的过程，就是对电路的设计方法和实验方法加以总结，对实验数据加以处理，对所观察的现象、所出现的问题以及采取的解决方法加以分析、总结的过程、实验报告要求文句通顺、简明扼要、字迹端正、图表清晰、结论正确、分析合理。具体要求如下：1) 简述实验目的，实验原理，实验过程。2) 对实验的原始数据进行整理，用适当的表格列出测量值和理论值，按要求绘制好波形图、曲线图等。3) 运用实验原理和掌握的理论知识对实验结果进行必要的分析和说明，从而得出正确的结论。4) 对实验中存在的一些问题进行讨论，并回答思考题。5) 对实验方法、实验电路的选择、老师的教学方法等提出有创意的意见。3、实验安全措施（4） 人身安全1) 在实验时，不允许赤脚，各种仪器设备应有良好的接地线。2) 在仪器设备中、实验装置中，通过强电的连接导线应有良好的绝缘外套，芯线不能外露。3) 在进行强电或具有一定危险性的实验时，应有两人以上合作；测量高压时，通常采用单手操作并站在绝缘垫上。在接通交流220V电源前，应通知实验合作者。4) 万一发生触电事故时，应迅速切断电源，如距电源开关较远，可用绝缘器件将电源线切断，使触电者立即脱离电源，并采取必要的急救措施。（5） 仪器安全1) 使用仪器时，应认真阅读使用说明书，掌握仪器的使用方法和注意事项。2) 使用仪器时，应按照要求正确接地。3) 实验中要有目的地扳（旋）动仪器面板上的开关（或旋钮），扳（旋）动时切忌用力过猛。4) 实验过程中，精神必须集中。当嗅到焦臭味、见到冒烟和火花、听到噼啪声、感到仪器过烫及出现保险丝熔断等异常现象时，应立即切断电源，在故障未排除前不得再次开机。5) 搬动仪器设备时，必须轻拿轻放；未经允许不得随意调换仪器，更不准擅自拆卸仪器设备。6) 仪器使用完毕，应将面板上各旋钮、开关置于合适的位置。模拟电路实验箱简介一、概述该模拟电路实验箱正面印有电路原理图及相应元器件字符，反面有印刷电路走线，使用者能一目了然，使操作更简单。实验连接线采用自锁紧的接插件，接触可靠，且可叠插。提供单独的电阻、电容、二极管、电位器、三极管、集成电路、继电器等元器件，还提供有元器件插座，根据不同需要可随时选用。实验箱备有多路（5V、12V、1.524V）直流稳压电源及函数信号发生器（正弦波、三角波、方波）。二、性能指标1、 直流稳压电源：5V，0.5A； 12V，0.5A1.524V，0.5A(可调)2、 交流隔离低压电源：AC8V，0.5A；双AC18V，0.5A；3、 函数信号源：（1） 频率范围：分档可调。20Hz200Hz200Hz2kHz2kHz20kHz20kHz200kHz（2） 幅度：连续可调。正弦波：010Vpp方 波：010Vpp三角波：010Vpp4、 直流电源短路声响报警5、 插座接触电阻0.26、 使用电源：交流C220V10，50Hz27、 使用环境：温度 535 湿度 80（35）三、使用方法及注意事项8、 实验时，可根据实验内容的要求，选取合适信号和电源。9、 插接件均具有自锁紧锥度，可保证良好接触，插头可以叠插，每个插头上部的孔可作为另一个插头的插孔使用。插接时无需用力太过猛。当不能拔出时，可捏住插头柄转动，即可轻轻拔出，切不可硬扯连接线。10、 当短路报警动作时，应立即切断电源，查明原因，排除故障，方可再通电实验。11、 实验时，若发现异常现象（如元件发烫，有异味或冒烟），应立即关断电源，找出原因，排除故障，方能继续实验。12、 实验过程中如需更改实验参数，必须切断电源，方可实施。13、 实验后必须关断电源，拔出插头，并将仪器设备、导线等按规定整理好。实验一、单管共射极放大电路实验1. 实验目的（1） 掌握单管放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。（2） 了解电路中元件的参数改变对静态工作点及电压放大倍数的影响。（3） 掌握放大电路的输入和输出电阻的测量方法。2. 实验仪器 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3. 实验原理（图）实验原理图如图1所示共射极放大电路。4. 实验步骤(1) 按图1连接共射极放大电路。(2) 测量静态工作点。 仔细检查已连接好的电路,确认无误后接通直流电源。 调节RP1使RP1RB1130k 按表1测量各静态电压值，并将结果记入表1中。表1 静态工作点实验数据测量值理论计算值UB/VUC/VUE/VUCE/VIC/mAIB/mAUB/VUC/VUE/VUCE/VIC/mA(1) 测量电压放大倍数 将低频信号发生器和万用表接入放大器的输入端Ui，放大电路输出端接入示波器，如图2所示，信号发生器和示波器接入直流电源，调整信号发生器的频率为1KHZ，输入信号幅度为20mv左右的正弦波，从示波器上观察放大电路的输出电压UO的波形，分别测Ui和UO的值，求出放大电路电压放大倍数AU。图2 实验电路与所用仪器连接图 保持输入信号大小不变，改变RL，观察负载电阻的改变对电压放大倍数的影响，并将测量结果记入表2中。表2 电压放大倍数实测数据（保持UI不变）RLUO/VAU测量值AU理论值1K5.1K （4）观察工作点变化对输出波形的影响 实验电路为共射极放大电路 调整信号发生器的输出电压幅值（增大放大器的输入电压Ui），观察放大电路的输出电压的波形，使放大电路处于最大不失真状态时（同时调节RP1与输入电压使输出电压达到最大又不失真），记录此时的RP1RB11值，测量此时的静态工作点，保持输入信号不变。改变RP1使RP1RB11分别为25K和100K，将所测量的结果记入表3中。（注意：观察记录波形时需加上输入电压，而测量静态工作点时需撤去输入电压。）表3 Rb对静态、动态影响的实验结果 结 果RL=（万用表）静态测量与计算值输出波形（保持UI不变）若出现失真波形，判断失真性质Ic/mAUE/VUB/VUCE/V输出最大时RP1RB11RP1RB1125KRP1RB11100K（5）测量放大电路输入电阻Ri及输出电阻Ro。 测量输入电阻。输入电阻Ri的测量有两种方法。方法一的测量原理如图3所示，在放大电路与信号源之间串入一固定电阻Rs4.7K，在输出电压Uo不失真的条件下，用示波器测量Ui及相应的Us的值，并按下式计算Ri：图3 Ri测量原理一方法二的测量原理如图4所示，当Rs0时，在输出电压UO不失真的条件下，用示波器测出输出电压UO1；当Rs4.7K时，测出输出电压Uo2，并按下式计算Ri图4 Ri测量原理二 测量输出电阻Ro。输出电阻Ro的测量原理如图5所示，在输出电压Uo波形保持不失真的条件下，用示波器测出空载时的输出电压Uo1和带负载时的输出电压Uo，按下式计算Ro图5 Ro的测量原理图5. 实验报告要求（1）预习报告包括如下内容：简单叙述实验原理、列出实验过程中所需的表格，并按照实验原理图计算实验步骤中各个表格的理论数据以便和实验数据进行对比，回答相关思考题等。 （2）实验报告参照学校公布的样版，为了减少不必要的抄写，可以采用电子版，其内容应包括：实验名称、学生姓名、班级和实验日期；课程名称；实验目的和要求；实验仪器、设备与材料；实验原理；实验步骤；实验原始数据记录；实验数据计算结果；实验结果分析、讨论与心得体会。6. 思考题 如何正确选择放大电路的静态工作点，在调试中应注意什么？ 负载电阻RL变化对放大电路静态工作点Q有无影响？对放大倍数AU有无影响？ 放大电路中，那些元件是决定电路的静态工作点的？ 试分析输入电阻Ri的测量原理（两种方法分别做简述）。实验二、阻容耦合两级放大电路实验1. 实验目的 观察多级放大电路的级间耦合的相互影响。 测定阻容耦合两级放大电路的频率响应。2. 实验仪器 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3. 实验原理（图）如图1所示4. 实验步骤（1） 连接电路按电路原理图1连接实验电路，检查无误后方可接上电源（2） 调整静态工作点接通稳压电源，调节RP1使第一级处于正常工作，调整RP2使第二极静态工作点处于交流负载线的中点。（3） 测两级放大电路的放大倍数 加输入信号Ui10mV、f1KHz，调低频信号发生器得到。用示波器观察第一、二级的输出电压波形有无失真。若有失真现象，则应微调静态工作点（微调RP1和RP2），如不能调节出无失真波形则可减少输入信号Ui。撤去Ui，利用万用表测量并记录第一，二级的静态工作点Q1（UB1，UC1，UE1）、Q2（UB2， UC2，UE2），将测量值填入表1中，若加入输入信号之后，用示波器观察输出波形有寄生振荡时，首先采取措施消除振荡方可进行实验，消除寄生振荡方法如下：将低频信号发生器等仪器的接线重新整理一下，应使这些导线尽可能短些。若振荡仍不能消除时，可在适当位置（如BG2的b、c极之间）加一个电容（几个到几千个皮法）。具体接入位置和电容数值可由实验确定，此法消振的效果较为显著。另外由信号发生器至两级放大电路输入端的接线要使用屏蔽线，以防止干扰信号进入放大电路。 在放大电路的输入端加输入信号Ui20mV、f1KHz，用示波器观察输出波形，在输出不失真的情况下，利用示波器测量Ui及第一、二极输出电压Uo1和Uo2，分别计算第一、二极的Au1、Au2和两级放大电路的Au，将结果填入 表1中。表1 电路静态值及交流输出电压测量表静态工作点Q输入电压f1khz输出电压电压放大倍数第一级第二级Uo1/VUo2/VAu1Au2AuUB1/VUC1/VUB2/VUC2/VUE2/VU/V无RL有RL 接入负载电阻RL，其它条件同上，测量记录Uo1和Uo2，计算Au1、Au2和Au，将结果填入表1中，并与上项结果相比较。 将放大电路第一级的输出与第二级的输入断开，使两级放大电路变成两个彼此独立的单级放大电路，分别测量输入输出电压，并计算每级的放大倍数。此时的静态工作点同前，输出端皆为空载，将结果填入表2中表2 放大倍数测量表第一级第二级输入电压输出电压放大倍数输入电压输出电压放大倍数AuAu1 Au2Ui1/mVUo1/mVAu1Ui2/mVUo2/mVAu2Au（4） 测量两级放大电路的频率响应改变输入信号频率（由低到高），先大致观察在哪一个上限频率和哪一个下限频率输出幅度下降，然后保持Ui120mV，测量Uo的值，记入表3中，特性平直部分，只测几点就可以了，而在特性弯曲部分应多测几个点。表3 频率响应f/HzUo/V5. 实验报告要求（1）预习报告包括如下内容：简单叙述实验原理、列出实验过程中所需的表格，并按照实验原理图计算实验步骤中各个表格的理论数据以便和实验数据进行对比，回答相关思考题等。 （2）实验报告参照学校公布的样版，为了减少不必要的抄写，可以采用电子版，其内容应包括：实验名称、学生姓名、班级和实验日期；课程名称；实验目的和要求；实验仪器、设备与材料；实验原理；实验步骤；实验原始数据记录；实验数据计算结果；实验结果分析、讨论与心得体会。6. 思考题 各级静态工作点应如何选择？每一级的静态工作点在连成两级放大电路时，是否会发生变化？ 要想提高电压放大倍数应采取什么措施？ 如何提高上限频率？影响上限频率的主要环节是哪些？如何降低下限频率？影响下限频率的主要环节又是哪些？实验三、差动放大电路实验1. 实验目的 掌握差动放大电路的工作原理和基本参数的测试方法。 了解Re对共模信号的抑制作用。2. 实验仪器 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3. 实验原理（图）如图1所示4. 实验步骤（1） 连接电路（注意差动放大电路的正负电源，不要反接,D、F相连）（2） 静态工作点的测量 仔细检查电路，确认无误后，接通直流电源。 调零：在Ui0条件下（将输入端短路并接地），用万用表“DCV”档测三极管（BG1和BG2）的集电极对地电压值，应有Uc1Uc2，若不等则调节RW1使之相等。 测量静态工作点分别测量三极管各极对地电压填入表1中表1 差动放大器静态工作点对地电压Uc1Uc2UE1UE2UB1UB2测量值（3） 双端输入、双端输出差动放大电路差模电压放大倍数的测量 将低频信号发生器接入差动放大电路的1、3两端如图2所示 图2 差动放大器方框图1 调整低频信号发生器使差动放大器的1、3两端输入对称平衡交流信号：f500Hz，Ui100mV以及200mV、300mV、400mV、500mV时，用示波器对地测量Ui/2和输出电压Uod1、Uod2的值，将所测结果填入表2中，观察Uod1、Uod2的相位关系。 注：对称平衡交流信号的得到：原低频信号发生器的输出端通过一反相器后所得到的信号与原信号发生器的信号即为对称平衡交流信号。表2 双入双出时差模电压放大倍数测量数据表Ui/mV100200300400500Uod1/mVUod2/mVUodUod1 Uod2AdUod/ Ui（4） 单端输入、双端输出差动放大电路差模电压放大倍数的测量 将低频信号发生器接入差动放大电路的1、2两端（其中2、3短接），如图3所时示。 图3 差动放大器方框图2 调整低频信号发生器使差动放大器的1、2两端输入交流信号：f500Hz，输入信号大小同上，用示波器测量Ui、Uod1、Uod2，测量结果填入表3中。表3 单入双出时差模电压放大倍数测量数据表Ui/mV100200300400500Uod1/mVUod2/mVUodUod1 Uod2AdUod/ Ui（5） 共模电压放大倍数的测量 将差动放大电路两输入端（1、3）短接并把低频信号发生器接入（1、3）短接端和公共端，如图4所示。 图4 差动放大器方框图3 调整低频信号发生器输出交流信号：f500Hz，Ui0.2V、0.4V、0.6V、0.8V和1V，用示波器测量出Ui、Uoc1、Uoc2，测量结果填入表4中，求出共模放大倍数Ac，并与双入双出时差模放大倍数进行比较，并求出共模抑制比。表4 共模放大倍数测量数据表Ui/mV2004006008001000Uoc1/mVUoc2/mVUocUoc1 Uoc2AcUoc/ Ui共模抑制比：KCMRAd/Ac：Ad、Ac均为平均值。（6） 具有恒流源的差动放大电路实验电路如图1，将F点与E点相连，构成具有恒流源的差分放大器，参考实验步骤（4）、（5）的实验内容进行实验。5. 实验报告要求（1）预习报告包括如下内容：简单叙述实验原理、列出实验过程中所需的表格，并按照实验原理图计算实验步骤中各个表格的理论数据以便和实验数据进行对比，回答相关思考题等。 （2）实验报告参照学校公布的样版，为了减少不必要的抄写，可以采用电子版，其内容应包括：实验名称、学生姓名、班级和实验日期；课程名称；实验目的和要求；实验仪器、设备与材料；实验原理；实验步骤；实验原始数据记录；实验数据计算结果；实验结果分析、讨论与心得体会。6. 思考题 差动放大电路中两管及元件对称对性能有何影响？ 电路中Re起何作用？它的大小对电路性能有何影响？ 用恒流源代替Re有什么好处，为什么？ 为什么电路在工作前需进行零点调整？实验四、负反馈放大电路实验1. 实验目的 加深理解负反馈放大电路的工作原理及负反馈对放大电路性能的影响。 学习负反馈放大电路性能的测量方法。2. 实验仪器 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3. 实验原理（图）如图1所示4. 实验步骤（1） 按照电路原理图1连接电路，电路中E、N点相连，构成负反馈支路。仔细检查连线，正确无误后方可接通直流稳压电源。（2） 调整静态工作点，使电路工作正常（开环调整工作点后再接上负反溃），测量表1中各直流电压值（对地）。表1负反馈放大电路的静态测试测量项目UB1UE1UC1UB2UE1UC2测量数据（3） 测量基本开环放大电路的性能反馈支路（E、N）断开：A、 测量基本放大电路的放大倍数Au。调整低频信号发生器，使放大电路的输入信号为Ui10mV、f1kHz，利用示波器测量放大电路的输出电压Uo并填入表2中，计算出Au。B、 测量基本放大电路的输入电阻。在信号发生器与放大电路输入端之间接入电阻Rs4.7k，调整信号源电压，使放大电路的输入信号Ui仍为20mV，测量此时信号源电压Us填入表中，则式中，RiRb，由此求得基本放大的输入电阻，可断开电源后利用数字万用表测量Rb（RbRP1RB11）。 测量基本放大电路的输出电阻Ro：令Ui10mV，f1kHz，接入负载电阻RL1k，测量输出电压Uo，并填入表2中，则 式中，是未接负载电阻RL时的输出电压；Uo是接负载RL后的输出电压。表2 基本（开环）放大电路性能测试输入无RS时USUi输出无RL时输出有RL时输入有RS时计算输入输出电阻Uo/VAuUo/VAuUs/mVUi/mVRiRo20mV20mV（4）测量基本放大电路的上限频率（fh）及下限频率（fL）输入适当幅值信号，在f1kHz时使输出电压为1V左右，在示波器上显示出适当而基本不失真的正弦波，保持输入信号幅值不变，提高输入信号频率，直至示波器上显示的波形幅度缩小到是原来幅值的70，此时输入信号频率即为fh。同理，保持输入信号的幅度不变，降低信号频率，直至示波器上显示的输出电压波形幅度下降到是原来幅值的70，此时输入信号的频率即为fL。（5）测定反馈放大电路的性能（E、N相连） 测量反馈放大电路的放大倍数Auf。将放大电路接成两级电压串联负反馈电路。调整低频信号发生器，使反馈放大电路的输入信号为Ui20mV，f1kHz，测量反馈放大电路的输出电压Uo，并填入表3中，算出Auf。 测量反馈放大电路的输入电阻Rif。在信号发生器与反馈放大电路输入端之间接入电阻Rs4.7K，利用示波器监测反馈放大电路的输入端Ui，调整信号源电压，仍使放大电路的输入电压与未接入Rs前的输入电压相同（20mV），测此时信号源的电压Us并填入表3中，计算 测量反馈放大电路的输出电阻Rof。令Ui10mV，f1kHz，放大器输出开路无RL时，测得反馈放大电路得输出电压并填入表3中，接入负载电阻RL1K后，测量输出电压Uo并填入表3中，由下式计算Rof 测量上下限频率fh，fL。方法同（4），记录数据并分析表3 负反馈（闭环）放大电路性能测试输入无RS时USUi输出无RL时输出有RL时输入有RS时计算输入输出电阻/VAufUo/VAufUs/mVUi/mVRifRof20mV20mV5. 实验报告要求（1）预习报告包括如下内容：简单叙述实验原理、列出实验过程中所需的表格，并按照实验原理图计算实验步骤中各个表格的理论数据以便和实验数据进行对比，回答相关思考题等。 （2）实验报告参照学校公布的样版，为了减少不必要的抄写，可以采用电子版，其内容应包括：实验名称、学生姓名、班级和实验日期；课程名称；实验目的和要求；实验仪器、设备与材料；实验原理；实验步骤；实验原始数据记录；实验数据计算结果；实验结果分析、讨论与心得体会。6. 思考题 本负反馈电路的反馈深度是多少？ 分析本实验的开环、闭环电路的性能变化，若要进一步提高输入电阻，根据本电路应如何改进？ 如要使电路的静态工作点稳定，应采取何种反馈类型？实验五、比例运算电路实验1. 实验目的 熟悉由集成运算放大器组成的基本比例运算电路的运算关系。 掌握集成比例运算电路的调试和实验方法，验证理论分析结果。2. 实验仪器 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3. 实验原理（图）如图1-4所示4. 实验步骤（1） 反相比例运算放大器 反相比例运算放大器测试电路如图1所示。图中Rf100k，R110k，R2R1Rf。连接电路，检查无误后接通电源。图1 反相比例运算放大器 调零。将输入端接地，用直流电压表检测输出电压，检查UO是否等于零，保证Ui等于零时，UO等于零（注：调零时必须已接入Rf）。 在输入端加入直流信号，信号的电压值见表1。用直流电压表测量输出电压UO，将测量值记入表1中。 注：直流电压的得到：用直流电源1.524V调节得到输出为2V电压,然后通过10k电位器分压得到所需的直流电压值。表1 UO与Ui的关系表直流输入电压Ui/V反相比例放大器同相比例放大器0.10.20.10.2输出电压UO理论估算值测量值误差（）（2） 同相比例放大器 同相比例放大电路测试电路如图2所示，图中Rf，R1，R2参数同（1），按图2接线，检查无误后接通电源。图2同相比例放大器 调零同（1）。 在输入端加入直流信号，信号的电压值见表1，测量值填入表1中。（3） 电压跟随器电压跟随器测试电路如图3所示。图中RfR110k，按图3接线，检查无误后接通电源，调零，输入端加入直流信号，信号的电压值见表2。测量输出电压UO，将测量值记入表2中图3电压跟随器表2 UO与Ui的关系表直流输入电压Ui/V电压跟随器差动比例放大器0.10.20.51U110.1U120.1U110.2U120.2输出电压UO理论估算值测算值误差（）（4） 差动比例放大器差动比例放大器测试电路如图4所示。图RfR3100k，R1R210k。按图4接线，接通电源，调零，输入端U11，U12同时加入直流信号，信号电压值见表2（注意信号的极性），测量输出电压UO，测量值记入表2中。图4差动放大器5. 实验报告要求（1）预习报告包括如下内容：简单叙述实验原理、列出实验过程中所需的表格，并按照实验原理图计算实验步骤中各个表格的理论数据以便和实验数据进行对比，回答相关思考题等。 （2）实验报告参照学校公布的样版，为了减少不必要的抄写，可以采用电子版，其内容应包括：实验名称、学生姓名、班级和实验日期；课程名称；实验目的和要求；实验仪器、设备与材料；实验原理；实验步骤；实验原始数据记录；实验数据计算结果；实验结果分析、讨论与心得体会。6. 思考题 理想比例运算放大器有哪些特点？ 比例运算电路的运算精度与电路中哪些参数有关？如果运算放大器已选定，如何减少运算误差？ 在图1电路中，若输入对地短路，输出电压UO不等于零，说明电路存在什么问题？应如何处理？ 在图1电路中，输入端接地后，用电压表测量出电压UO，发现UO等于电源电压值，你是否说明电路发生了什么问题？实验六、积分运算电路实验1 实验目的（1） 了解由集成运算放大器组成的积分运算电路的基本运算关系。（2） 掌握积分电路的调试方法。2 实验仪器 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表 数字秒表3 实验原理（图）如图1-2所示4 实验步骤(1) 积分放大器图1积分放大器 按图1示电路，R1100K，R210K，C220F，连接电路，检查无误后接通电源。(注意电容极性) 调整积分零漂。将输入端接地，运算放大器输入与输出端短接，使积分器复零。用数字万用表监测输出电压，若输出电压不为零，应调整运算放大器的调零电位器，使UO等于零。然后断开短接的输入输出端，再次调整调零电位器，使积分器零漂最小。 在输入端加入直流信号Ui2V，用数字万用表监测输出电压。先将运算放大器输入与输出端短接，使积分器复零，然后断开，观察积分现象，记录输出电压UO与时间t的关系（用数字秒表记录时间，可10s读数一次）直到UO基本不变化为止，改变输入信号，使Ui4V。记录UO与时间t的关系。实验数据填入表1中。表1 积分器的输出和输入关系Ui2VT/sUi/VUi4VT/sUO/V（2） 改进型积分放大器图2改进型积分放大器 按图2接线，图中R1R210K，C0.1F，Rf100 K。检查无误后接通电源，调零。 输入幅值为1V的正弦波电压信号，用双踪示波器观察并记录信号，频率分别为500Hz，1kHz时电压Ui与UO的幅值和周期时间。测量结果记入表2中。表2 积分器的输出波形及其参数信号频率/Hz500/Ui1V 正弦波1K/ Ui1V 正弦波1K/Ui1.5V方波波形UiUO 输入幅值为1.5V，频率为1kHz的方波信号，用双踪示波器观察并记录Ui与UO的波形，测出UO的幅值，测量结果填入表2中。5 实验报告要求（1）预习报告包括如下内容：简单叙述实验原理、列出实验过程中所需的表格，并按照实验原理图计算实验步骤中各个表格的理论数据以便和实验数据进行对比，回答相关思考题等。 （2）实验报告参照学校公布的样版，为了减少不必要的抄写，可以采用电子版，其内容应包括：实验名称、学生姓名、班级和实验日期；课程名称；实验目的和要求；实验仪器、设备与材料；实验原理；实验步骤；实验原始数据记录；实验数据计算结果；实验结果分析、讨论与心得体会。6 思考题（1） 在实际应用中，积分器的误差与哪些因素有关？最主要的是由哪几项？（2） 分析改进型电路中Rf的作用，简单说明Rf的阻值对积分精度有什么影响？如果Rf开路，该积分器能否正常工作？为什么？（3） 改进型积分电路中，若输入1V、1kHz的正弦电压信号，试估算UO的幅值，画出UO的波形。若输入幅值不变，仅改变输入信号的频率，输出电压的幅值是否会有改变？为什么？（4） 调整积分零漂实验步骤中,运算放大器输入与输出端短接，调整运算放大器的调零电位器，使UO等于零。为什么断开后，还要调整积分漂移最小，你是怎么理解的，请简略回答。实验七、低通滤波器实验1 实验目的（1） 通过实验了解集成运算放大器在滤波电路中的应用。（2） 掌握低通滤波器的调试和幅频响应的测量方法。2 实验仪器 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3 实验原理（图）如图1所示4 实验步骤图1 一阶低通滤波器 一阶低通滤波器实验电路如图1所示。图中R1R210k，Rf100k，C0.01F。按图1接线，检查无误后接通电源。 将输入端接地。调零。 测幅频特性曲线。在输入端加入正弦电压信号0.5V。先用示波器在整个频带内粗略地检查一下，然后调节信号发生器，改变输入信号的频率。测得相应频率时的输出电压值，改变一次信号频率，测记一次UO值，测量值记入表1中。 计算各频率点的Uo与Ui的比值Au，将计算值记入表1中。 根据实验值作出幅频特性曲线。表1 幅频特性测试参数F/HzUO/VAuUO/Ui5 实验报告要求（1）预习报告包括如下内容：简单叙述实验原理、列出实验过程中所需的表格，并按照实验原理图计算实验步骤中各个表格的理论数据以便和实验数据进行对比，回答相关思考题等。 （2）实验报告参照学校公布的样版，为了减少不必要的抄写，可以采用电子版，其内容应包括：实验名称、学生姓名、班级和实验日期；课程名称；实验目的和要求；实验仪器、设备与材料；实验原理；实验步骤；实验原始数据记录；实验数据计算结果；实验结果分析、讨论与心得体会。6 思考题 在幅频特性曲线的测量过程中，改变信号的频率时，信号的幅值是否也要做相应的改变？为什么？ 计算电路的上限截止频率。实验八、波形产生电路实验集成运算放大器构成的RC桥式振荡器1 实验目的 了解集成运算放大器在振荡电路中的应用。 掌握由集成运算放大器构成的RC桥式振荡电路的调整方法、振荡频率和输出幅度的测量方法。2 实验仪器 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3 实验原理（图）采用二极管稳幅的RC桥式振荡器实验电路，如图1所示4 实验步骤 按图1所示电路，R7R810K，RW100K，C3C40.1F，R620k。连接电路，检查无误后接通电源。 振荡电路的调整。将示波器接在振荡器的输出端观察的波形，适当调整电位器的RW值，使电路产生振荡，输出波形为稳定的不失真的正弦波。 验证幅值平衡条件。在保证振荡器输出电压UO为最大、稳定、且不失真的正弦条件下，用示波器测量电压UO和Uf（+）的值，计算反馈系数FUf/UO。 测量振荡频率。用示波器直接读出的周期，然后计算出振荡频率f01/T。 改变参数值，测出相应的频率，了解振荡频率的调节方法。A：R7R81K，C3C40.1FB：R7R81K，C3C40.01FC：R7R85.1K，C3C40.1FD：R7R85.1K，C3C40.01F5 实验报告要求（1）预习报告包括如下内容：简单叙述实验原理、列出实验过程中所需的表格，并按照实验原理图计算实验步骤中各个表格的理论数据以便和实验数据进行对比，回答相关思考题等。 （2）实验报告参照学校公布的样版，为了减少不必要的抄写，可以采用电子版，其内容应包括：实验名称、学生姓名、班级和实验日期；课程名称；实验目的和要求；实验仪器、设备与材料；实验原理；实验步骤；实验原始数据记录；实验数据计算结果；实验结果分析、讨论与心得体会。6 思考题 二极管VD1、VD2在电路中起到什么作用？说明它们的工作原理。 若想改变电路的振荡频率，需要调整电路中的哪些元件？ 分析电路调节幅度的原理，说明实验电路中调整哪个元件可以改变的幅值？实验九、功率放大电路实验1 实验目的 熟悉“OTL”功率放大器的工作原理，学会静态工作点的调整和基本参数的测试方法。 通过实验，观察自举电路对改善放大器性能所起的作用。2 实验仪器 示波器 低频模拟电路实验箱 低频信号发生器 数字式万用表3 实验原理（图）如图1所示4 实验步骤（1） 按图1接线。（2） 调整静态工作点。输入不接信号，负载接8扬声器，调节RW1使E点电位UEVCC/2。（3） “OTL”功率放大器指标的测试。 输出功率Po和POmax的测量。负载RL一定，输入1kHz的正弦信号，用示波器观察输出电压的波形，保证输出不失真，用示波器测量输入Us、输出Uo的值（选择若干点测量），将测量结果填入表1中。表1 输出功率Po和Pomax的测量USUOPOPomax当调整输入信号使输出波形达到最大且不失真时，用万用表测量此时的输出电压值，填入表1中，并计算输出功率POU2o/RL和PomaxU2omax/RL。 直流电源提供的平均功率PVcc的测量。负载一定，输入加入1kHz的正弦电压信号，调整低频信号发生器逐步增加的幅值，利用示波器观察输出波形，用万用表测量稳压电源提供给功率放大器的直流电流值I，选择测量点，将测量值填入表2中。调整输入信号，使输出电压最大且不失真时，用示波器测量输出电压UO，用万用表测量电流I并填入表2中，计算直流电源提供的平均功率PVccVccI，其中万用表测量的是输出的平均电流I，IIom/。PVcc的测量USUOI 效率的测量。根据上两步骤中测得的Pom和PVcc值，可求出效率， =Pom/PVcc 测量不同输出功率时的晶体管管耗PV。根据 项测得的Pom和PVcc值可求出PV PVPVccPom。试分析最大管耗与最大输出功率的关系。5 实验报告要求（1）预习报告包括如下