模电实验答案 华工版.pdf

实验报告简要分析及参考答案实验报告简要分析及参考答案 以下为简要分析 答题时请详细规范作答以下为简要分析 答题时请详细规范作答 实验一实验一 仪器的使用仪器的使用 P178 交流毫伏表的使用 1 将信号发生器输出值与毫伏表测量值相比较 得到的结论 是 信号发生器输出的电压是用峰峰值表示的 而毫伏表 测量的电压是用有效值表示的 正弦波峰峰值电压是有效 值电压的2 2倍 2 用毫伏表的 MANU 和 AUTO 模式测量信号发生器的输出 电压 其不同之处是 用 MANU 模式测量时要把量程旋钮置 于合适的量程才能显示正确的测量电压 AUTO 模式则自动 显示测量电压 P178 思考题 1 因为交流毫伏表的电压测量范围为 100UA 300V 它能感应 并测量仪器周围很微弱的干扰信号 所以交流毫伏表一接通电源 显示屏上就有数码显示 2 图 a 1 调节触发方式选择开关在 AUTO 状态 2 调节垂直位移旋钮在适当的位置 3 调节亮度旋钮在适当的位置 图 b 1 T DIV 旋钮不要置于 X Y 显示方式 2 扫描时间选择旋钮的扫描频率不要选得太高 图 c 调节聚焦和垂直位移旋钮在适当的位置 3 示波器的红夹子应于毫伏表测试线上的红夹子相接 示波器 的黑夹子应于毫伏表的黑夹子相接 如果互换使用将引入干扰 产生较大的测量误差 甚至不能测量 原因参阅课本 P10 实验二实验二 元件的识别与测量元件的识别与测量 P180 4 2 用两手抓住表笔捏紧电阻两端测量其阻值 相当于把人体的电 阻与所测电阻并联 所测电阻越大 影响越大 测量值越小 P181 6 2 用 100 档测出的阻值小 而用 1K 档测出的阻值大 因 为万用表不同的欧姆档流出的电流不同 100 档时流出的电 流大 1K 档时流出的电流小 当用不同的欧姆档测量同一只二极管时 由于二极管是非线 性元件 等效电阻不是一个固定值 其值随电流的改变而改变 所以当用不同的量程测其正 反向电阻值时 测量值也不同 P183 思考题 用 1 档电流大 10k 档电压大 都容易烧坏晶体管 模拟 万用表回路电流是从黑表笔流出 数字万用表回路电流是从红表 笔流出 实验三 测量实践初步 P184 4 1 1 直流电压测量可选用示波器和万用表 万用表测量较准确 2 交流电压频率的测量可选用示波器 电压的测量可选用交 流毫伏表 P185 4 4 根据表 7 3 4 的数据和图 5 3 3 用 500 型模拟万用表采用直 接测量法测量电压 VBEQ较准确 用 500 型模拟万用表采用间接法测量 VBEQ时 由于模拟万 用表内阻为 2 5 20k 50k 现用 2 5V 档来测量 VBQ时 相当 于在 R2上并上一个 50k 的电阻 其等效电阻为 50k R2 减小 了下偏置电阻 使 VBQ减小 导致 VBQ误差较大 而测量 VEQ时 模拟万用表内阻比 Re1 大得多 对 VEQ影响不大 所以用模拟 万用表采用间接法测量 VBEQ时 测得的结果误差大 当采用直接法测量 VBEQ时 万用表内阻比三极管 BE 极电阻 大得多 对 VBEQ影响不大 所以用模拟万用表直接测量 VBEQ时 测得的结果误差不大 用数字万用表采用两种测量法测量 VBEQ时 由于其内阻为 10M 远大于 R2 Re1 和三极管 BE 极电阻 所以用数字万用表 采用两种测量法测量并无多大差别 P185 4 5 由数据可知 负载越大 交流毫伏表测量值越接近信号源显 示电压 因为信号源有内 阻 RS 50 与被测电路连接后 如下图所示 RS分压 分压电 压为 s s s is R vv RR 被测放大电路输入端所获得的电压 即毫伏表 测量值 为 i is is R vv RR 显然 vi的大小 即毫伏表测量值 随 Ri而变化 并不总是与 信号源表头上的读数相同 只有输出开路 相当于 Ri 时 vi 才等于 vS P186 思考题 1 准确测量 10kHZ的正弦波信号电压应选用毫伏表 因为模拟 万用表频率测量范围只有 1KHZ左右 数字万用表频率测量范围 只有 5KHZ左右 而用示波器测量时 误差较大 2 用双踪示波器测量 RC 移相网络的相位时 为在荧光屏上得 到稳定波形 应怎样设置下列开关的位置 工作方式开关选择 交替或断续 触发方式开关选择 自动 触发源开关选择 内 内触发开关选择 CH1或 CH2 组合方式只用于观察不同类型的波形 例如 观察正弦波与 三角波的波形 调整 触发电平控制 开关 令波形稳定显示 实验 5 单级放大电路的研究 思考题 1 静态工作点Q选择过高或过低 都会出现失真 静态工作点过高 VCE太大 ICQ太小 引起截止失真 如下 图中 Q2点所示 静态工作点过低 VCE太小 ICQ太大 引起饱 和失真 如下图中 Q3点所示 静态工作点调节不当将使放大器 的动态范围变小 当使静态工作点调节到合适的位置时 电压输 出一个最大的不失真波形 此时放大器有最大的动态范围 静态 工作点过高或过低 动态范围都较小 2 因为有 be L v r R A 而 E be 26 1 300 I r 考虑到 300 26 1 E I 所 以 有 C I r 26 be 得出 26 26 LL V C C IR I R A 即在一定范围内 AV与工作 点电流 ICQ成正比 RO RC rce 因为 rce RC 所以 RO约等于 RC 而 1 ebeb ibi RrRRRR 因为 rbe随着 ICQ增大而减小 所以 Ri随着 ICQ 增大而减小 3 能用数字万用表测量放大电路的增益 不能用数字万用表测 量放大电路的幅频特性 因为数字万用表频率测量范围小于 5KHZ 4 电路 AV随 C1 C2 CE及三极管结电容 负载电容 CO的影 响 AV随 f 的变化而变化 低频端 当 f 较低时 C1 C2 的 容抗增大 分压作用增强 使 AV下降 而 CE在 f 较低时容抗较 大 低频信号不能旁路而直接流过发射极电阻 引起交流负反馈 使 AV下降 高频端 当 f 较高时 晶体管高频特性不好 受其 结电容的影响 特别是 CO容抗减小 对高频信号引起分流作用 使 AV下降 实验 6 两级放大电路的设计 1 参考 P85 4 1 的内容 2 由电容的设计公式 1LSi1 3 10 2 CfRR 2LCL 3 10 2 CfRR Le1Si1Le1 1 3 2 1 1 3 2 e CfRRRf R OHL 1 3 2 Cf R 可知 当下限频率不符合要求时 可改变 C1 C2 Ce 的值 当上限频率不符合要求时 由于三极管固定且影响到整个电路的静态工作点 因此一般通过 调整 CO来改变 fH 若电 路无电容负载 可在电路中的负载电阻 RL上并联一个小容量的 电容 其值计算得出 3 放大器无输出信号故障可能出在 1 信号发生器与放大电路的连接线开路 或放大电路与示波 器的连接线开路 2 电容 C1 C2 开路或电容 C1 极性接反 上述两种情况导致 交流通路不通 输入信号无法通过放大器或无法把放大信号送到 示波器 4 放大器电压增益太低 故障可能出在 电容 Ce 开路 使电 路变为电流串联负反馈 使放大倍数降低 5 参考 模电 课本 P7 倒数第四行 大电路的研究 1 克服交越失真的方法是给功率管加上一定的偏置使其工作 于微电流的甲乙类状态 本电路由 R1 R2 R3 RW3 及 T4 组 成复合管的偏置电路 VBE 扩大电路 给两对复合管提供一定偏 置 使他们工作于微小的甲乙类状态 从而克服交越失真 2 理论输出功率与实际测量功率有较大的误差 这是因为 功率管不能完全工作于极限状态 其有饱和压降 为了消除交越失真 管子工作于微小的甲乙类状态 电路中 0 5 欧姆 2 4 欧姆的限流电阻碍电阻消耗功率 所测的电流包括前置级和推动级 功率 效率与负载的关系由公式 4 18 L CC o R V P 8 2 max 可知 输出功率与负载成反比 由公式 4 22 和 4 23 5 78 4 4 max max max o o dc O P P P P LCOCC O COCC LO RIV V IV RV 22 max 可知 理论上效率与负载无关 效率约为 78 从公式也可看出 RL 越大 ICQ 越小 但从表 1 6 2 测量结 果表明 负载越大 效率略有增加 这是由于 2 4 欧姆 限流电阻的 存在 3 当电路的静态电流和动态电流较大且相等则工作地在甲类 状态 当电路的静态电流和动态电流较小且不相等则工作在类状 态 4 自举电路的作用是提高中点电压从而增大输出电压 实验 10 模拟集成电路应用设计 课件问题回答 1 当输入信号为直流分量 只有采用双电源供电才能满足要 求 并且要求信号传输的各个路径不能有电容器 因为放大器的 输入端的静态电位不能对被处理信号的输出端产生影响 这就要 求放大器输入端静态时直流电位为零 2 1 通过数据可以看出 最大输出电压与电源电压有很大关系 电源越大 运算放大器的动态输出范围越大 但始终比电源电压 略小 实验测得最大输出电压的峰峰值比电源电压小 2V 左右 放 大倍数较小时 这是由于输出电压受集成块输出级三极管饱和 压降的影响和取样电阻分压作用 因此峰峰值不可能达到 VCC的 值 2 最大输出电压与输入信号频率成反比 由 模电 课本 P23 的公式 maxmax 2 oR VfS 可知 SR 是一个定值 当输入信号频率越高时 则最大输 出电压越小 3 最大输出电压与负载成正比 负载越大 运算放大器的动态 输出范围越大 选做题 用不