TA-A9模拟电路实验指导书16开20130814.doc

TS系列模拟电路实 验 指 导 书启东汤森教学仪器有限公司 目录实验要求3测量误差及数据处理4实验1 单级放大电路8实验2 两级放大电路15实验3 负反馈放大电路15实验4 射极跟随器15实验5 差动放大电路15实验6 比例求和运算电路15实验7 积分与微分电路15实验8 波形发生电路15实验9 有源滤波器15实验10 电压比较器15实验11 集成电路RC正弦波振荡器15实验12 集成功率放大器15实验13 整流滤波与并联稳压电路15实验14 串联稳压电路15实验15 集成稳压器15实验16 RC正弦波振荡器15实验17 LC振荡器及选频放大器15实验18 电流/电压转换电路15实验19 电压/频率转换电路15实验20 互补对称功率放大器15实验21 波形变换电路15实验22 场效应晶体管放大电路15实验23 晶闸管实验电路15附录一 TS-A9技术性能指标15附录二 TS-A9 PCB板示意图15实验要求1. 实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。2. 使用仪器和实验箱前，必须了解其操作方法、性能及注意事项，在使用时应严格遵守。(1)将标有220V的电源线插入市电插座,接通开关,三路直流电源指示灯亮,表示学习机电源工作正常。(2)连接线：实验箱面板上的插孔应使用专用连接线,该连接线插头可叠插使用,顺时针向下旋转即可锁紧,逆时针向上旋转即可开。(3)实验时应先阅读实验指导书,在断开电源开关的状态下按实验线路接好连接线(实验中用到可调直流电源时,应在该电源调到实验值时再接到实验线路中),检查无误后再接通主电源。(4)实验箱面板上的实验线路凡标Vcc,Vee 处均末接通电源,须在实验时根据实验线路要求接入相应电源,运算放大器单元的电源及所有接地端均己在板内接好。3.实验时接线要认真，同组人员相互仔细检查，确定无误后经指导教师审查同意后才能接通电源。4. 实验时应注意观察，若发现有异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意后再继续实验。5. 实验过程中需要改接连线时，应关断电源后才能拆、接线。6. 实验结束后，必须关断电源，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理好。测量误差及数据处理在测量过程中，由于对被测物体的认识不足，测量仪器不准确或测量方法不完善等原因，不可避免存在着数据误差，使测量数据不完全等于被测量的真值。不同的测量任务，对测量误差要求也不完全相同。例如标准电阻值，标准电压，标准频率等的测量精度要求极高；而一般电子电路的认证实验对测量精度的要求可能就低得多。在实验中，正确、科学地测量各种数据尤为重要。实验中要保持严肃的科学态度，对测量方法及测量数据都要认真记录。测量的结果可以用数字、表格、图形和数学关系表达式等表示。无论哪一种形式，测量结果都必须包含一定数值（符号和大小）以及相应的单位。没有注明单位的测量结果是毫无价值的。例如直流电流是0.15A，直流电压是7.52V等，电阻是4.58，少数测量结果表面上无单位，实际是两个有单位之比，例如放大器增益A10，或A20db。一、误差的定义测量误差就是测量结果与被测量的真值之间的差别，通常误差有：绝对误差、实际相对误差和满度相对误差三种不同的表示方法。1绝对误差X：测量所得值X和被测量真值X0之间的差，称为绝对误差。 X=X-X0 （1-2-1）在实际测量中被测真值X0很难得到，通常把高一级测量精度的（最高级为0.1）测量仪表所测得的值看作为被测量真值。2. 实际相对误差0：绝对误差X与被测量实际值（或真值）X0的百分比。 0=X/X0 100% （1-2-2）在进行严格的误差分析时，经常采用实际相对误差作为测量指标。3. 满度相对误差m：测量的绝对误差X和测量仪表的满度值Xm之比，称作为满度相对误差。 m=X/Xm 100% （1-2-3）满度相对误差m的分母是满度值Xm，所以m不会大于实际相对误差。根据国家标准GB776-65，电工仪表分七级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级。例如0.1级电表，表示满度相对误差为0.1%。为减小相对误差，应选择合适的仪表量程。对于指针式测量仪表，测量时应使表头指针偏转超过二分之一量程。对于数字式测量仪表，测量时应使所测电量尽可能靠近所选量程的满度值。二、数据的处理为了反映真实的测量结果，经常需要从测量所得的众多原始数据中求出被测量对象的特征数据，例如被测振荡器的频率、幅度或被测电路的输入输出阻抗、传输特性等。这就需要对测量数据进行处理。数据处理的内容主要是根据误差理论对原始数据进行整理、计算、分析、去伪存真，最后求得测量结果。测量结果通常以数据、表格、曲线或数学表达式来表示。1有效数字及其舍取规则1）有效数、可靠数和欠准数：测量数据一般是被测量的近似值。另外，若在计算过程中遇到等无理数，计算结果也是近似值。因而表示测量结果的数字通常由可靠数字和欠准数字两部分组成。例如测得某直流电流的数值是18.2mA，其中18是可靠数字，最末位2是欠准数字，这三位数字是有效数。有效数字是指从高位第一个非零数开始，到最低位数为止的所有数字。例如，电阻值0.0265k的有效数字是三位，其高位的两个零不是有效数字，它的等效数值是26.5。又如频率值0.0430MHz，用三位有效数字表示是43.0kHz, 欠准数字是“0”；若用5位有效数字表示是43000Hz，欠准数字是“0”。因此有效数字位数不同，测量精度不同。2）有效位数的取舍：在用有效数字表示测量结果时，有效数字的位数应根据测量误差选择。例如用指针型电表测量电压时，仪表误差是0.01V，量程是1V时，指针指在0.765处，其结果只应是0.76V或0.77V。当用n位有效数字表示测量结果时，在处理数据过程中，对有效数字取舍要按如下规则处理： 若有效数字是n位，n+1位的数字小于5，则舍去。 若有效数字是n位，n+1位的数字大于5，则n位加1。 若有效数字是n位，n+1位的数恰好为5，则需视第n位的数字，若第n位数字是偶数则舍去，若是奇数则第n位数字加1。因为第n位数字奇数和偶数出现的概率相同，舍去和加1的概率亦相同，则误差可抵消。另外，若在n+1位为奇数时加1，偶数时舍去，其结果是使第n位出现偶数的概率增加。这样在以后的求平均数运算中，除尽的概率会增加，有利于减少计算过程的误差。例1-2-1将数据36.493,4.725, 5.335,912500,0.006843保留3位有效数字。解： 36.49336.5 4.7254.72 5.3355.34 9125009.12105 0.0068436.8410-32有效数字的运算规则1） 在进行加、减法运算时，若多个数据的数量级相同，但有效数位不同，则以最少位有效位数n 为准，其余数据的有效位数可按有关处理规则取n+1位，运算结束后，再按同样规则处理成n位有效位数。若多个数据的数量级不同，则所有数据的数量级和有效数位都归化为与数量级最大的数据相同。例1-2-2 在某串联电路中，测得R1上电压降为2.13V，R2上电压降为3.1245V， R3上电压降为3.5732V，求总电压降为多少？ 解： U=UR1+UR2+UR3 =2.13+3.124+3.573=8.827 V 总电压取3位有效数字，U等于8.83 V。2） 进行乘除运算时，以有效位数最少的一个数为准，其余各数及运算结果，积(或商)均舍入比该数多一位，而与小数点位置无关。3） 指数运算时，当底大于1或远小于1时，指数的误差对运算结果影响较大。例如 10002.12=2290867 10002.13=2454708 0.0012.12=4.36510-7 0.0012.13=4.07410-7可见底远大于1或小于1时，指数变化很小都会对运算结果产生很大变化，因而要在可能的情况下，尽可能对指数多保留几位有效数字。实验1 单级放大电路一、实验目的1.熟悉电子元件器件和模拟电路实验箱。2.掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。3.学习测量放大器Q点、AV、ri 、ro的方法，了解共射极电路特性。4.进一步熟悉万用表、信号发生器、示波器等电子仪器的使用。二、实验仪器1.示波器 2.信号发生器 3.数字万用表三、预习内容1.掌握单管共射级放大电路对交流小信号的放大原理。2.估算各表中的Av、ri 、ro。3.预习放大器静态及动态的调试、测量方法和步骤。四、实验内容及步骤图1.1 三极管测试电路1.三极管值的测定（1）用数字万用表判断实验箱上三极管和好坏。（2）按图1.1所示，连接电路（注意：接线前先测量+12V电源，记录下电压值，然后关断电源再连线），将Rp的阻值调到最大（用万用表2M档来判断Rp在什么位置阻值最大）。（3）接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。改变RP ，按表1.1中IC值测出对应的Rb值，然后计算IB（A）和三极管Q1的值（注意：IB的测量和计算方法）。表1.1IC（mA）0.51.01.5Rb（K）计算IB（A）2.静态调整按图1.2接线，调整RP使VE = 2.2V，计算并填写表1.2。表1.2 实测值计算VBE（V）VCE（V）Rb（K）IB（A）IC（mA）3.动态研究（1）按图1.3接线。（2）调节函数信号发生器，使得使Vi=20mV，f=1Khz（用示波器CH1通道监测），调节RP使Vo端波形（用示波器CH1通道监测）达到最大不失真，然后记录Vi 和Vo波形，并比较相位。（3）信号源频率不变，顺时针调节幅度旋钮，逐渐加大幅度，观察VO不失真时的最大值并填表1.3。表1.3 测试条件：RL=实 测实 测 计 算估 算Vi（mV）Vo（V）AvAv（4）保持Vi=20mV不变，放大器接入负载RL ，按表1.3给定值进行测量，并填表。表1.4给 定 参 数实 测实测计算估 算RcRLVi（mV）Vo（V）AvAv2K5K12K2K25K15K15K12K2（4）保持Vi =5mV不变，增大和减小RP，观察VO波形变化，测量并填入表1.4。注意：若失真观察不明显可增大或减小Vi 幅值重测。4.测放大器输入、输出电阻（1）输入电阻ri 测量如图1.4在衰减器与输入端之间接入一个1K电阻，先断开A点，即移除输入信号，调节Rp使Vc=6V，恢复A点的连接，接入输入信号，Vs接示波器CH1通道，Vi接示波器CH2通道，然后调节信号发生器幅度调节旋钮，使Vs幅值20mV，同时通过CH2测出Vi幅值，即可计算ri。（2）输出电阻ro测量如图1.4所示，先与A点断开，即移除输入信号，用导线将A、B两点短接，调节Rp使Vc=6V，去掉短接导线，恢复A点的连接，接入输入信号，Vi接示波器CH1通道，Vo接示波器CH2通道，然后调节信号发生器幅度旋钮，使Vi幅值为10mV，同时通过CH2测出空载时的Vo幅值，然后在输出端接入10K可调电阻作为负载RL，调节合适的RL值使放大器输出不失真，测量此时的VL，将上述测量填入表1.5中。表1.5测量输入电阻Rs=R2=1K测量输出电阻实 测测 算估 算实 测测 算估 算VS (mV)Vi (mV)ririVORL = VORL =ro (K)ro(K)五、撰写实验报告根据各表格中的测量数据进行计算填表，计算过程中必须给出相关计算公式，写出计算过程。 附录1、静态工作点的设置：为使放大电路工作不因进入非线性区而产生波形失真，就必须给放大电路设置一个合适的静态工作点。图1-1中点选在线性区的中部，运用范围未超过线性区，因此输出波形不失真。图1-1 具有最大动态范围的静态工作点在图1-2中，1点因选在靠近饱和区使输出波形出现失真，由图知此时输出电压波形负半周被削掉一部分，对图中2点选在靠近截止区，这样输出电压波形的正半周期被削掉一部分，为使输入信号得到不失真的放大，放大器的静态工作点要根据指标要求而定。如希望耗电小、噪音低、输入阻抗高，点就可选得低一些；如希望增益高时，点可适当选择高一些。静态工作点的调整，一般是调图1.1的RP值。2、放大倍数：图1-1电路的电压放大倍数为，其中,在选定了管子，确定了静态工作点后，电压放大倍数主要与下列因素有关：1）与RC大小有关，RC 越大，越大，但是在电源E一定时RC 不可能提高很大；2）与放大电路是否有外接负载有关，当放大电路有外接负载时，放大倍数下降。图1-2 静态工作点设置不合适输出波形产生失真实验2 两级放大电路一、实验目的1. 掌握如何合理设置静态工作点。2. 学会放大器频率特性测试方法。3. 了解放大器的失真及消除方法。二、实验仪器1. 双踪示波器2. 数字万用表3. 信号发生器三、预习要求1. 复习教材多级放大电路内容及频率响应特性测量方法。2. 分析图2.1两级交流放大电路。初步估计测试内容的变化范围。四、实验内容实验电路见图2.11设置静态工作点（1）按图连接，注意接线尽可能短。（2）静态工作点设置：要求第二级在输出波形不失真的前提下幅值尽管大，第一级为增加信噪比点尽可能低。（3）在A、B端加上1KHz幅度为100mV的交流信号。注意：如发现有寄生振荡，可采用以下措施消除：(1) 重新布线，尽可能走线短。(2) 可在三极管eb间加几p到几百p的电容。(3) 信号源与放大器用屏蔽线连接。2按表2.1要求测量并计算，注意测静态工作点时应断开输入信号。表2.1静态工作点输入/输出电压（mA）电压电压放大倍数第一级第二级第1级第2级整体Vc1Vb1Ve1Vc2Vb2Ve2Vi1Vo1Vo2Av1Av2AvRL=RL=3K3接入负载电阻RL=3K，按表2.1测量并计算，比较实验内容2、3的结果4测两级放大器的频率特性（用导线连接Vo1与Vi2）（1）将放大器负载断开，保持输入信号频率1KHZ不变，调节信号发生器幅值调节旋钮,使放大器输出幅度最大而不失真（同时可调节1RP和2RP可调电阻，来调节失真度）。（2）保持输入信号幅度不变，改变频率，按表2.2测量并记录。（3）接上负载、重复上述实验。表2.2f（Hz）501002505001000250050001000020000Vo2RL=RL=3K五、实验报告1整理实验数据，分析实验结果。2画出实验电路的频率特性简图，标出fH和fL 。3写出增加电路频带宽度的方法。附录：关于寄生振荡1定义寄生振荡（parasitic oscillation），非工作频率的振荡称为寄生振荡，即与工作频率无关或不在工作频率范围内的源于寄生参数的振荡。A2A1寄生振荡产生原因示意图2寄生振荡的类型常见的寄生振荡有两种，低于工作频率的低频寄生振荡和高于工作频率的高频寄生振荡。 3寄生振荡的特点1）将放大器输入端短路，输出端一般仍有振荡信号输出；2）振荡周期一般较有规律且波形比较规则；3）振荡幅度一般较大，有时甚至使放电器处于饱和与截止状态；4）振荡频率一般较高（由电源去耦不良造成的低频振荡例外），且振荡频率与幅度会随放大器的元器件参数的不同而变化；5）寄生振荡处理得当时可能完全消除。 4寄生振荡产生的原因寄生振荡的产生大都是由于放大器的输出通过难于查觉的感应回路，反馈至输入端产生的。如图中的两极放大器，A1和A2若它们各自的输入和输出信号都相反，即相差180，放大器A2的输出信号即使通过某种感应支路而反馈到它本身的输入端，因两者相位差180，是负反馈，故不会引起振荡。若A2的输出端反馈至A1的输入端，因而信号相位相同，形成正反馈，电路就有可能产生振荡。1）具有高增益放电器的电路；2）在高频电路中过大的分布电容、杂散电感以及电路的部分引线过长；3）放大电路中单级放大倍数过大；4）电路的输入和输出端相距过近，或输入环路与输出环路交链面积过大以及平行布线等；5）多级放电器中或在幅度倍数较大的放大电路中，前级放电器屏蔽或接地不良；6）电路布线混乱，布线环路面积过大以及布线电容和分布电感过大；7）电路接地不佳，接地点选择不合理，接地线过长以及由接地线形成了过大环路面积；8）印刷电路板设计不合理；9）电路设计频带过宽，采用超过电路工作频率过多的元器件（主要是有源器件）；10）装配工艺不佳，导线及元器件固定不牢靠，电路易受到机械振动的影响；11）多级放大电路共用同一个直流电源，且电源去耦不良；12）负反馈电路反馈过深；13）电路间存在不良的耦合。5寄生振荡的排除方法对电子电路中产生的寄生振荡，因为它有很大的偶然性，因此要查明原因和找出振荡源，往往是一件非常麻烦的工作，即使找到了振荡源，要排除这种有害的寄生振荡也绝非易事。一旦碰到电路产生自激振荡，首先应判断是连续振荡、间歇振荡或者是瞬间的衰减振荡。振荡大致在这三个部位：(1)放大电路本身；(2)人为的反馈支路；(3)布线和元器件的部位安装、安排不当或有了改变。迅速排除寄生振荡有以下七种方法：电阻反馈法：在放大器的输入端串入几十至几百欧姆的电阻、消耗反馈能量，降低放大器的增益。专用工具推拉法可用自制的专用工具，推拉有关元件和布线的位置，观察振荡变化和消除的情况。敲击法敲击机壳和底板，看振荡是否有变化。有些设备因接地点焊接不牢或底板镙丝松动也会引起电子线路的自激。顺次接地试探法用0.1f涤伦电容器一只，使各级电路输入端逐一接地，由末级开始，顺序向前，探查出振荡停止的那部分电路。直接短路法把各级放大器输入端逐级短路，探查振荡发生在哪一级，从而确定振源的部位。直流电压表监视法在检汉输出端用普通电压表监视，由前向后逐级屏蔽，观察电压表的变化，查出振源的部位。示波器探测法在有条件的情况下，可用方波发生器由后向前逐级输入方波信号，在放大器的输出端用示波器进行观察。根据方波前后沿的变化稳定度来判断放大电路工作是否稳定或处于临振状态。实验3 负反馈放大电路一、实验目的1. 研究负反馈对放大器性能的影响。2. 掌握反馈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、预习要求1. 认真阅读实验内容，估计待测量的变化趋势。2. 假设图3.1电路中晶体管值为50，计算该放大器开环放大倍数Av和闭环电压放大倍数Avf。四、实验内容 负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试(1) 开环电路1) 按图接线，将反馈支路从C点断开（Cf、Rf先不接入）。2) 在A、B两端输入幅值约为100mV、f=1KHZ的正弦波，调节信号发生器的幅度调节旋钮，使Vi=1mV。调整接线和参数使输出不失真且无振荡（参考实验2方法）。3) 按表3.1要求进行测量并填表。4) 根据实测值计算开环放大倍数Av和输出电阻ro 。(2)闭环电路1) 恢复反馈支路与C点的连接，按2)的要求调整电路。2) 按表3.1要求测量并填表，计算AVf，根据实测结果，验证。表3.1RL（K）Vi（mV）Vo（mV）Av（Avf）开环11K51闭环11K512. 负反馈对失真的改善作用（1） 将图3.1电路开环（反馈支路与C点断开），逐步加大Vi的幅度，使输出信号出现失真（注意不要过分失真）记录失真波形幅度。(2) 将电路闭环（恢复反馈支路与C点的连接），观察输出情况，并适当增加Vi幅度，使输出幅度接近刚才开环时失真波形幅度。(3) 若Rf=3 K不变，但Rf 接入V1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. 测放大器频率特性(1) 将图3.1电路先开环，适当调整Vi幅度（频率为 1KHZ ）使输出信号在示波器上有满幅（最大不失真）正弦波显示。(2)保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形幅值减小为原来的70%，此时信号频率即为放大器的fH 。(3)条件如上，但逐渐减小频率，测得fL。(4)将电路闭环，重复(1)(3)步骤，将结果填入表3.2。表3.2fL( HZ )fH( HZ )开 环闭 环五、实验报告 将实验值与理论值比较，分析误差原因。 根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。实验4 射极跟随器一、实验目的 掌握射极跟随器的特性及测量方法。 进一步学习放大器各项参数测量方法。二、实验仪器 双踪示波器 信号发生器 数字万用表三、预习要求 复习教材有关章节内容，熟悉射极跟随器原理及特点。 根据图4.1元器件参数，估算静态工作点。画出交、直流负载线。四、实验内容与步骤1. 按图4.1电路接线2. 直流工作点的调整先不接R，在B点加f = 1KHZ正弦波信号，输出端用示波器监视，反复调RP及信号发生器输出信号幅度，使Vo在示波器屏幕上最大不失真，然后断开输入信号。用万用表测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4.1。表4.1VE( V )VB( V )VC( V )IE=VE/Re3. 测量电压放大倍数Av接入负载 RL=1K，在B点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测Vi、VL值，将所测数据填入表4.2中。表4.2Vi(V)VL(V)4. 测量输出电阻Ro在B点加f = 1KHZ正弦波信号，Vi = 100mV左右，接上负载RL = 2K2时，用示波器观察输出波形，测空载输出电压Vo（RL=），有负载输出电压VL ( RL=2K2) 的值。则，将所测数据填入表4.3中。表4.3VO(mV)VL(mV)RO5. 测量放大器输入电阻（采用换算法）Ri。在输入端串入5K1电阻，A点加入f = 1KHZ的正弦信号，用示波器观察输出波形,并测出A、B点对地电位、。则，将测量数据填入表4.4。表4.4 VA(mV)VB(mV)RI6. 测射极跟随器的跟随特性并测量输出电压峰峰值 OPPV接入负载 RL =2K2， 在B点加入 f = 1KHZ的正弦信号，逐点增大输入信号Vi的幅度，用示波器监视输出端，在波形不失真之前，用示波器测出所对应的VL、值（电压的峰峰值），计算出AV，并测量出，与电压表测出的对应输出电压有效值比较。所测数据填入表4.5。表4.51234ViRLVOPPAV五.实验报告 绘出实验原理电路图，表明实验的元件参数值。 整理实验数据及说明实验中出现的各种现象，得出有关的结论，画出必要的波形及曲线。 将实验结果与理论计算比较，分析产生误差的原因。实验5 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。二、实验仪器1双踪示波器2数字万用表3信号发生器 三、预习要求1计算图5.1的静态工作点( rbe = 3K、 =100 ) 及电压入大倍数。2在图5.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。四、实验内容及步骤实验电路图如图5.1所示：1. 测量静态工作点（1）先不接如信号源和Rp2。（2）调零：将输入端Vi短路并接地，接通直流电源，调节电位器RP1使双端输出电压Vo=0。（3）测量静态工作点：测量三极管V1、V2、V3各极对地电压填入表5.1中。表5.1对地电压Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3测量值（V）2. 测量差模电压放大倍数在输入端加入0.1V的直流电压信号Vid。按表5.2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出电压放大倍数。注意先调好DC信号源的OUT1和OUT2，使其分别为+0.1V和-0.1V再接入Vi1和Vi2 。 表5.2差模输入共模输入测量值（V）计算值测量值（V）计算值输入(V)VC1VC2Vo双Ad1Ad2Ad双输入(V)VC1VC2Vo双Ac1Ac2Ac双CMRRVi1=+0.1Vi1=Vi2=0.1Vi2=-0.1Vi1=Vi2=-0.13测量共模电压放大倍数将输入端b1、b2短接，接到信号源的输入端，信号源的另一端接地，DC信号分先后接OUT1和OUT2，分别测量并填入表5.2.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。4在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验：（1）在图1中将b2接地，组成单端输入差动放大器，从b1端输入直流信号Vi = 0.1V，测量单端与双端输出，填表5.3记录电压值。计算单端输入时的单端与双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端与双端差模电压放大倍数进行比较。表5.3测量及计算值输入信号Vi电 压 值放大倍数AvVc1Vc2Vo直流+1.0 V直流-1.0 V正弦信号（50mV、1KHZ）（2）从b1端加入正弦交流信号Vi = 50mV 、f =1KHZ ，分别测量、记录单端和双端输出电压，填表5.3计算单端和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 、VC2波形，若有失真现象时，可减小输入电压值，使VC1 、VC2都不失真为止。）五、实验报告1根据实测数据计算图1电路的静态工作点，与预习结果相比较。2. 整理实验数据，计算各种接法的Ad ，并与理论值相比较。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。实验6 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，求和电路的特点和性能。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双踪示波器 3信号发生器 三、预习要求1计算表6.1中的VO 和Af 。2估算表6.3的理论值。3估算表6.4、表6.5中的理论值。4计算表6.6中的Vo值。5计算表6.7中的Vo值。6. 预习有关集成运放上限频率的概念，并写出测量运放上限频率的实验方法和步骤（可参考实验三的实验内容3）。四、实验内容1电压跟随器，实验电路如图6.1所示按表6.1内容实验并测量记录表6.1Vi(V)-2-0.50+0.51VO（V）RL= RL=5K12反相比例放大器实验电路如图6.2所示 (1) 按表6.2内容实验并测量记录(2）按表6.3要求实验并测量记录(3) 测量图6.2电路的上限截止频率。表6.2直流输入电压Vi（mV）3010030010003000输出电压Vo理论估算（mV）实 际 值（mV）误差表6.3测 试 条 件理论估算值实 测 值VORL=，直流输入信号Vi由0变为800mVVABVR2VR1VOLRL由开路变为5K1，Vi =800mV3.同相比例放大器，电路如图6.3所示（1）按表6.4和6.5实验测量并记录：（2）测出电路的上限截止频率表6.4直流输入电压 Vi（mV）3010030010003000输出电压VO理论估算（mV）实测值 （mV）误 差表6.5测 试 条 件理论估算值实 测 值VORL=，直流输入信号Vi由0变为800mVVABVR2VR1VOLRL由开路变为5K1，Vi =800mV4反相求和放大电路实验电路如图6.4所示按表6.6内容进行实验测量，并与预习计算比较。表6.6V i1（V）0.3-0.3V i2（V）0.20.2Vo（V）5双端输入求和放大电路实验电路为图6.5所示按表6.7要求实验并测量记录。表6.7V i1（V）120.2V i2（V）0.51.8-0.2Vo（V）R3=10KR3=100K五、实验报告1总结本实验中5 种运算电路的特点和性能。2分析理论计算与实验结果误差的原因。实验7 积分与微分电路一、实验目的1. 学会用运算放大器组成积分微分电路。2. 掌握积分微分电路的特点及性能。二、实验仪器1. 数字万用表 2. 信号发生器 3. 双踪示波器 三、预习要求1. 分析图7.1电路，若输入正弦波，VO 与Vi 相位差是多少？当输入信号为100Hz有效值为2V时VO = ？2. 分析图7.2电路，若输入方波，VO 与Vi 相位差是多少？当输入信号为160Hz幅值为1V时，输出 VO = ？3. 拟定实验步骤、事先设计好有关数据的记录表格。四、实验内容1. 积分电路实验电路如图7.1所示 (1) 取Vi = 1V，断开开关K（开关K用一连线代替，拔出连线一端作为断开。）用示波器观察Vo 变化。(2) 测量饱和输出电压及有效积分时间。3) 使图7.1中积分电容改为0.1F，断开K，Vi 分别输入100Hz幅值为2V的方波和正弦波信号，观察Vi 和VO大小及相位关系，并记录波形。(4) 改变图7.1电路的频率，观察Vi 与VO 的相位、幅值关系。2. 微分电路实验电路如图7.2所示。(1) 输入正弦波信号，f=160Hz有效值为1V，用示波器观察Vi 与VO 波形并测量输出电压。(2) 改变正弦波频率（20Hz 400Hz），观察Vi 与VO的相位、幅值变化情况并记录。(3) 输入方波，f = 200Hz，V = 5V，用示波器观察VO 波形；按上述步骤重复实验步骤重复实验。3. 积分 微分电路实验电路图7.3所示(1) 在Vi输入f = 200Hz，V =6V的方波信号，用示波器观察Vi 和VO的波形并记录在坐标纸上。(2) 将f 改为500Hz重复上述实验。五、实验报告1. 整理实验中的数据及波形，总结积分、微分电路特点。2. 分析实验结果与理论计算的误差原因。实验8 波形发生电路一、实验目的1. 掌握波形发生电路的特点和分析方法。2. 熟悉波形发生器设计方法。二、实验仪器1. 双踪示波器2. 数字万用表三、预习要求1. 分析图8.1电路的工作原理，定性画出VO 和VC 波形。2. 若图8.1电路R = 10K，计算VO 的频率。3. 图8.2电路如何使输出波形占空比变大？利用实验箱上所标元器件画出原理图。4. 在图8.3电路中，如何改变输出频率？设计2种方案并画图表示。5. 图8.4电路中如何连续改变振荡频率？画出电路图。（利用实验箱上的元器件）四、实验内容1.方波发生电路实验电路如图8.1所示，双向稳压管稳压值一般为 5V6V 。(1) 按电路图连线，观察并绘出VC、VO波形及频率，与预习比较。(2) 分别测出 R=10K、110 K时的频率，输出幅值，并绘出VC、VO波形与预习比较。(3) 要想获得更低的频率应如何选择电路参数？试利用实验箱上给出的元器件进行条件实验并，并观测之。2. 占空比可调的矩形波发生电路，实验电路如图8.2所示。(1) 按图连线，观察并测量电路的振荡频率、幅值及占空比，绘出Vo波形。(2) 若要使占空比更大，应如何选择电路参数并用实验验正。3. 三角波发生电路,实验电路如图8.3所示。(1) 按图连线，分别观测VO1及的VO2的波形并记录。(2) 如何改变输出波形的频率？按预习方案分别实验并记录。4. 锯齿波发生电路，实验电路如图8.4所示。 (1) 按图连线，观测电路输出波形和频率。(2) 按预习时的方案改变锯齿波频率并测量变化范围。五、实验报告1. 画出各实验的波形图。2. 画出各实验预习要求的设计方案、电路图，写出实验步骤及结果。3. 总结波形发生电路的特点，并回答：(1) 波形产生电路需调零吗？(2) 波形产生电路有没有输入端？实验9 有源滤波器一、实验目的1熟悉有源滤波器构成及其特性。2学会测量有源滤波器幅频特性。二、仪器及设备1双踪示波器 2信号发生器 三、预习要求1预习教材有关滤波器内容。2分析图9.1、图9.2所示电路。写出它们的增益特性表达式。3计算图9.1、图9.2电路的截止频率，图9.3电路的中心频率。4画出三个电路的幅频特性曲线。5. 实验原理（a）低通 （b）高通(c) 带通 （d）带阻图90四种滤波电路的幅频特性示意图由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定频率范围内的信号通过，抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号。可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面，但因受运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于低频范围。根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四种滤波器，它们的幅频特性如图90所示。具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的，只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一般来说，滤波器的幅频特性越好，其相频特性越差，反之亦然。滤波器的阶数越高,幅频特性衰减的速率越快，但RC网络的节数越多，元件参数计算越繁琐，电路调试越困难。任何高阶滤波器均可以用较低的二阶RC有滤波器级联实现。四、实验内容1低通滤波器实验电路如图9.1所示。其中：反馈电阻Rf 选用10K电位器，将其阻值设定为5.7K，按表9.1内容测量并记录。表9.1Vi(V)1111111111f(HZ)510153060100150200300400VO(V)2高通滤波器实验电路如图9.2所示，按表9.2内容测量并记录。表9.2Vi(V)1111111111f(HZ)10203050100130160200300400Vo(V)3带阻滤波器实验电路如图9.3所示，按表9.2内容测量并记录。（1）实测电路中心频率。（2）以实测中心频率为中心，测出电路幅频特性。表9.3Vi(V)1111111111f(HZ)1030508090100140180300400Vo(V)五、实验报告1整理实验数据，画出各电路曲线，并与计算值对比分析误差。2如何组成带通滤波器？试设计一中心频率为300HZ带宽200HZ的带通滤波器。实验10 电压比较器一、实验目的1掌握电压比较器的电路构成及特点。2学会测试电压比较器的方法。二、仪器设备1双踪示波器 2信号发生器 3数字万用表 三、预习要求1分析图10.1电路，弄清以下问题（1）比较器是否要调零？原因何在？（2）比较器两个输入端电阻是否要求对称？为什么？（3）运放两个输入端电位差如何估计？2分析图10.2电路，计算：（1）使Vo由Vom变为Vom的Vi临界值。（2）使Vo由Vom变为Vom的Vi临界值。（3）若Vi输入有效值为1V正弦波，试画出 ViVo波形图。3.分析图10.3电路，重复预习要求2的各步。4按预习内容准备记录表格及记录波形的坐标纸。四、实验内容1过零比较器，实验电路如图10.1所示（1）按图接线，Vi悬空时测Vo电压。（2）Vi输入500HZ有效值为1V的正弦波，观察ViVo波形并记录。（3）改变Vi幅值，观察Vo变化。2反相滞回比较器,实验电路如图10.2所示（1）按图接线，并将RF 调为100K，Vi接DC电压源，测出Vo由 Vom Vom时Vi的临界值。（2）同上，Vo由 VomVom 。（3）Vi接500HZ有效值1V的正弦信号，观察并记录ViVo波形。（4）将电路中RF调为200K，重复上述实验。3.同相滞回比较器实验电路为图10.3所示（1）参照实验内容2自拟实验步骤及方法。（2）将结果与实验内容2相比较。五、实验报告1整理实验数据及波形图，并与预习计算值比较。2总结几种比较器特点。实验11 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. 信号发生器 3. 数字万用表 三、预习要求1. 复习RC桥式振荡器的工作原理2. 完成下列填空题：（1）图11.1中，正反馈支路是由_组成，这个网络具有_特性，要改变振荡频率，只要改变_或_的数值即可。（2）图11.1中的，1RP 和R1 组成_反馈，其中_是用来调整放大器的放大倍数，使 3的。四、实验内容1. 按图11.1接线，注意需预先调整Rp1使得R2=R1,之后再接入。2. 用示波器观察输出波形。思考：(1) 若元件完好，接线正确，电源电压正常，而Vo=0，原因何在？应怎么办？(2) 有输出但出现明显失真，应如何解决？3用频率计测上述电路输出频率，或按图11.2接线，用李沙育图形法测定，测出的频率fo1并与计算值比较。4改变振荡频率在实验箱上设法使文氏桥电阻R1=10K+20K，R2=20K+10K（RP1），先调整RP1使R2=R1。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Rp2 使Vo无明显失真后，再测频率。5. 测定运算放大器放大电路的闭环电压放大倍数Avf 。先测出图11.1电路的输出电压Vo值后，关断实验箱电源，保持Rp2及信号发生器频率不变，断开图11.1中“A”点接线，把低频信号发生器的输出电压接至一个1K的电位器上，再从这个1K电位器的滑动接点取Vi 接至运放同相输入端，如图11.3所示。调节Vi使Vo等于原值，测出此时的Vi值，则： Avf = Vo/Vi _倍.6. 自拟详细步骤，测定RC串联网络的幅频特性曲线。五、实验报告1. 电路中那些参数与振荡频率有关的？将振荡频率的实测值与理论估算值比较，分析产