基础实验步骤.doc

模拟部分基础实验实验一 常用电子仪器的使用一、实验目的通过实验初步学会使用示波器观察正弦波信号波形、测量波形参数的方法，并初步学会正确使用函数信号发生器与交流电压表。二、实验原理本实验采用的常用电子仪器，即函数信号发生器、交流电压表和双踪示波器。信号发生器（EE1641B）用来产生频率为1HZ2MHZ最大的幅度为10Vp-p的正弦信号，并分别给交流电压表和双踪示波器提供信号。交流电压表用来测量信号电压的大小，选用SX2172型交流电压表，能测量5HZ2MHZ幅度为1mV300V的正弦信号电压。双踪示波器是一种用来观察各种周期电压（或电流）波形的仪器，能观察到的最高信号频率主要决定于Y通道频带宽度。本实验采用POS9020型双踪示波器，用它可以观察频率为20MHZ以下的各种周期信号且可同时观察两个不同信号，以便比较。为减小示波器的输入阻抗对被测信号的影响，被测信号可以通过探头加到Y轴放大器的输人端。这时信号将有10：1的衰减。（探头本身将信号衰减10倍）。三、实验内容l、EE164lB信号发生器的使用2、使用交流电压表测量电压3、示波器的使用四、实验仪器l、函数信号发生器（EE164lB型）l台2、交流电压表（SX2172型）l台3、双踪示波器（POS9020型）1台五、实验报告要求根据实验记录，列表整理，计算实验数据，并描绘观察到的波形图。六、预习要求阅读本实验中所用仪器的使用说明书七、思考题1、用示波器观察波形时，要达到如下要求，应调节哪些旋钮？（1） 波形清晰；（2）亮度适中；（3）波形稳定；（4）移动波形位置；（5）改变波形个数；（6）改变波形高度。2、用示波器测量交流信号，如何才能保证示波器所能达到的测量精度？实验二 单管低频电压放大电路一、实验目的1、通过对单级晶体管低频电压放大电路的估算和测试，熟悉放大器的主要性能指标及其测试方法。2、进一步掌握双踪示波器、函数信号发生器、交流电压表的使用方法。二、实验原理放大电路的基本任务是不失真地放大信号。要使放大电路能够正常工作，必须设计合适的静态工作点。否则，容易产生饱和失真或截止失真。偏置电路有简单（或称固定）偏置电路和分压式偏置电路。在教材中对这二种电路进行了分析与比较，这里不再叙述。三、实验内容l、放大电路静态工作点的测试。2、观察对静态工作点电压放大倍数及输出波形的影响。3、观察RL对放大电路静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。四、实验仪器1、函数信号发生器（EE1641B）1台2、双踪示波器（POS9020型）l台3、交流电压表（SX2172型）l台4、模拟实验仪（AB-3）1台5、万用表（500型）l台五、实验报告要求1、整理实验数据，列出表格。2、总结RC、RL变化以后，对静态工作点、放大倍数、输出波形的影响。3、将电压放大倍数的估算值与实测值进行比较并讨论。4、总结为了要提高放大倍数Au应采取哪些措施。六、预习要求1、预习分压式偏置放大电路的工作原理及电路元件的作用。2、根据本实验要求，拟定好电路设计方案和安装调试步骤。七、思考题l、如何利用测出的静态工作点来估算三级管的电流放大系数值。2、在图 2l所示的电路中，如果电容器 C2漏电较严重，试问当接上 RL，静态工作点会如何变化？实验三 差动放大电路一、实验目的1、掌握差动放大电路的工作原理，了解产生零漂的原因及抑制零漂的方法。2、熟悉和比较几种差动放大电路的性能和特点。3、学习差动放大电路主要技术指标的测试方法。二、实验原理差动放大电路是直接耦合放大电路的一种较好的形式，不仅可放大交流信号。而且可以放大缓慢变化的信号和直流信号。它靠增加一个对称的三极管和电路的对称性抑制零漂，同时用长尾电路的RE或恒流源三极管来减小每管的零漂，提高放大电路的共模抑制比。差动放大电路有四种工作方式：单端输入，单端输出；单端输入，双端输出；双端输人，单端输出；双端输人，双端输出。本实验中，以双端输人，单端输出及双端输出为主要测试内容，对不同RE的情况及恒流源式电路性能进行比较。单端输人为选做内容。如果有直流信号源，实验信号用直流信号。如果没有直流信号源，实验信号可用交流信号。三、实验内容1、长尾电路的测试：（1）静态工作点；（2）测试差模电压放大倍数Aud； （3）测试共模放大倍数Auc；（4）计算共模抑制比。2、恒流源差动放大电路的测试：。测试内容、方法、步骤同实验内容1。四、实验仪器l、模拟实验仪（AB-3）1台2、函数信号发生器（EE1641B）l台3、交流电压表（SX2172）1台4、万用表（500型）1只五、实验报告要求l、根据实测数值和计算结果，分别把长尾电路及恒流源电路的静态工作点和Aud与估算值进行比较。2、根据实测结果分析RE对共模信号的抑制作用，比较长尾电路和恒流源电路的性能特点。3、通过实验，简要说明差动放大电路是如何解决放大和零漂之间的矛盾的。六、预习要求1、复习差动放大电路的由来和工作原理，比较长尾式和恒流源式差放电路的性能特点及克服零漂的能力。2、按电路所给参数，分别估算两种电路的静态工作点及差模放大倍数。七、思考题l、电路中两个三极管及元件参数的对称性对放大器的有关性能起什么作用？2、电路中的负反馈电阻RE起什么作用？为什么有时改用恒流源？3、实验中，每次输入信号之前为什么要调零？实验四 反馈放大电路一、实验目的1、加深理解反馈放大电路的工作原理及负反馈对放大电路性能指标的影响。2、进一步熟悉放大电路性能指标的测量。二、实验原理1、负反馈放大器的工作原理负反馈放大器由基本放大电路和反馈网络组成，必须注意，由于基本放大电路和反馈网络是闭环连接的，计算基本放大电路增益和输入电阻、输出电阻时，应该考虑反馈网格对基本放大电路的影响，即将反馈网格在基本放大电路上呈现的阻抗考虑在内，我们将这种影响称为反馈网络对基本放大电路的负载效应。基本放大电路为无反馈放大器，考虑负载效应时，必须将负反馈放大器的反馈去掉。在考虑反馈网络对基本放大器输入端的负载效应时，若输出端为电压反馈，则将输出负载短路；若为电流负反馈，则将输出负载开路。这时，反馈网络就不会有反馈信号加到基本放大器的输入端。在考虑反馈网络对基本放大器输出端的负载效应时，若输入端为串联负反馈，则将输入端开路；若为并联负反馈，则将输入端短路。这时反馈网络就不会有反馈信号加到基本放大器的输入端。2、负反馈对放大器的性能影响负反馈能提高放大倍数的稳定性，扩展频带，改变输入、输出电阻，而放大器的增益将会降低。三、实验内容1、 测定静态工作点；2、测量基本放大电路的性能：放大倍数、输入电阻、输出电阻、上限频率fH及下限频率fL。3、测定反馈放大电路的性能：测试内容同实验2。四、实验仪器l、模拟实验仪（AB-3）1台2、函数信号发生器（EE1641B）l台3、交流电压表（SX2172）1台4、双踪示波器（POS9020型）l台5、万用表（500型）l台五、实验报告要求l、讨论负反馈对放大电路性能的影响。2、估算基本放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻，并与实验结果比较。3、利用深度负反馈的近似公式，计算反馈放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻，并与实验结果比较。六、预习要求l、复习电压串联负反馈放大电路的工作原理及对放大电路性能的影响。2、复习放大倍数的估算法及深度负反馈电路放大倍数的近似计算法。七、思考题1、本实验的负反馈为电流反馈，若改为电压反馈，电路将如何改变？请画出电路图，并进行测试。实验五 集成运放负反馈放大电路一、实验目的1、进一步熟悉负反馈对放大器主要性能的影响。2、掌握深度负反馈条件下，各项性能的测试方法。二、实验原理在实际的负反馈放大电路中，有四种常见的组态：电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。引入负反馈后。放大电路的许多性能得到改善，如：提高了放大倍数的稳定性；改变了输入、输出电阻（增大或减小）；扩展频带；降低非线性失真等。本实验仅对电压串联及电压并联两种负反馈放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻及上下限截止频率进行测试，并与该运放组件的开环参数（手册中的给定值）进行比较。这两种反馈放大电路都是基本运算电路。电压并联深度负反馈即反相比例电路，其主要特点是：（1）集成运放的反相输入端为虚地点，集成运放的共模输入电压近似为0，故这种电路对运放的CMRR要求低。（2）由于是并联负反馈，输入电阻低； 由于是电压负反馈，输出电阻小，带负载能力强。电压串联负反馈即同相比例电路，其主要特点是：（l）U+U-= Ui集成运放的共模电压等于输入电压。对集成运放的 CMRR要求比较高。（2）由于是串联负反馈，输入电阻比开环时增加（1AF）倍；由于是电压负反馈，输出电阻小带负载能力强。三、实验内容1、 电压并联负反馈电路（反相比例电路）的测试：（1） 测量电路的电压放大倍数（2）测量电路的输出电阻Rof（3）测量电路的输入电阻Rif2、电压串联负反馈电路（同相比例放大器）的测试：（l）测电路的电压放大倍数（2）测电路的输入电阻Rif（3）测量上限频率3、请设计一个放大倍数为-l000的负反馈放大电路，组件尽量用得少，电路参数与前面的电路变化不大。请画出电路图，计算电路参数，并进行实验，测量是否达到设计要求。四、实验仪器1、模拟实验仪（AB-3）1台2、函数信号发生器（EE1641B）1台3、交流电压表（SX2172）l台五、实验报告要求1、整理各电路的数据，对两种电压负反馈电路的性能进行分析。2、画出设计电路的原理图。3、分析实验中出现的问题，说明排除故障的方法。六、预习要求l、阅读实验指导书及其附录中关于运放组件的性能及管脚图的介绍。2、复习教材中不同组态的负反馈电路的特点及性能改善的有关内容。3、复习Au、Ri、R。及fh的测试方法，估算这两个实验电路的Auf、Rif、Rof及fHf的值4、自拟实验步骤及数据记录表格。5、按实验要求设计电路。七、思考题1、电压串联和电压并联负反馈各自的特点是什么？各在什么情况下被采用？2、 什么是“虚短”现象？什么是“虚断”现象？什么是“虚地点”？请用实验数据说明。实验六 基本运算电路一、实验目的l、进一步加深理解集成运算放大电路的基本性质和特点。2、应用集成运放（线性组件）构成基本信号运算电路，测定它们的运算关系。二、实验原理集成运放是高增益的直流放大器，若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络，则可以实现各种不同的电路功能。例如，施加线性负反馈，可以实现放大功能以及加、减、微分、积分等模拟运算功能；施加非线性反馈，可以实现对指数、乘除等模拟运算功能以及其他非线性变换功能；施加线性或非线性正反馈或将正、负两种反馈结合可以实现产生各种模拟信号的功能。三、实验内容l、反相比例运算放大电路；2、差动比例运算放大电路；3、反相加法运算电路；4、积分电路；5、微分电路。四、实验仪器1、模拟实验仪（AB-3）1台2、双踪示波器（POS9020型）1台1、 函数信号发生器（EE1641B）1台2、 万用表（500型）l台五、实验报告要求1、整理实验数据，列成表格，并与理论值比较。分析产生误差的原因。六预习要求l、复习有关集成运放应用方面的内容，弄清与本实验有关的各种应用电路和工作原理。2、根据电路参数，计算有关数值。七、思考题l、积分电路中RF的作用是什么？2、微分电路中C的作用是什么？实验七 正弦振荡器一、 实验目的l、掌握文氏电桥正弦振荡器工作原理，验证稳幅振荡时的振荡条件AF1 。2、熟悉负反馈强弱对振荡器工作的影响。3、学习测量振荡频率和幅度的测量方法。二、实验原理RC文氏电桥正弦振荡电路由下列几部分组成。放大部分：由运算放大器担任，R1、RW、R2和二极管D1 、D2组成稳幅环节，它和运放一起构成基本放大电路。选频网络：由RC串并联电路组成。正反馈网络：由RC串并联后跨接于放大器输入、输出之间来形成，RC串并联电路和运算放大器结合构成具有选频特性的正反馈。由选频网络的特性可知，网络的固有频率为fo，在此频率下，放大器输出电压与反送到同相输入端的电压相位相同，满足正反馈，其正反馈系数F=l3为最大。根据正弦振荡电路的自激振荡条件可知，该频率必须满足自激振荡的要求。但由于运算放大器开环增益A很大，故AF的积大大于1，输出电压波形产生严重失真（近似为方波），为此在电路中加入R1、RW、R2和D1 、D2组成的负反馈，目的是消除失真。这样基本放大电路就成为具有负反馈网络的同相输入的放大器。调节RW便改变了基本放大电路的电压放大倍数，根据正弦振荡电路幅度平衡条件，AF的积大于等于1时，输出为正弦波。振荡电路常用的稳幅方法，是利用放大电路负反馈强弱的自动调节作用实现稳幅。图中二极管就起到了稳幅作用。图中参数如下：R= R1=R2=10K，RW=100K。三、实验内容1、观察负反馈对输出波形的影响； 2、测量振荡频率；3、观察二极管的稳幅作用。断开一个二极管，观察uo的波形；断开二个二极管，观察uo的波形。 4、测量基本放大电路的电压放大倍数。四、实验仪器1、模拟实验仪（AB-3）1台2、函数信号发生器（EE16418）1台3、交流电压表（SXZ172）l台4、双踪示波器（POS9020）l台五、实验报告要求1、整理实验数据画出相应的波形图。2、调试中遇到哪些问题？是怎样解决的？六、预习要求复习电路的工作原理及有关参数的计算。七、思考题1、正弦波振荡电路中共有几个反馈支路？各有什么作用？运放工作在什么状态？1、电路中二极管为什么能起稳幅作用？断开二极管，波形会怎样变化？实验八 方波和三角波发生器一、实验目的l、了解方波和三角波发生器组成，进一步巩固运放应用知识。2、通过实测与分析掌握测量方法。二、实验原理由运放构成的方波和三角波发生器的电路形式较多，但均由比较器和积分器电路所组成。三、实验内容1、方波发生器电路的测试；2、三角波发生器电路的测试。四、实验仪器1、模拟实验仪（AB-3）1台2、双踪示波器（POS9020）l台五、实验报告要求1、根据实验内容。整理实验数据，画出各电路相应的波形。2、对实验结果进行分析。六、预习要求1、复习各电路的工作原理2、估算方波发生器，三角波发生器的周期和幅值。七、思考题l、方波发生器电路中，哪个元件决定方波的幅值，哪个元件影响方波的频率，运放工作在什么状态？2、三角波发生器中两个运放各起什么作用、工作在什么状态？实验九 功率放大器一、实验目的1、了解集成功放电路的基本性能及工作原理。2、了解集成功放芯片的应用。3、学习集成功放电路主要性能的测试方法。二、实验原理在实际应用中，往往需要放大电路的输出级能带动一定负载，例如驱动自动控制系统中的执行机构或驱动扩音机的扬声器等。因此，必须使放大电路有足够的输出功率，即不仅要有足够的电压输出，而且要有足够的电流输出。现在，很少采用笨重的变压器输出方式，一般多采用OTL和OCL等输出方式。OTL是指无输出变压器的功率放大电路。OCL是指双电源无电容输出的功率放大的电路。目前，品种繁多的集成功率放大芯片逐步代替了分立元件功放电路。本实验通过对用LM386集成功放芯片接成的OTL电路进行性能测试，进一步了解该芯片的性能及其应用。三、 实验内容1、集成功放为LM386组成电路进行测试；2、接通直流电源。当Ui0时，测量功率放大电路输出端静态电位。检查电路工作状态是否正常；3、从同相端输入音频正弦信号，测量功率放大路的电压放大倍数；4、用数字万用表的“ACA”档（交流电流档）测量电路的最大输出电流；5、测试最大输出功率； 6、改变输入信号的频率，测量该电路的上限、下限截止频率；7、如果有失真度仪，可以测量输出波形的失真度；8、如果有录音机和音箱，可以用录音机送进一段音乐，试听功率放大效果。四、实验仪器1、模拟实验仪（AB-3）1台2、双踪示