2014模拟电子技术实验指导书

1、2014模拟电子技术课内实验指导书电气学院自动化教研室2014年9月模电实验一单管交流放大器专业班级姓名学号成绩一、实验目的1.熟悉电子兀器件和 TB型模拟电路实验仪。2.学会放大器静态工作点的调试方法。3.分析电路参数的变化对放大器静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。4.掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻最大不失真输出电压的测量方法。-.、实验仪器及设备1.DF4328示波器1台2.DF1731直流稳压电流1台3.DF1027信号发生器1台4.DF1930毫伏表1台5.MF-47万用表1台6.TB型模拟电路实验仪器及号实验模板1台三三.、实验电路及原理1估算电流放大倍数3晶体三

2、极管的B值可以由输出特性曲线上求出。先通过Q点做横轴垂直线，确定对应Q点的Vce值，再从图中求出一定 Vce条件下的厶lb和相应的厶lc,则Q点附近的交流电 流放大倍数为：3 = lc/ lb | Vce=常数因此，只要在图上测试出输出特性曲线，即可估算出B值。2实验电路：实验电路如图1-1所示。它的偏置电路采用 Rb1和Rb2组成的分压电路。在放大器的输入端加上输入信号Ui以后，在放大器的输出端便可得到幅值被放大的相位相反的输出信号Uo,从而实现了电压放大。图1-1-2 -BQ动态参数：电压放大倍数AU其中rbe 200(1VcVbeq1 CQRbUoUiRl)翠RLRc/ RlL(mA)输

3、入电阻输出电阻放大器输入电阻测试方法如下：当开关K1断开（R1接入）时，测得Ri = Rb/ r beR Rd输出电阻可用下式计算RiUs和Ui，即可计算输入电阻u?R1Ro(U0 1)?RlUl其中Uo为Rl未接入时（即Rl=R时）的输出电压.Ul为接入负载电阻后的输出电压。由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测 量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成 设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大 器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计 方法外

4、，还必须掌握必要的测量和调试技术。放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振 荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。四、实验内容和步骤按图示连线在号实验模板上连接好电路，将Rb1的阻值调到最大，检查连线无误后接通电源。1.静态工作点测试f=1kHz,Ui=10mV ,正弦波，Rc=2 k?,调整Rb1为某一值（使输出波形最大且不失真）， 测量静态工作点，填入表 2-1并计算出Ibq、Icq。表1-1测量值计算值UBeq (V)UCeq (V)R)(KQ)I bq卩 A)I cq (mA2.放大倍数测试(1) 将信号发生器调到f=1kHz幅值为10mV，接到放大器

5、的输入端 Ui，用示波器 观察Ui和Uo端的波形，并比较与输入端的相位。(2) 输入信号频率不变，逐渐加大输入信号的幅度，在Rl= s时，用示波器观察Uo不失真时的最大值，并填表3-2。表1-2观察结果计算电压放大倍数估算电压放大倍数U (mVuo (V)AuAu3.观察Rb、Rc、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。 按表3-3要求，输入信号 Ui=10mV , f=1kHz，正弦波，记录测量数据和Uo波形。表1-3给定条件测量结果由测量值计算波形失真类型V CEQVbeqUo输岀波形 图I CQI BQAuRb合适值Rc=2 k?Rl= s变小变大Rc3.9k?Rb为合

6、适值Rl= sRl2.2 k?Rb为合适值Rc=2 k?4.测量放大器的输入输出电阻 （选做）图1-3 输入、输出电阻测量电路（1）输入电阻的测量，在输入端串接一个4.7K的电阻，如图3-3，按第14页输入电阻的计算方法，即可计算出输入的电阻Ri。（2）输出电阻的测量，在输出端接入负载电阻2.7K，在输出Uo不失真的情况下测空载Uo与负载Ul的比值，按前面输出电阻的计算方法，即可求输出电阻Ro。五、注意事项1. 示波器亮度不宜太亮，以免荧光屏老化；2 .仪器测试信号线应接放大器输入（或输出端），屏蔽线接地，勿接反。六、思考题1如何测量Rb1电阻的数值？不关闭电源或不断开Rc电阻行吗？为什么？

7、2 .如何正确选择放大电路的静态工作点，在调试中应该注意什么?3 .放大电路中哪些元件是决定电路静态工作的?4 .下列各种输出电压波形是什么类型的失真？是什么原因造成的？如何解决?1整理测量数据列入表内。2 .总结Rb和Rc变化对静态工作、放大倍数及输出波形的影响。3 将电压放大倍数的估算值与实测值进行比较并讨论。4 分析输出波形失真的原因，并提出解决办法。5 回答思考题。模电实验二负反馈放大器专业班级姓名学号成绩一、实验目的1 研究负反馈对放大器电压放大倍数、电压放大倍数的稳定性、通频带、输入阻抗、输入阻抗和非线形失真的影响。2 巩固掌握测试放大器性能的方法。二、实验仪器1 DF1731SB

8、双路直流稳压电源1台2 DF1027 信号发生器1台3 DF1930毫伏表1台4 DF4328二踪示波器1台5 MF-47型万用表1台6 TB型模拟电子技术头验仪及号头验模板1台三、实验电路及原理负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用，虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真 和展宽通频带等。因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。本实验以 电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。如图所示。图中T1,T2是C9011型晶体管，电阻Rf是从第

9、二级T2的集电极接到第一级 T1的发射极构成负反 馈，在电路中通过 Rf把输出电压uo引回到输入端，加在晶体管Ti的发射极上，在发射极电阻 禺上形成反馈电压Uf。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。实验电路如图Rci2KRp24.7KRc22KC20.47uf-:. VccRbiCi8.2K0.47ufC 100ufKUoRe2'Rb2Re'1001003KRLi4.7KRe”Re2“C42KRb1 100KT2 C9011T1C9011C347uf2K 47uf图2-1-6 -Rpf10KRf2K若A接B,电路成为电压串联负反馈电路。 负反馈放大器放大倍数的一般表达式

10、为A1 AvFv其中 Av= UO/ U 基本放大器(无反馈)的电压放大倍数，即开环电压放大倍数。1 + AvFv 反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。若Am代表中频开环放大倍数，且放大电路在高频段和低频段都只有一个RC环节起作用，则加负反馈后，放大电路的上限截止频率和下限频率分别为fHf=fH(1+AmF)fLf=fL(l+AmF)其中fH和fL分别是不加负反馈的上下限频率。四、实验内容和步骤(1) Vcc=12V(2) 加信号电压Ui=10mv, f=1kHz。调Rp1,Rp2使输出波形刚好不失真。(3) 调Rf使输出波形最大，(4) 测量电压放大倍数 Au。加信号电压

11、Ui=10mv,f=1kHz,测量Uo算出Au=Uo/Ui(5) 测量输入电阻Ri输入端串入一个 Rs=100K Q的电位器，Us=20mV,调节Rs,测量Ui=10mV,则输入电 阻 Ri=Rs测量输出电阻 Ro使Ui=10mv, f=1kHz,接入Rl=4.7K Q ,测出Ul。贝U(6) Ro=(Uo/Ul-1)Rl(7) 测量上限频率fH及下限频率fL。送Ui=10mV , f=1kHz，测出Uo，往低段(高段)调节频率，使输出电压为 Uo X 0.707 读出此频率为fH (fL )。表2-1测量数据由测量数据考虑Rf(K Q )无反馈Uo(mV)Ul(mV)fH(kHz)fL(kH

12、z)Us(mV)Ui(mv)Rs(K Q)AvRi(K Q)Ro(K Q)有反馈Uo(mV)UL(mV)fH(kHz)fL(kHz)Us(mV)Ui(mv)Rs(K Q)AvfRi(K Q)Ro(K Q)五、注意事项1、仪器正确接线，各旋钮开关放在相关位置。2、放大器输入输出端测试线应尽可能短，以防外界干扰信号六、思考题1 电压串联负反馈放大器的反馈措施稳定了什么参数？Auf 仅与电路中哪几个元件F 、/有关？2. 若图2-1实验电路要求开环增益 Av多00。闭环Avf县0，试确定反馈电阻 Rf。七、报告要求1. 根据实验结果说明电压串联负反馈对放大电路的影响。2. 利用深度负反馈的近似公式，

13、估算电压放大倍数Auf。模电实验三 比例、求和运算放大器专业班级姓名学号成绩一、实验目的1 掌握运算放大器组成比例求和电路的特点性能及输出电压于输入电压的函数关系 2.学会上述电路的测试和分析方法。二、仪器及设备1 . MF-47型万用表1台2 . DF4328二踪示波器1台3. TB型模拟电路试验仪器和号实验模板1台三、实验电路及原理集成运算放大器是具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的 线性或非线性元件组成输入和负反馈电路时，可以实现各种特定的函数关系。四、实验内容及步骤每个比例、求和运算电路试验，都应该进行以下两项：1 .按电路图接好线后，确保正确无误。将各输入端接地

14、，接通电源，用示波器观察是否出现自激振荡，则需要更换集成运放 电路。2.调零：各输入端仍接地，调节零电位器，使输出电压为零（用数字电压表200mV档测量，输出电压绝对不超过 0.5mV）（一）反相比例放大器实验电路如图9- 1 所示图3-1反相比例放大器 预习要求：，并粗略估算输入电阻和输分析图9-1反相比例放大器的主要特点（包括反馈类型） 出电阻。(1) 将5号试验模板上按图 9- 1 “反相比例放大器”连好线，并按上电源线，做 表9 1中的内容。(2) 将反相比例放大器的输入端接DC信号源的输出，将DC信号源的转换开关置 于合适位置，调节电位器，使 Vi分别为表9 1所列各值，分析测出 V

15、o的值，填在表9-1 中。实验步骤(做表9 1的内容)1. 先将反相比例放大器输入端接地。调整调零电位器，使Vo= 0。2. 将反相比例放大器的输入端接DC信号源，调整DC信号源，使Vi满足表中的是 输入电压，测出 Vo填在表中。3. 将反相比例放大器的输入端接信号发生器，调整信号发生器频率1kHz，幅值满足表中的交流信号输入条件，测出Vo填在表中。表3-1号号信 Z反相比例1 a5 a1 a-51 a-V1 o a1 a6 a-VUVAu同相比例V1 o a1 a6 a-VUVAu(二) 同相比例放大器 实验电路如图9-2所示。预习要求：(1)分析9-2同相比例放大器的主要特点(包括反馈类型

16、)，求出表9-1中个理论估算值，并定性说明输入电阻和输出电阻的大小。（2）熟悉实验任务，自拟实验步骤，并做好实验记录准备工作。实验步骤将5号试验模板上按图9- 2 “同相比例放大器”连好线，并按上电源线，参照“反相 比例放大器”的实验步骤，做表9 1中的内容。（三）电压跟随器（选做）实验电路如图9-3预习要求：（1）分析图9-3电路的特点，求出表 9-2中各理论估算值。（2）熟悉实验任务，自拟实验步骤，并做好记录准备工作。图3-3电压跟随器实验步骤：在5号实验模板上，按图9-3和表9-2的要求连接好导线和电源线，分别测出表9-2中个条件下的Vo值。表3-2Vi(mV)3010010003000

17、测试条件Rs=10k?Rf=1Ok?Rl开路同 左同 左Rs=100k?Rf=100k?Rl开路Rs=10k?Rf=10k?RL=10k?同 左Rs=100k?Rf=10k?Rl开路Rs=10k?Rf=10k?Rl开路Vo理论估 算值实测值误差（四）反相求和电路（选做） 实验电路如图3-4所示。Rf 100KR0k图3-4反相求和电路预习要求：(1) 分析图9-4反相求和电路的特点，并估算理论值：(2) 先将运放调零，然后按照表9-3内容进行实验，并和理论计算值比较表3-3输入直流信号Vi1(mV)300-300输入交流信号Ui(V)Vi2(mV)200-200Vo(V)实测值Uo(V)理论值

18、五、注意事项测量选对万用表量程，避免万用表反打表指针。六、思考题1 分析实验中所得的值，试回答下列问题：(1) 反相比例放大器和同相比例放大器的输入电阻，输出电阻各有什么特点？试用 深负反馈概念解释之。(2) 工作在线形范围内的集成运放两个输入端的电流和电位差是否可视为零？为什 么？(3) 比例反相求和电路与双端输入求和电路中集成运放的工模输入电压，试说明哪 个电路的运算精度高？2 做比例、求和等运算电路实验时，如果不先调零。行么？为什么？3 为了使运放集成电路能正常工作，不至损坏，实验中应该注意什么问题?七、报告要求1 总结本实验中的各项运算电路的特点及性能。2 分析理论计算与实验结果出现误

19、差的原因。模电实验四 RC正弦波振荡器专业班级姓名学号成绩一、实验目的1 学习双T网络RC振荡器组成原理及振荡条件。2 学习振荡电路的调整与测量振荡频率的方法。二、实验仪器1 DF4328二踪示波器2 MF-47万能表1台3 TB型模拟电路仪和号实验摸板1台三、实验电路及原理RC正弦波振荡器是没有输入信号的带选频网络的正反馈放大器，若用RC元件组成选频网络，就称为 RC振荡器。RC选频电路有多种形式，本实验采用的是双 T网络的RC 正弦波振荡器。用“李沙育图形”比较法测量频率，它是用已知的标准频率fM与被测的未知的频率 f（均为正弦波）相比较而进行测量。若将未知频率的电压Uo和已知频率的电压 U分别送入示波器的Y轴和X轴输入端，则被测频率的数值，可由示波器荧光屏上所显示出的图形 性质来确定，这种图形称为“李沙育图形”。图4-1四、实验内容和步骤1 图4-1RC串并联