低频电子实验报告

1、福建农林大学计算机与信息学院福建农林大学计算机与信息学院信息工程类信息工程类实验报告实验报告课程名称：低频电子技术姓 名：系：专 业：年 级：学 号：指导教师：职 称：2010 年 11 月 27 日附件二：实验报告实验项目列表格式实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师1晶体管共射极单管放大器2负反馈放大器3差动放大器4LC 正弦波振荡电路5集成运算放大器的基本应用信号处理有源滤波器678910111213141516171819福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：网络工程 专业： 网络工程 年级： 姓名： 学号： 实验课程：低频电

2、子 实验室号：_ 实验设备号： 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 晶体管共射极单管放大器1实验目的和要求实验目的和要求（1）掌握放大器静态工作点的调试方法，学会分析静态工作点对放大器性能的影响。（2）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。（3）熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。2实验原理实验原理1、放大器静态指标的测试图 1图 1 为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB2和RB1组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相

3、反，幅值被放大了的输出信号U0，从而实现了电压放大。在图 1 电路中，当流过偏置电阻 RB1和 RB2的电流远大于晶体管 T 的基极电流 IB时（一般 510 倍） ，则它的静态工作点可用下式估算，VCC为供电电源，此为+12V。 112BBCCBBRUVRR（1） CEBEBEIRUUI（2） ()CECCCCEUVIRR（3）电压放大倍数 beLCVrRRA（4）输入电阻 beBBirRRR21（5）输出电阻 CRR 0（6）测量放大器的静态工作点，应在输入信号Ui=0 的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的数字万用表，分别测量晶体管的集电极电流 IC以及各电极对地的

4、电位UB、UC和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用 算出IC。 （也可根据，由 UC 确定 IC） ，同EEECRUIICCCCCVUIR时也能算出。放大器静态工作点的调试是指对三极管集电极电流IC（或UCE）调整与测试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大的影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，如工作点偏低则易产生截止失真。如须满足较大信号的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。改变电路参数 UCC，RC，RB（RB1，RB2）都会引起静态工作点的变化。2、放大器动态指标测试放大

5、器动态指标测试包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。1) 电压放大倍数 AV 的测量调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压 ui，在输出电压 uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出 ui和 uo的有效值 Ui和 Uo，则AV= iOUU（7）2）输入电阻 Ri的测量为了测量放大器的输入电阻，按图 2 电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻 R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出 US和 Ui，则根据输入电阻的定义可得。图 2R = iiiIURUURiRUUUiSi（8）3）输出电阻 RO的测量按图 1-4 电路，在放大器正常

6、工作条件下，测出输出端不接负载 RL的输出电压 UO和接入负载后输出电压 UL，根据 U = LOLOLURRR（9）即可求出 RO RO=（）R 1LOUUL（10）4）最大不失真输出电压 UOPP的测量（最大动态范围） 为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节 RW（改变静态工作点） ，用示波器观察 uo，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图 1-5）时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出 UO（有效值） ，则动态范围等于 2UO。或用

7、示波器直接读出 UOPP来。23主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境）（1）双踪示波器（2）万用表（3）交流毫伏表（4）信号发生器4操作方法与实验步骤操作方法与实验步骤按下述方法连线图 3在实验箱的晶体管系列模块中，如图 3 所示，按图 1 所示连接电路：DTP5作为信号 Ui 的输入端，DTP4（电容的正级）连接到 DTP26（三极管基极） ，DTP26 连接到 DTP57，DTP63 连接到 DTP64（或任何 GND） ，DTP26 连接到DTP47（或任何 10K 电阻） ，再由 DTP48 连接到 100K 电位器（RW）的“1”端，“2”端和“3”端相

8、连连接到 DTP31，DTP27（三极管射极）连接到DTP51，DTP27 连接到 DTP59（或 DTP60） ，DTP24 连接到 DTP32（或DTP33） ，DTP25 先不接开路，最后把电源部分的+12V 连接到 DTP31。 5实验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录（1）测量静态工作点静态工作点测量条件：输入接地即使 Ui=0.在步骤 1 连线基础上，DTP5 接地（即 Ui=0） ，打开直流开关，调节 RW，使 IC=2.0mA（即 UE=2.4V） ，用万用表测量 UB、UE、UC、RB2值。记入表 1。表 1 IC=2.0mA测 量 值计 算 值UB（V）UE（V）UC

9、（V）RB2（K）UBE（V） UCE（V） IC（mA）3.022.427.5575k0.625.222（2）测量电压放大倍数调节一个频率为 1KHz、峰峰值为 50mV 的正弦波作为输入信号 Ui 。断开DTP5 接地的线，把输入信号连接到 DTP5，同时用双踪示波器观察放大器输入电压 Ui（DTP5 处）和输出电压 Uo（DTP25 处）的波形，在 Uo波形不失真的条件下用毫伏表测量下述三种情况下(1.不变实验电路时；2.把 DTP32 和 DTP33用连接线相连时；3.断开 DTP32 和 DTP33 连接线，DTP25 连接到 DTP52 时)的 Uo值（DTP25 处） ，并用双踪

10、示波器观察 Uo和 Ui的相位关系，记入表 2。表 2 IC=2.0mA Ui=17.7mV （有效值）RC（K）RL（K）U0（V）AV观察记录一组 U0 和 Ui 波形2.20.8640.4224.2 （3）观察静态工作点对电压放大倍数的影响 在步骤 3 的 RC=2.4K，RL= 连线条件下，调节一个频率为 1KHz、峰峰值为 50mV 的正弦波作为输入信号 Ui连到 DTP5。调节 RW，用示波器监视输出电压波形，在 uo不失真的条件下，测量数组 IC和 UO的值，记入表 3。测量 IC时，要使 Ui=0（断开输入信号 Ui，DTP5 接地） 。

11、表 3 RC=2.4K，RL= ，Ui=17.7mV（有效值）IC(mA)1.7281.8042.02.42.42U0(V)0.850.890.500.360.080AV48.749.329.518.44.5（4）观察静态工作点对输出波形失真的影响在步骤 3 的 RC=2.4K RL=连线条件下，使 ui=0，调节 RW使IC=2.0mA（参见本实验步骤 2） ，测出 UCE值。调节一个频率为 1KHz、峰峰值为 50mV 的正弦波作为输入信号 Ui连到 DTP5，再逐步加大输入信号，使输出电压 Uo足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小 RW，使波形出现失真，绘出 Uo的波形，

12、并测出失真情况下的 IC和 UCE值，记入表 4 中。每次测 IC和 UCE值时要使输入信号为零（即使 ui=0） 。表 4 RC=2.4K，RL= ，Ui=17.7mVIC(mA)UCE(V)U0波形失真情况管子工作状态1.44不失真放大2.27截止失真截止2.510饱和失真饱和（5）测量最大不失真输出电压在步骤 3 的 RC=2.4K RL=2.4K 连线条件下，同时调节输入信号的幅度和电位器 RW，用示波器和毫伏表测量 UOPP及 UO值，记入表 5。表 5 RC=2.4K，RL=2.4KIC(mA)Uim(mV)有效值Uom(V)有效值UOPP(V)峰峰值2.019.64.512.26

13、实验数据处理与分析实验数据处理与分析（1）表 1 中计算值的计算公式： UBE =UB UE;UcE =Uc UE；IC =UE /RE（2）表 2 中 Av=U0/Ui表 R0=Rc/RL从表中可以看出 R0越大 Av越大。U0的波形与 Ui的波形相差 。（3）表 3 显示，在 Ui不变的情况下，IC越大 U0与 AV越小。7质疑、建议、问题讨论质疑、建议、问题讨论1、 列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较） ，分析产生误差原因。 2、总结 RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。3、讨

14、论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。4、注意调试过程中可能出现的问题。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系： 网络工程 专业： 网络工程 年级： 姓名： 学号： 实验课程：低频电子 实验室号：_ 实验设备号： 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 负反馈放大器1实验目的和要求实验目的和要求（1）通过实验了解串联电压负反馈对放大器性能的改善。（2）了解负反馈放大器各项技术指标的测试方法。（3）掌握负反馈放大电路频率特性的测量方法。2实验原理实验原理图 1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器图 1 为带有负反馈的两极阻容耦合放大电路，

15、在电路中通过 Rf把输出电压Uo引回到输入端，加在晶体管 T1 的发射极上，在发射极电阻 RF1上形成反馈电压 Uf。根据反馈网络从基本放大器输出端取样方式的不同，可知它属于电压串联负反馈。（1）负反馈使放大器的放大倍数降低，AVf的表达式为：AVf= VVVFAA1（1）从式中可见，加上负反馈后，AVf比 AV降低了（1+AVFV）倍，并且|1+AVFV|愈大，放大倍数降低愈多。深度反馈时， VVfFA1（2）（2）反馈系数FV= 11FfFRRR（3）（3）负反馈改变放大器的输入电阻与输出电阻负反馈对放大器输入阻抗和输出阻抗的影响比较复杂。不同的反馈形式，对阻抗的影响不一样。一般并联负反馈

16、能降低输入阻抗；而串联负反馈则提高输入阻抗，电压负反馈使输出阻抗降低；电流负反馈使输出阻抗升高。输入电阻Rif =（1+AVFV）Ri （4）输出电阻Rof= VVOFAR1（5）（4）负反馈扩展了放大器的通频带引入负反馈后，放大器的上限频率与下限频率的表达式分别为： HVVHffFAf)1( （6） LVVLffFAf11（7） )(LfHfHfLfHffffffBW（8）可见，引入负反馈后，fHf向高端扩展了（1+AVFV）倍，fLf向低端扩展了（1+AVFV）倍，使通频带加宽。（5）负反馈提高了放大倍数的稳定性。当反馈深度一定时，有 11VfVVfVVVdAdAAA FA（9）可见引入负

17、反馈后，放大器闭环放大倍数 AVf的相对变化量比开环放VfVfAdA大倍数的相对变化量减少了（1+AVFV）倍，即闭环增益的稳定性提高了VVAdA（1+AVFV）倍。3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境）（1）双踪示波器（2）万用表（3）交流毫伏表（4）信号发生器4操作方法与实验步骤操作方法与实验步骤按图 2-1 正确连接线路，K 先断开即反馈网络（Rf+Cf）先不接入。5实验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录（1）测量静态工作点打开直流开关，使 US=0，第一级静态工作点已固定，可以直接测量。调节100K 电位器使第二级的 IC2=1.0mA（即 UE2

18、=0.43V） ，用万用表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表 1。表 1UB(V)UE(V)UC(V)IC(mA)第一级4584.1812.011.943第二级3.362.9412.001.958（2）测试基本放大器的各项性能指标测量基本放大电路的 AV、Ri、R0及 fH和 fL值并将其值填入表 2 中，输入信号频率为 1KHz，Ui 的峰峰值为 50mV。（3）测试负反馈放大器的各项性能指标在接入负反馈支路 Rf=10K 的情况下，测量负反馈放大器的 Avf、Rif、Rof及 fHf和 fLf值并将其值填入表 2 中，输入信号频率为 1KHz，Ui的峰峰值为50mV。 表 2 数值

19、 KUS(mV)Ui(mV)U0(V)AVRi(K)R0(K)fH(KHz)fL(Hz)RL=36.51225200250基本放大器 （K 断开）RL=10K36.5516210300RL=36.53223320350负反馈放大器（K 闭合）RL=10K63.057.31.424.688320350（4）观察负反馈对非线性失真的改善先接成基本放大器（K 断开） ，输入 f=1KHz 的交流信号，使 U0出现轻度非线性失真，然后加入负反馈 Rf=10K（K 闭合）并增大输入信号，使 U0波形达到基本放大器同样的幅度，观察波形的失真

20、程度。6实验数据处理与分析实验数据处理与分析从表 2 可以看出串联电压负反馈，输入阻抗大于无反馈的基本电路，输出阻抗小于基本电路，放大倍数小于基本电路，带宽大于基本电路。在做实验内容（4）时候，当加入负反馈时，失真消失了，并增大输入信号，使 U0波形达到基本放大器同样的幅度，波形的失真程度也小于基本电路。7质疑、建议、问题讨论质疑、建议、问题讨论1.电压串联负反馈对放大器性能会产生影响；2.要学会把负反馈放大器改接成基本放大器；3.闭环电压放大倍数和测量值不一致原因？怎么办？福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：网络工程 专业： 网络工

21、程 年级： 姓名： 学号： 实验课程：低频电子 实验室号：_ 实验设备号： 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 差动放大器1实验目的和要求实验目的和要求（1）加深理解差动放大器的工作原理，电路特点和抑制零漂的方法。（2）学习差动放大电路静态工作点的测试方法。（3）学习差动放大器的差模、共模放大倍数、共模抑制比的测量方法。2实验原理实验原理图 1 恒流源差动放大器图 3-1 所示电路为具有恒流源的差动放大器，其中晶体管 T1、T2称为差分对管，它与电阻 RB1、RB2、RC1、RC2及电位器 RW1 共同组成差动放大的基本电路。其中 RB1=RB2，RC1=RC2，RW1 为调零电位器，若电路完

22、全对称，静态时，RW1 应处为中点位置，若电路不对称，应调节 RW1，使 U01、U02两端静态时的电位相等。晶体管 T3、T4与电阻 RE3、RE4、R 和 RW2 共同组成镜像恒流源电路，为差动放大器提供恒定电流 I0。要求 T3、T4为差分对管。R1和 R2为均衡电阻，且 R1=R2，给差动放大器提供对称的差模输入信号。由于电路参数完全对称，当外界温度变化，或电源电压波动时，对电路的影响是一样的，因此差动放大器能有效的抑制零点漂移。（1）差动放大电路的输入输出方式如图 1 所示电路，根据输入信号和输出信号的不同方式可以有四种连接方式。即：1）双端输入双端输出 将差模信号加在 US1、US

23、2两端，输出取自U01、U02两端。2）双端输入单端输出 将差模信号加在 US1、US2两端，输出取自 U01或U02到地的信号。3）单端输入双端输出 将差模信号加在 US1上，US2接地（或 US1接地而信号加在 US2上） ，输出取自 U01、U02两端。4）单端输入单端输出 将差模信号加在 US1上，US2接地（或 US1接地而信号加在 US2上） ，输出取自 U01或 U02到地的信号。（2） 静态工作点的计算静态时差动放大器的输入端不加信号，由恒流源电路得 (1)04444422IIIIIIICCCCBRI0为 IR的镜像电流。由电路可得 (2)40)2(7 . 0EEERRRWRV

24、VII由上式可见 I0主要由-VEE（-12V）及电阻 R、RW2、RE4决定，与晶体管的特性参数无关。差动放大器中的 T1、T2参数对称，则IC1=IC2=I0/2 (3) (4)2101121CCCCCCCCCRIVRIVVV (5)mAImVhAmVhhfefeie2/26)1 (300Im26)1 (3000由此可见，差动放大器的工作点，主要由镜像恒流源 I0决定。（3）差动放大器的重要指标计算1）差模放大倍数 AVd由分析可知，差动放大器在单端输入或双端输入，它们的差模电压增益相同。但是，要根据双端输出和单端输出分别计算。在此分析双端输入，单端输入自己分析。设差动放大器的两个输入端输

25、入两个大小相等，极性相反的信号Vid=Vid1-Vid2。双端输入双端输出时，差动放大器的差模电压增益为 (6)21)1 (12121RWhhRRhAVVVVVVAfeieBLfeViididododidodVd式中。AVi为单管电压增益。2|LCLRRR 双端输入单端输出时，电压增益为 (7)21)1 (221211111RWhhRRhAVVVVAfeieBLfeViidOdidOdVd式中。 LCLRRR|2）共模放大倍数 AVC设差动放大器的两个输入端同时加上两个大小相等，极性相同的信号即Vic=Vi1=Vi2.单端输出的差模电压增益 (8)12201012)1 (21)1 (eLefe

26、feieBLfeVCiCCiCCVCRRRhRWhhRRhAVVVVA式中为恒流源的交流等效电阻。即eR (9)1 (133333BEieEfeoeeRRhRhhR (10)mAImVhhEfeie3326)1 (300 (11)4/)2(EBRRWRR由于一般为几百千欧，所以31oehLeRR 则共模电压增益 AVC1，在单端输出时，共模信号得到了抑制。双端输出时，在电路完全对称情况下，则输出电压 A0C1=VOC2，共模增益为 01010iCccVCVVVA(3-12)上式说明，双单端输出时，对零点漂移，电源波动等干扰信号有很强的抑制能力。3）共模抑制比 KCMR差动放大电器性能的优劣常用

27、共模抑制比KCMR来衡量，即：或 （dB） (3-13)VCVdCMRAAKCdCMRAAKlg20单端输出时，共模抑制比为： (3-21)1(11RWhhRRhAAKfeieBefeVCVdCMR14)双端输出时，共模抑制比为： (3-15)VCVdCMRAAK3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境）（1）双踪示波器（2）万用表（3）交流毫伏表（4）信号发生器4操作方法与实验步骤操作方法与实验步骤（1）参考本实验所附差动放大模块元件分布图，对照实验原理图图 1 所示正确连接原理图。从 FTP16 连接到电位器 RW2（10K）的一端，另一端接地，FTP12 接到

28、 CTP52，FTP8 接入 CTP54，CTP53 接地，FTP11 连接FTP14，FTP1 接+12V 电源，FTP15 接-12V 电源，这样实验电路连接完毕。5实验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录（1）调整静态工作点打开直流开关，不加输入信号，将输入端 US1、US2两点对地短路，调节恒流源电路的 RW2，使 I0=1mA，即 I0=2VRC1/RC1。再用万用表直流档分别测量差分对管 T1、T2 的集电极对地的电压 VC1、VC2，如果 VC1VC2应调整 RW1 使满足 VC1=VC2。然后分别测 VC1、VC2、VB1、VB2、VE1、VE2的电压，记入表 1中。表 1

29、VC1VC2VB1VB2VE1VE2202045312341（2）测量差模放大倍数 AVd将 US2端接地，从 US1端输入 Vid =50mV（峰峰值） 、f=1KHz 的差模信号，用毫伏表分别测出双端输出差模电压 Vod（Uo1-Uo2）和单端输出电压 Vod1(Uo1)、Vod2(Uo2)且用示波器观察他们的波形(Vod的波形观察方法：用两个探头，分别测 Vod1、Vod2的波形，微调档相同，按下示波器 Y2 反相按键，在显示方式中选择叠加方式即可得到所测的差分波形)。并计算出差模双端输出的放大倍数 Avd和单端输出的差模放大倍数 AVd1或 Avd2。记入表 2 中。表 2AVd1Av

30、d2Avd5071130（3）测量共模放大倍数 AVC将输入端 US1、US2两点连接在一起，R1 与 R2 从电路中断开，从 US1端输入 10V（峰峰值） ，f=1KHz 的共模信号，用毫伏表分别测量 T1、T2 两管集电极对地的共模输出电压 UOC1和 UOC2且用示波器观察他们的波形，则双端输出的共模电压为 UOC=UOC1-UOC2，并计算出单端输出的共模放大倍数 AVC1（或AVC2）和双端输出的共模放大倍数 AVC。表 3AVC1AVC2AVC304151（4）根据以上测量结果，分别计算双端输出，和单端输出共模抑制比。即KCMR（单）和 KCMR（双） 。表 4KCMRKCMR1

31、.73.16实验数据处理与分析实验数据处理与分析从试验数据上可以看出端输出高于单端输出共模抑制比。7质疑、建议、问题讨论质疑、建议、问题讨论元器件性能存在差异，需要 Rw1 调节电路平衡。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：网络工程 专业： 网络工程 年级： 姓名： 学号： 实验课程：低频电子 实验室号：_ 实验设备号： 实验时间： 指导教师签字： 成绩： LC 正弦波振荡器1实验目的和要求实验目的和要求（1）掌握电容三点式 LC 正弦波振荡器的设计方法。（2）研究电路参数对 LC 振荡器起振条件及输出波形的影响。2实验原理实验原理图

32、 1 电容三点式振荡电路（1）电路组成及工作原理：图 1 的交流通路中三极管三个电极分别与回路电容分压的三个端点相连，故称为电容三点式振荡电路。不难分析电路满足相位平衡条件。该电路的振荡频率为： 43210111121CCCCLf（1）（2）电容三点式振荡电路的特点：1）电路振荡频率较高，回路 C1 和 C2 容值可以选得很小。2）电路频率调节不方便而且调节范围较窄。3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境）（1）双踪示波器（2）频率计4操作方法与实验步骤操作方法与实验步骤1、 实验原理图图 1 虚线框部分电路在晶体管系列模块中已经连接好了，如下图所示连接好的插孔图

33、，DTP3 为 U0输出插孔。按图 1 正确连接电路图。2、 打开直流开关，用示波器观察振荡输出的波形 U0，若未起振调节 R1使电路起振得到一个比较好的正弦波波形。3、 用公式（1）计算出理论频率范围。4、 用示波器观察波形，改变可调电容 C4的值（可调范围为 5-30P） ，估测出频率范围，记录之。比较一下理论值，并画出对应波形图。5实验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录 1142MHz 1.220MHz0f调时示波器上波形左右拉长或缩短，4C6实验数据处理与分析实验数据处理与分析理论值为：1.0045 1.89843210111121CCCCLf0f7质疑、建议、问题讨论质疑、建议

34、、问题讨论1.理论值与实际值的最低频率有较大差异，可调电容 C4的范围 2-30P；2.正确理解 LC 正弦波振荡器的相位条件和幅值条件。福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系： 网络工程 专业： 网络工程 年级： 姓名： 学号： 实验课程：低频电子 实验室号：_ 实验设备号： 实验时间： 指导教师签字： 成绩： 集成运算放大器的基本应用 信号处理有源滤波器1实验目的和要求实验目的和要求（1）熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器及其特性。（2）学会测量有源滤波器的幅频特性。2实验原理实验原理（1）低通滤波器低

35、通滤波器是指低频信号能通过而高频信号不能通过的滤波器，用一级 RC网络组成的称为一阶 RC 有源低通滤波器，如图 1 所示：图 1 基本的有源低通滤波器为了改善滤波效果，在图 1(a)的基础上再加一级 RC 网络，为了克服在截止频率附近的通频带范围内幅度下降过多的缺点，通常采用将第一级电容 C 的接地端改接到输出端的方式，如图 2 所示，即为一个典型的二阶有源低通滤波器。图 2 二阶低通滤波器这种有源滤波器的幅频率特性为 （1）020201)(1)()3 (1QjASCRSCRAAUUAi式中：为二阶低通滤波器的通带增益；11RRAf 为截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。RC1

36、0为品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性AQ31的形状。注：式中 S 代表j（2）高通滤波器只要将低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成有源高通滤波器，如图 3 所示。其频率响应和低通滤波器是“镜象”关系。图 3 高通滤波器这种高通滤波器的幅频特性为020202201)(1)()()3(1)(QjASCRSCRAASCRUUAi （2）式中，的意义与前同。A0Q（3）带通滤波器这种滤波电路的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号都被阻断。典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波电路中将其中一级改成高通而成。如图 4 所示，它的

37、输入输出关系为 （3）20000010)(1)(1)(1 (SSBSRCRRUUAfi中心角频率 （4）)11(13220RRCR频带宽 （5）)21(1312RRRRRCBf选择性 （6）BfQ0图 4 典型二阶带通滤波器 这种电路的优点是改变 Rf 和 R1 的比例就可改变频带宽而不影响中心频率。（4）带阻滤波器如图 5 所示，这种电路的性能和带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号不能通过（或受到很大衰减） ，而在其余频率范围，信号则能顺利通过。常用于抗干扰设备中。 图 5 二阶带阻滤波器这种电路的输入、输出关系为 （7）200200)()2(21)(1 SSAASUUAi式中：由式中可见

38、，愈接近 2，愈大，即起到阻,1;01RCRRAfAA断范围变窄的作用。3主要仪器设备（实验用的软硬件环境）主要仪器设备（实验用的软硬件环境）（1）双踪示波器（2）频率计（3）交流毫伏表（4）信号发生器4实验内容及实验数据记录实验内容及实验数据记录（1）二阶低通滤波器实验电路如图 2 正确连接电路图，打开直流开关，取 Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改变其频率（接近理论上的截止频率 338Hz 附近改变） ，并维持Ui=1V（峰峰值）不变，用示波器监视输出波形，用频率计测量输入频率，用毫伏表测量输出电压 U0，记入表 1。输入方波，调节频率（接近理论上的截止频率 338Hz 附近调节） ，取

39、Ui =1V（峰峰值） ，观察输出波形。表 1f(Hz)338359371U0(V)0.8240.730.311波形（2）二阶高通滤波器实验电路如图 3 正确连接电路图，打开直流开关，取 Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改变其频率（接近理论上的高通截止频率 1.6K 附近改变） ，并维持Ui=1V（峰峰值）不变，用示波器监视输出波形，用频率计测量输入频率，用毫伏表测量输出电压 U0，记入表 2。表 2f(Hz)1.6k140.26k39.6kU0(V)100.75.939.9波形（3）带通滤波器实验电路如图 4 正确连接电路图，打开直流开关，取 Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改变其频率（接近

40、中心频率为 1023Hz 附近改变） ，并维持 Ui=1V（峰峰值）不变，用示波器监视输出波形，用频率计测量输入频率，用毫伏表测量输出电压 U0，自拟表格记录之。理论值中心频率为 1023Hz，上限频率为1074Hz，下限频率为 974Hz。1)实测电路的中心频率 f02)以实测中心频率为中心，测出电路的幅频特性。f(Hz)1.020k1.10298U0(V) 0.040046006（4）带阻滤波器实验电路选定为如图 5 所示的双 T 型 RC 网络，打开直流开关，取 Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改变其频率（接近中心频率为 2.34KHz 附近改变） ，并维持 Ui=1V（峰峰值）不变，用

41、示波器监视输出波形，用频率计测量输入频率，用毫伏表测量输出电压 U0，自拟表格记录之。理论值中心频率为2.34KHz。1)实测电路的中心频率。2)测出电路的幅频特性。f(Hz)2.32k313k3.80k4.52kU0(V)0.060.080089009波形两个波形的相位差是26实验数据处理与分析实验数据处理与分析1.方波包含丰富的频率，低通滤波时候将把其高次谐波滤去，因此经过低通滤波后方波变形。对于远小于截止频率的方波，其变形较小；2.频率远小于截止频率时波形几乎不变，仍为方波。实验五实验五 低频功率放大器低频功率放大器 OTL 功率放大器功率放大器一、实验目的一、实验目的1、 进一步理解

42、OTL 功率放大器的工作原理。2、 加深理解 OTL 电路静态工作点的调整方法。3、 学会 OTL 电路调试及主要性能指标的测试方法。二、实验仪器二、实验仪器1、 双踪示波器2、 万用表3、 毫伏表4、 直流毫安表5、 信号发生器三、实验原理三、实验原理 图图 5-1 OTL 功率放大器实验电路功率放大器实验电路图 5-1 所示为 OTL 低频功率放大器。其中由晶体三极管 T1 组成推动级（也称前置放大级） ，T2、T3 是一对参数对称的 NPN 和 PNP 型晶体三极管，它们组成互补推挽 OTL 功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率

43、输出级。T1 管工作于甲类状态，它的集电极电流 IC1由电位器 RW1 进行调节。IC1的一部分流经电位器 RW2 及二极管 D，给 T2、T3 提供偏压。调节 RW2，可以使 T2、T3 得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点 A 的电位，可以通过调节 RW1 来实现，又由于 RW1 的一端接在 ACCAUU21点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。当输入正弦交流信号 Ui 时，经 T1 放大、倒相后同时作用于 T2、T3 的基极，Ui 的负半周使 T2 管导通（T3 管截止） ，有电流通过

44、负载 RL（用嗽叭作为负载 RL，嗽叭接线如下：只要把输出 Uo 用连接线连接到插孔 LMTP 即可） ，同时向电容 C0 充电，在 Ui 的正半周，T3 导通（T2 截止） ，则已充好电的电容器 C0 起着电源的作用，通过负载 RL 放电，这样在 RL上就得到完整的正弦波。C2 和 R 构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。由于信号源输出阻抗不同，输入信号源受 OTL 功率放大电路的输入阻抗影响而可能失真，R0 作为失真时的输入匹配电阻。调节电位器 RW2 时影响到静态工作点 A 点的电位，故调节静态工作点采用动态调节方法。为了得到尽可能大的输出功率，晶体管一般工作

45、在接近临界参数的状态，如 ICM，U（BR）CEO和 PCM，这样工作时晶体管极易发热，有条件的话晶体管有时还要采用散热措施，由于三极管参数易受温度影响，在温度变化的情况下三极管的静态工作点也跟随着变化，这样定量分析电路时所测数据存在一定的误差，我们用动态调节方法来调节静态工作点，受三极管对温度的敏感性影响所测电路电流是个变化量，我们尽量在变化缓慢时读数作为定量分析的数据来减小误差。OTL 电路的主要性能指标：电路的主要性能指标：1、 最大不失真输出功率最大不失真输出功率 Pom理想情况下，在实验中可通过测量 RL 两端的电压有效值，来求得实际LCComRUP281的 （5-LomRUP201

46、）2、 效率效率 （5-%100EomPP2）PE直流电源供给的平均功率理想情况下 max78.5%。在实验中，可测量电源供给的平均电流 Idc（多测几次 I取其平均值） ，从而求得 （5-ECCdcPUI3）负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。3 3、 频率响应频率响应详见实验二有关部分内容4 4、 输入灵敏度输入灵敏度输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号i 之值。 四、实验内容四、实验内容1 1、 连线连线按图 5-1 正确连接实验电路（两个电位器需要连接，其中 A 点在实验箱功率放大模块中标为结点了，实际上 LTP2 到 LTP5 为一根导线，LTP4 和 LTP5、LTP6 和 LTP5 之间都有一个大小为 2.2 的电阻连接，注意实验箱表面原理图未画出。在做实验需要把 LTP5 连接差动放大模块处 470uF 电容的正极） 。电源进线中串入直流毫安表（若无直流毫安表可用数字万用表代替测电流 I） 。输出先开路。2 2、 静态工作点的测试静态工作点的测试用动态调试法调节