模拟电路实验指导书

一、加深对基本共射放大电路放大特性的理学习放大电路的静态工作点参数的测量方法了解电路参数对静态工作点的影响和静态调试方学习放大电路交流参数的测量方法学习常用电子仪器的使用二、1-11-233k33k680 33k

680 基本共射放大电 直流通 VCCUBE

bIC

VCCRC

从以上表达式中可知，Rb、RC、VCC对三极管的静态工作点都存在作用。静态IB太小，导致静态工作点接近截止区；要消除截止失VCC极管的UCE小于1V，而且饱和深度越大，UCE越小；因此，也可以据UCE的大小来Rb以减小静态工作电流，或者减小RC以升高集电极电位。实验中，由于输入信号幅度Ui的幅度。VCC电压UO，电压放大倍数AU可以用下式来计算：U U

(RC//RL

式中，rbe

I

E其中，IE是三极管的射极静态电流，单位是毫安(mA)增大时，电压放大倍数AU的绝对值也增大。三、实验内容与步骤观察RbVCC=12V，RC=2kΩ，Rb33kΩ、100kΩ、200kΩ、300kΩ、600kΩ。用万Rb1-1UCERbUCE观察RCVCC=12V，Rb=600kΩ，RC2kΩ、5.1kΩ用万能表分别测量每一个RC阻1-2中，确定三极管的工作状态。 2 据以上表格的结果，RC增大时，UCE观察电源电压EC对UCERb=600kΩ，RC=2kΩ，VCC3V、6V、12V，分别测量出在EC取不同值时的UCE1-3。 36 1-3Rb使Vc6V将信号发生器的输出信号调到f=1KHz，VP-P为500mV，接至放大电路的Us点，经过R1、R2衰减（100倍，Ui点得到5mV的小信号，观察UiUO端波形，信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察UO－4R3335R33351kRp680kC1C2R1A51 51kR2R42418kC21-3RL形）饱和失真；增大RP，使Vc＞9V，将R15.1K改为510Ω（即：使Ui=50mV可观察到（UO波形）1－5。小大四、五、从理论上定性分析电路元件参数Rb、RC、VCC定性分析RL对电压放大倍数AU六、1111实验二射极输出器一、加深对射极输出器电路特性的理解熟练掌握放大电路静态工作点参数和动态参数的测量方法二、UoUiUoUi A5B1 射极输出

AUo

(1)(RL//Re

Uu Uu

(1)(RL//Re

RiRb//rbe(1)(Re//RL

RoR

//rbeRb//RS1

在动态测量中，因为Re引入了反馈而可能产生高频振荡，使输出信号受到干三、实验内容和步骤2-1将电源+l2VVE=6V。用万用表测量晶体管各级对地2-1。2-Iee接入负载RL=1K。在B点加入f=1KHz正弦波信号，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Ui和UL值，2-2中。2-A i测量输出电阻RBf=1KHz正弦波信号，Ui=500mVRL（2.2K）时，用示波器观察输出波形，测输出电压UL的值。测空载时输出电压UO(RL=∞)。R0L则V0R0L2-3

2-R(V0 L测量放大电路输入电阻Ri（采用换算法5.1K电阻，A点加入f=1KHz的正弦波信号，Ui=500mV用示波器观察输出波形，用毫伏表分别测A、B点对地电位US、Ui R

RR VS

VS

2-R V/V 四、分析RL五、理论上定性分析RL对RiRS对Ro从RL六、1111实验三阻容耦合放大电路一、学习放大电路频率特性的测量方法观察电路元件参数对放大电路频率特性的影响进一步熟练掌握和运用放大电路主要性能参数（输入电阻、输出电阻）的测试方法；巩固多级放大电路的有关理论知识二、3-1R333R33351kR5473Rp680kC2C3 R1C151R4243kRLR2R62018k 18 阻容耦合放大电3-1也就是将后级放大电路的输入电阻Ri2

U

1(RC1//Ri2 (1

Ri2Rb21//Rb22//rbe //R'AU

LL

R

AUL

AUm1jfL/

其中，fLAUH

AUm1jf/f

其中，fH AUAU1AU2AU3

123

三、级为增加信噪比，工作点尽可能低（通常VC1调在6V左右。注意测静态工作点时Us1KHz，VP-P200mV的交流信号(一般采用实验箱100:l衰减电阻衰减,2mV)，使Ui12mV，调整工作点使输出信号不失真。注意：如发现有寄生振荡，可采用以下措施消除eb间加几p到几百p③信号源与放大电路用线连接RL=∞3-2输入/输出电压12Ui=2接入负载电阻RL=3K3-21KHz，Ui12mV3-3测量并记录（或自拟表格四、分别说明C2、Ce2、Rs五、定性分析耦合电容C1、C2六、1111实验四负反馈放大电路一、观察负反馈对放大电路性能的影响熟练运用放大电路增益、输入电阻、输出电阻、幅频特性的测量方法加深对负反馈放大电路的原理和分析方法的理解二、4-1Rf、Cf、Ref构成，在放大电路中引入了电压串联负反馈，反馈信号是Uf。在实验四中已测量了基本放大电路的有关性能参R333

51k

R547

3 R151

C1R2

Rp680kR4

C2

C315 RL 24

18k

20

18 C6 Rf3 负反馈放大电4-1

RefRefRf

反馈放大电路的电压放大倍数Auuf、输入电阻RifRof、下限频率fLf、上限频率fHf与基本放大电路的有关参数的关系分别如下： A

1

A

RofRo/(1FuuAuu

ff

fL/(1FuuAuu

反馈深度为：（1+FuuAuu）>1uuoffH（41入电阻、输出电阻、下限频率和上限频率。可见，电压串联负反馈使得放大电路的电压放大倍数的绝对值减小，输入电阻增大，输出电阻减小；负反馈还对放大电路改善频响特性的作用。

三、4-1接线，RFVi=lmV，f=lKHzlmV③按表4-1要求进量并填表(2)①接通Rf4-1要求测量并填表，计算Avf③根据实测结果，验证Avf≈1F∞11∞11负反馈对失善作4-1Ui=lmVf=lKHz的正弦波，测出此保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到输出电压峰峰值减小为原来的70％，此时信号频率即为放大电路fH。条件同上，但逐渐减小频率，测得fL1～34-2四、7五、作、进一步提高效率？六、1111实验五恒流源式差动放大电路一、加深对差动放大电路的工作原理、分析方法的理解与掌握学习差动放大电路的测试方了解恒流源在差动放大电路中的作用二、+Vo- 恒流源式差动放大电静态工作点差模电压放大倍数Aud 1 s11Rrbe(11)s112三、5-1T1、T2间的电位器，使双端输出电压V0=0。(2)测量T1、T2、T35-1在输入端加入直流电压信号Vi1=+0.1V，Vi2=-0.1V5.2要求测量并记录，DCOUTl和OUT2，使其分别为+0.1V和-0.1V，然后再接入。信号Vi测量值V0Ad+0.1V,-Ad=(VC1-VC2)/ViAd1=(VC1-VC10ViAd2=(VC2-VC20Vi；Vi=Vi1-Vi2；V0=VC1-VC2；5-1vi2接地，组成单端输入差动放大器，从vi1输入信Ad直流直流正弦信号(50mV从vi1端加入正弦交流信号Vi=0.05V，f=1KHz（b2接地）分别测量、记录单5-3计算单端及双端的差模放大倍数。小输入电压值，使υC1、υC2都不失真为止)四、列出实验数据，说明负载RL五、T1T2如何理解图5-1中恒流源电路对共模放大的抑制作用？而对差模放大有没有影六、1111实验六集成运算放大器一、熟悉运算放大器应用电路的调试掌握运算放大器差动运算应用电路的分二、 反相比例放大电

Rf

ro

同相比例放大电1RfirUii三、6.1 反相比例放大电(1)6-1直流输入电压输出电压实际值6-2所示 6-2 同相比例放大电直流输入电压输出电压实际值6-3 电压跟随电6-301o=－（V1+V26-46-4所示。6-5 双端输入求和电12四、五、六、直流稳压电源2 双踪示波器1 万用表1实验七测量放大器的设计一、学习测量放大器的设计方法掌握测量放大器的调试方法二、预三、7-2R时，该电路的差模输入电阻Rid≈2ricRic≈ric/2ricR后，由于RR与RidRic并联后，该电路的输入电阻就近似等于R。 测量放大器电7-2 u02u011uRuuR R1的值就能改变电路的电压放大倍数。通常用一个电位器与R1图7-2 图7-3基本差动放大器（R4=R5+Rw）对于图7-3，该电路的差模输入电阻：Rid=2R3。共模输入电阻：Ric=R3+R4。 RR差模电压放大倍数为 因此图7-1测量放大器的输入阻抗由R 2R2AuoAuo12Auo31R 1 四、7-4

7-4当输入信号峰峰值uip-p=1mV时，输出电压信号峰峰值uop-p=1VCMRR五、设计及调试时的注意事项大则不容易测量，而且输出失调电压也将加大。R3、R4不可太小，要考虑到前级运算放大器的带负载能力。R的选取与输入电阻的要求和运放的偏置电流有关。ui是浮空的交流信号，而调试的信号源则一端接地，另一端输出往往迭加有直流电平，因此输入端的接法可采用图7-57-5六、写出各项指标的测量方法、测量条件和附录一Multisim简EWB(ElectronicsWorkbench)实验仿真平台，由InteractiveImageTechnologies(IIT)公司于1988年推出，它是一款于电子线路仿真分析和设计的EDA工具软件。21世纪初，IIT推出EWB6.0，并更名为Multisim2001，2003年升级为Multisim7，2005年以后IIT公司已隶属于国家仪器公司（National18种基本分析方法。与其他电子仿真软件相比，Multisim的最ultiim以其分析功能强大、界面形象直观、易学易用等突出优点，而得到迅速推广作为电子类专业课程教学和实验的一种辅助由于ultiim功能强大涉及内容极多，这里限于篇幅，只对与教学相关的内容作简单介绍，其他内容可参考相关书籍。Multisim10基本操Multisim10提供了全面集成化的设计环境，能完成从原理图设计输入、电路仿安装Multisim10Multisim10快捷方式图标，进入Multisim10 Multisim10基本界Multisim10菜单（2）Edit（编辑）菜（2）Edit（编辑）菜 Place（放置）菜VHDL全局元件误差框设Transfer（文件输出）菜PCBMultisimUltiboard传入数据Tools（工具）菜 ERC标记 Reports（报告）菜Options（选项）菜Window（窗口）菜 Multisim10窗 由于元器件栏是浮动窗口，用户可根据个人随意拖放到工作窗口的任意 元器件（开关等）、二极管、三极管、集成电路、TTL集成电路、S集成电路、数字器件、混合器件库、指示器件库、其他器件库、电机类器件库、射频器件库、导线和总线。 Multisim仪器仪表ultiim0-3ultiim提182双通道示波器、四通道示波器、波特图仪、频率计、字信号发生器、逻辑分析仪、IVt信号发生器、t万用表、t示波器、Tktronix示波器、实时探针、电流探针。 仪器仪表Multisim虚拟仪器仪表面板和使用方法与现实仪器仪表都相似，可用于电压、电流、频率、相位、功率等参数的测量。实时探针则提供了电路参数的动态测数字万用表测量直流或交流信号的电流AVΩ和分贝值db。0-4所示，根据测量需要选择相应的功能，点击“Set…”按钮还可设置框中设定其参 虚拟万用表及其面板、参数设置函数发生器（Function 虚拟函数信号发生器及其面Multisim0-5所示，信1Hz999MHz范围内调整，幅值以及占空比等参数也可以根据需要进行调节。此外，还可单击“SetRise/FallTime”按钮，设置波形上升时间和下降时间。瓦特表虚拟瓦特表用来测量电路的交流或者直流功率，瓦特表有四个引线端口：电压06 瓦特表及其面双通道示波器0-7可以观察一路或信号的波形，并可通过游标T1、T2被测周期信号的幅值和ABT和接地端G图0-7 ①Timebase（时间基准Scale（量程）：设置显示波形时的XXposition（X轴位置）：设置X显示方式设置有四种：Y/T方式指的是X轴显示时间，Y轴显示电压值；Add方式指的是X轴显示时间，Y轴显示A通道和B通道电压之和；A/BB/A方式指的是X轴和Y轴都显示电压值。②ChannelA（通道Scale（量程）：通道A的YYposition（Y轴位置）：Y0表明Y轴和X轴重合，起始点为正值表明Y轴原点位置向上移，否则向下移。只显示交流分量，直流耦合显示直流和交流之和，0Y轴设置的原点处显③ChannelB（通道通道B的YA④Tigger（触发触发方式主要用来设置X触发信号选择：Auto（自动）AB表明用项应的通道信号作为触发信号；ext为外触发；Sing为单脉冲触发；Nor四通道示波器（4Channel四通道示波器与双通道示波器的使用方法和参数调整方式相同，只是多了一个通道选择器旋钮，当旋钮拨到某个通道位置，才能对该通道的Y轴进0-8所示。 四通道虚拟示波器及其面波特图仪（Bode波特图仪控制面板分为Magnitude（幅值）或Phase（相位）的选择、0-9所示。XBP1的IN、OUT端口分别与被测双口网络的输入、输出端口相连 波特图示仪及其面频率计（Frequency0-10所示。使用过程中应注意根据输入信号的幅值调整频率计的Sensitivity（灵敏度）和TriggerLevel（触发电平）。 频率计及其面IV分析仪 IV分析仪专门用来分析晶体管的伏安特性曲线，如二极管、NPN管、PNP管、NMOS管、PMOS管等器件。IV分析仪相当于的晶体管图示仪，需要将晶体IVIV分析仪有三个连接点，实现与晶体管的连接。IV分析仪面板左侧是伏安特性曲线显示窗口；右侧是功能选 IV分析仪及其面Agilent信号发Agilen33120A0-1215MHz的综合信号发生器。单击面板左侧的电源Power按钮，由其面板上的按钮、旋 Agilent33120A型信号发生器图标和面Agilent万用数字万用表。Agilent万用表有五个连接端，应注意面板的提示信息连接。单击左侧 Agilent34401A型万用表的图标和面Agilent示波Agilent示波器的型号是54622D，图标和面板如图0-14所示，这是一个2模拟通道、16个逻辑通道、100-MHz的宽带示波器。Agilent18Agilent54622D型示波器是数字示波器，具有保存功能，特别适合于观测持 Agilent54622D型示波器的图标和面Multisim10电路创选择元元器件栏中单击要选择的元器件库图标，打开该元器件库。在屏幕出现的元器件库框中选择所需的元器件，常用元器件库有13个：信号源库、基本元件库、TTLOS其他数字器件库、混合器件库、指示器件库、其他器件库、射频器件库、机电器件库等。元器件基本操FlipHorizontal：选中元器件的水平翻转；FlipVertical：选中元器件的垂直翻转；EditSymbol：设置器件参数这些操作可以在菜单栏Edit原始图像顺时针旋转 逆时针旋转 水平翻转垂直翻0-15元器件特性参例如：NPNLabel--标 Display--显Value--数 Pins–管电路选择菜单Options栏下的SheetProperties命令，出现如图所示的框，每个选RefDes元件序号Values值Attributes属性PinnamesPinnumbersWorkspaceSheetsize栏目实现图纸大小和方Wring0-16Sheet子电路子电路创建过程：单击Place/ReplacebySubcircuit命令，在屏幕出现SubcircuitName的框中输入子电路名称sub1，单点OK，选择电路到用户器件库，子电路调用：单击Place/Subcircuit命令或使用Ctrl+B快捷操作，输入已创建的子电路名称sub1，即可使用该子电路。子电路修改：双击子电路模块，在出现的框中单击EditSubcircuit命令，屏子电路的输入输出：/输出。单击Plae//SBonnter命令或使用trl+I快捷操作，屏幕上出现输入///才能与外电路连接。文本基本编工作窗口输入文单击PlaceText命令或使用Ctrl+T快捷操作，然后用鼠标单击需要输入文字的文本描述框输入文ViewCircuitDescriptionBox命令或使用快捷操作Ctrl+D0-2所示，在其中输入需要说明0-17图纸标题栏执行Place/TitleBlock命令，在打开框的查找范围处指向Multisim/ 下选择一个*.tb7图纸标题栏文件，放在电路工作区。用鼠标指向文字块，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择Properties命令，如图0-3所0-18Multisim10的基本分析方直流工作点分析（DCOperating ysis以便使其工作在所需的区域，这就是直流分析要解决的问题。了解电路的直流工作点，才能进一步分析电路在交流信号作用下电路能否正常工作。无论是否设置直流工作点分析，Multisim在运行其他分析之前，都要先进行直0-19 32400-19执行菜单Simulate--yses--DCOperatingPointysis，在弹出的框中设Output选项卡设置左边Variablesincircuit栏内列出电路中各节点电压变量和流过电源的电流变量，供选择为输出变量，点击选定后，单击Add按钮，相应变量则会进入在Selectedvariablesfor栏中，在完成直流工作点分析后，Multisim将以文本的方式输出这些直Variablesincircuit栏内所列出变量，结合相应的运算V(2)、V(1)、V(4)作为输出参数。完成上述设置后，点击“”0-19所示的直流工作2.532mA，说明静态工作点设置是合理。0-20交流分析 交流分析是在正弦小信号工作