模拟电子技术实验与仿真

第一章模拟电子技术实验基本测量方法1.侧量静态工作点的方法2.测量交流电压的方法3.测量Av,ri,ro的方法4.侧量幅频特性和上、下限频率的方法5.用双踪示波器观察两波形相位关系的方法1.侧量静态工作点的方法

表示三极管静态工作点(VBE、VCE、IB、IC)的4个量中IB、IC可以通过测量已知电阻上的电压而间接求得。因此，测量静态工作点的关键就是测量静态电压VBE和VCE。测量静态电压时，要用万用表的直流电压挡，因为直流电压挡测量的是电压平均值，所以当被测直流电压上叠加一个平均值为零的交流分量(如不失真的正弦波)时，对测量量无影响。反之，对测量量有影响。所以，在测量静态工作点时，应去掉信号源，将放大器的输入端对地短接(切不可将信号源短路)，然后再进行测量。返回2.侧量交流电压的方法用双路晶体管毫安级电压表测量交流电量时，表盘上的刻度值是按正弦波有效值刻度的。因此在测量正弦波的电压时，要注意波形是否失真。在测量交流电压时，始终要用示波器来监视波形，当出现以下情况时，不能进行测量。(1)正弦波波形失真。(2)测量时电路中存在自激振荡。(3)测量时存在外来干扰信号。对于非正弦量(如矩形波)，也不能用该表测量，这时可使用示波器进行测量。返回3.侧量Av、ri、ro)的方法(1)测量Av：已知Av=V0/Vi，其中V0、Vi都应是正弦波，在测量时也要用示波器监视输出波形。在信号不失真的条件下测量输出电压v,，否则不能测量。(2)测量ri：测量输入电阻ri。测量时先取合适的V0值，就可测得相应的Vi值，而R是已知的(应选取R与ri的数量级相同)，否则ri的值可由下式计算:

注意:应在V0不失真而且数值保持不变的条件下，测量V0和Vi的值。下一页返回（3）测量r0。测量输出电阻r0的等效电路如图1.1.

2所示。测量时先取合适的输入信号位，在保持Vi不变的条件卜分别测出RL开路时的输出电压V0和带负载RL（RL取值与r0的数量级相同)时的输出电压V0，则r0的值可由下式计算:注意:应在输出波形不失真的条件下，测量V0,Vo‘,的值如图1.1.1和图1.1.23.侧量Av、ri、ro)的方法上一页返回4.侧量幅频特性和上、下限频率的方法(1)测量幅频特性。测量幅频特性时，应先选择一个适当频率(约在中频范围)的输入信号，再用示波器观察输出波形，在V0不失真的情况下固定Vi,然后重新调节输入信号频率，当V0达到最大时，该频率即为中频。因中频范围较宽，所以可以选择一个整数值做中频。用毫安级电压表调出中频时的V0值，调节示波器幅度微调旋钮，使V0的波形的峰一峰值在荧光屏上为6大格。然后以中频为准分别向高和低调节信号发生器的频率，使示波器上的波形的峰一峰值分别到中频的0.9,0.8,0.7,0.6,0.5，并记录相应的频率。注意:改变输入信号频率时，要始终保持Vi不变。(2)测量上、下限频率。与测量幅频特性方法相同，仍以中频为准，分别向高和向低调节信号发生器的频率，使V0的峰一峰值在荧光屏上为4.2大格时记录相应的信号频率，则分别为上限频率和下限频率。返回用双踪示波器观察两个波形的相位关系时，示波器必须在外同步状态下下作。对一般示波器来说，外同步信号可采用被测系统的输入信号，也可以采用被测系统的输出信号。适当调节YA和YB衰减器，使荧光屏上得到的波形大小适当。具体做法是:将被测系统的输入信号加至YA(或YB)，输出信号加至YB(或YA)，再将输出(或输入)加至“触发输入”端，此时“触发极性”应拨至“外+”(或“外-”)位置，适当调节YA和YB衰减器，就可以在荧光屏上得到被测系统输入和输出信号的相位关系。5.用双踪示波器观察两波形相位关系的方法返回图1.1.1输入电阻测量返回图1.1.2输出电阻测量返回第二章常见故障及排除方法

2.1调试技术2.2检查故障的一般方法2.1调试技术调试前的直观检查：电路安装完毕，通常不宜急于通电，先要认真检查一下。检查内容包括：1）连线是否正确。检查电路连线是否正确，包括错线(连线一端正确，另一端错误)、少线(安装时完全漏掉的线)和多线(连线的两端在电路图上都是不存在的)。查线的方法通常有两种:(1)按照电路图检查安装的线路。这种方法的特点是，根据电路图连线，按一定顺序逐一检查安装好的线路，由此可比较容易地查出错线和少线。(2)将实际线路对照原理电路进行查线。这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件(包括器件)引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在。这种方法不但可以查下一页返回出错线和少线，还容易查出多线。为了防止出错，对于已查过的线，通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表"Ωx1”挡，或数字式万用表“Ω”挡的蜂鸣器来测量，而且直接测量元、器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。(2)元、器件安装情况。检查元、器件引脚之间有无短路，连接处有无接触不良，二极管、三极管、集成器件和电解电容极性等是否连接有误。(3)电源供电(包括极性)、信号源连线是否正确。(4)电源端对地是否存在短路。在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地是否存在短路。若电路经过上述检查，并确认无误后，就可转入调试。上一页下一页返回2.1调试技术

调试方法调试包括测试和调整两个方面。所谓电子电路的调试，是以达到电路设计指标为目的而进行的一系列的测量一判断一调整一再测量的反复进行过程。为了使调试顺利进行，设计的电路图上应当标明各点的电位值、相应的波形图以及其他主要数据。调试方法通常采用先分调后联调(总调)。这种调试方法的核心是，把组成电路的各功能块(或基本单元电路)先调试好，并在此基础上逐步扩大调试范围，最后完成整机调试。采用先分调后联调的优点是，能及时发现问题和解决问题。新设计的电路一般采用此方法。对于包括模拟电路、数字电路和微机系统的电子装置更应采用这种方法进行调试。因为只有把三部分分开调试后，分别达到设计指标，并经过信号及电平转换电路后才能实现整机联调。否则，由于各电路要求的输入、输出电压和波形不匹配，盲目进行联调，就可能造成大量的器件损坏。除了上述方法外，对于已定型的产品和需要相互配合才能运行的产品，上一页下一页返回2.1调试技术按照上述调试电路原则，具体调试步骤如下:1)通电观察。把经过准确测量的电源接入电路，观察有无异常现象，包括有无冒烟、是否有异常气味、手摸元器件是否发烫、电源是否有短路现象等。如果出现异常，应立即切断电源，待排除故障后才能再通电。然后测量各路总电源电压和各器件的引脚的电源电压，以保证元、器件正常工作。通过通电观察，确认电路初步工作正常，就可转入正常调试。(2)静态调试。交流、直流并存是电子电路工作的一个重要特点。一般情况下，直流为交流服务，直流是电路工作的基础。因此，电子电路的调试有静态调试和动态调试之分。静态调试一般是指在没有外加信号的条件下所进行的直流测试和调整过程。例如，通过静态测试模拟电路的静态的工作点，数字电路的各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系等，可以及时发现已经损坏的元、器件，判断电路工作情况，并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计要求。上一页下一页返回2.1调试技术(3)动态调试。动态调试是在静态调试的基础上进行的。调试的方法是在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号，并循着信号的流向逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标。发现故障现象，应采取不同的方法缩小故障范围，最后设法排除故障。测试过程中不能凭感觉和印象，要始终借助仪器观察。使用示波器时，最好把示波器的信号输入方式置于“DC”挡，通过直流祸合方式，可同时观察被测信号的交、直流成分。通过调试，最后检查功能块和整机的各种指标(如信号的幅值、波形形状、相位关系、增益、输入阻抗和输出阻抗等)是否满足设计要求，如必要，再进一步对电路参数进行合理的修正。上一页下一页返回2.1调试技术调试中的注意事项：调试结果是否正确，很大程度受测量正确与否和测量精度的影响。为了保证调试的效果，须注意以下几点:1)正确使用测量仪器的接地端。凡是使用地端接机壳的电子仪器进行测量，仪器的接地端应和放大器的接地端连接在一起，否则仪器机壳引入的干扰不仅会使放大器的工作状态发生变化，而且将使测量结果出现误差。根据这一原则，调试发射极偏置电路时，若需测量vCE，不应把仪器的两端直接接在集极和发射极上，而应分别对地测出VC、VE，然后将二者相减得vCE。若使用干电池供电的万用表进行测量，由于电表的两个输入端是浮动的，所以允许直接跨接到测量点之间。2)测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。若测量仪器输入阻抗小，则在测量时会引起分流，给测量结果带来很大误差。3)测量仪器的带宽必须大于被测电路的带宽。例如:MF一20型万用表的工作频率为20一20000Hz。如果放大器的f=100kHz，就不能用MF-20来测试放大器的幅频特性，否则，测试结果就不能反映放大器的真实情况。上一页下一页返回2.1调试技术(4)要正确选择测量点。用同一台测量仪器进行测量时，测量点不同，仪器内阻引进的误差大小将不同。(5)测量方法要方便可行。需要测量某电路的电流时，一般尽可能测电压而不测电流，因为测电压不必改动被测电路，测量方便。若需知道某一支路的电流值，可以通过测取该支路上电阻两端的电压，经过换算而得到。(6)调试过程中，不但要认真观察和测量，还要善于记录。记录的内容包括实验条件，观察的现象，测量的数据、波形和相位关系等。只有有了大量的可靠的实验记录并与理论结果加以比较，才能发现电路设计上的问题，完善设计方案。(7)调试时出现故障，要认真查找故障原因，切不可一遇故障解决不了就拆掉线路重新安装。因为重新安装的线路仍可能存在各种问题，如果是原理上的问题，即使重新安装也解决不了。我们应当把查找故障，分析故障原因，看成一次好的学习机会，通过它来不断提高自己分析问题和解决问题的能力。上一页返回2.1调试技术2.2检查故障的一般方法1.故障现象和产生故障的原因2.检查故障的一般方法：(1)直接观察法。(2)用万用表检查静态工作点(3)信号寻迹法。(4)对比法。(5)部件替换法。(6)旁路法。(7)短路法。(8)断路法。下一页返回故障现象和产生故障的原因(1)常见的故障现象。1)放大电路没有输入信号，而有输出波形。2)放大电路有输入信号，但没有输出波形，或者波形异常。3)串联稳压电源无电压输出，或输出电压过高且不能调整，或输出稳压性能变坏、输出电压不稳定等。4)振荡电路不产生振荡。5)计数器输出波形不稳，或不能正确计数。6)收音机中出现“嗡嗡”的交流声和“啪啪”的汽船声等。上一页下一页返回2.2检查故障的一般方法(2)产生故障的原因：1)对于定型产品使用一段时间后出现故障，故障原因可能是元器件损坏，连线发生短路或断路(如焊点虚焊，接插件接触不良，可变电阻器、电位器、半可变电阻等接触不良，接触面表面镀层氧化等)，或使用条件发生变化(如电网电压波动，过冷或过热的工作环境等)影响电子设备的正常运行。2)对于新设计安装的电路来说，故障原因可能是:实际电路与设计的原理图不符;元器件使用不当或损坏;设计的电路本身就存在某些严重缺点，不满足技术要求;连线发生短路或断路等。3)仪器使用不正确引起的故障，如示波器使用不正确而造成的波形异常或无波形，接地问题处理不当而引入干扰等。4)各种干扰引起的故障。上一页下一页返回2.2检查故障的一般方法检查故障的一般方法1)直接观察法。直接观察法是指不用任何仪器，利用入的视、听、嗅、触等作为手段来发现问题，寻找和分析故障。直接观察包括不通电检查和通电观察。检查仪器的选用和使用是否正确，电源电压的等级和极性是否符合要求，电解电容的极性、二极管和三极管的管脚、集成电路的引脚有无错接、漏接、互碰等情况，布线是否合理，印刷版有无断线，电阻电容有无烧焦和炸裂等。通电观察元器件有无发烫、冒烟，变压器有无焦味，电子管、示波管灯丝是否亮，有无高压打火等。直接观察法简单有效，可作初步检查时用，但对比较隐蔽的故障无能为力。(2)用万用表检查静态工作点。电子电路的供电系统，半导体三极管、集成块的直流工作状态(包括元器件引脚、电源电压)、线路中的电阻值等都可用万用表测定。当测量值与理论值相差较大时，经过分析可找到故障。现以两级放大器为例，正常工作时如图1.2.1所示。上一页下一页返回2.2检查故障的一般方法静态时:(V1=o),VB1=1.3V,Ie1=1mA,VC1=6.9V,Ic2=1.6mA，VE2=5.3V。但实测结果VB1=0.01V,VC1≈VE1≈VCC=12V。考虑到正常放大工作时，硅管的VB1约为0.6~0.8V，现在T1显然处于截止状态。实测的VC1≈VCC也证明T1是截止(或损坏)。T1为什么截止呢?这要从影响的VB1的Rb11和

Rb22中去寻找。进一步检查发现，Rb12本应为11kΩ，但安装时却用的是1.1kΩ的电阻，将Rb12换上正确阻值的电阻，故障即消失。顺便指出，静态工作点也可以用示波器“DC”输入方式测定。用示波器的优点是:内阻高，能同时看到直流工作状态和被测点上的信号波形以及可能存在的干扰信号及噪声电压等，更有利于分析故障。上一页下一页返回2.2检查故障的一般方法(3)信号寻迹法。对于各种较复杂的电路，可在输入端接入一个一定幅值适当频率的信号(例如，对于多级放大器，可在其输入端接入f=1000Hz的正弦信号)，用示波器由前级到后级(或者相反)，逐级观察波形及幅值的变化情况如哪一级异常，则故障就在该级。这是深入检查电路的方法。(4)对比法。怀疑某一电路存在问题时，可将此电路的参数与工作状态和相同的正常电路的参数(或理论分析的电流、电压、波形等)进行一一对比从中找出电路中的不正常情况，进而分析故障原因，判断故障点。(5)部件替换法。有时故障比较隐蔽，不能一眼看出，如这时有与故障仪器同型号的仪器时，可以将仪器中的部件、元器件、插件板等替换有故障仪器中的相应部件，以便于缩小故障范围，进一步查找故障。(6)旁路法。当有寄生振荡现象时，可以利用适当容量的电容器，选择适当的检查点，将电容临时跨接在检查点与参考接地点之间，如果振荡消失，就表明振荡是产生在此附近或前级电路中。否则就在后面，再移动检查点寻找之。上一页下一页返回2.2检查故障的一般方法(7)短路法。就是采取临时性短接一部分电路来寻找故障的方法。例如图1.2.2所示放大电路，用万用表测量T2的集电极对地无电压。我们怀疑L1断路，则可以将L1两端短路，如果此时有正常的VC2值，则说明故障发生在L1上。短路法对检查断路性故障最有效。但要注意对电源(电路)是不能采用短路法的。上一页下一页返回2.2检查故障的一般方法(8)断路法。断路法用于检查短路故障最有效。断路法也是一种逐步缩小故障怀疑点范围的方法。例如，某稳压电源因接入一带有故障的电路，使输出电流过大，可以采取依次断开电路的某一支路的办法来检查故障。如果断开该支路后，电流恢复正常，则故障就发生在此支路。实际调试时，寻找故障原因的方法多种多样，在一般情况下，寻找故障的常规做法是:(1)用直接观察法，排除明显的故障。(2)用万用表(或示波器)检查静态工作点。(3)用信号寻迹法对电路的动态进行调试。这是对各种电路普遍适用而且简单直观的动态调试方法。上一页返回2.2检查故障的一般方法返回图1.2.1用万用表检查两级放大器故障参考电压图1.2.2用于分析短路法的放大电路返回实验1晶体管共射极单管放大器

实验目的实验设备实验原理实验内容实验报告预习要求实验目的(1)熟悉电子元器件和模拟电路实验箱。(2)掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。(3)学习测量放大电路Q点，AV,ri,r0的方法，了解共射极电路特性。(4)学习放大电路的动态性能。返回实验设备(1)示波器。(2)信号发生器。(3)数字万用表。(4)TPE-DG1实验箱。(5)晶体管毫安级电压表。(6)晶体三极管3DG6x1(ß=50~100)或9013x1(管脚排列如图2.1.1所示)。返回实验原理图2.1.2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RB1和RB2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相位相反，幅值被放大厂的输出信号u0，从而实现厂电压放大。在图2.1.2电路中，当流过偏置电阻RB和RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB时(一般5一10倍)，则它的静态工作点可用下式估算:下一页返回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。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，放大器各项动态参数的测量与调试等。1.放大器静态工作点的测量与调试（1）静态工作点的测量。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，即将放大器输入端短接，然后选用量程合适的直流毫安级电流表和电压表，分别测量晶体管的集电极电流Ic以及各电极对地的电位VB，VE，VC实验原理上一页下一页返回实验原理(2)静态工作点的调试。放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic的调整与测试。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，此时V0的负半周将被削底，如2.1.3

所示;如工作点偏低则易产生截止失真，即V0的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显)，如图2.1.3所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压Vi，检查输出电压V0的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。上一页下一页返回实验原理改变电路参数Vcc,Rc,RB(RB1,RB2)都会引起静态工作点的变化，如图2.1.4所示。但通常多采用调节偏置电阻RB的方法来改变静态工作点，如减小RB，则可使静态工作点提高等。2.放大器动态指标侧试放大器动态指标包括电压放大倍数、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。上一页下一页返回实验原理(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，用交流毫安级电压表测出ui和uo的有效值Vi和Vo，则(2)输入电阻R的测量。为厂测量放大器的输入电阻，按图2.1.5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，用交流毫安级电压表测出Vi和Vo，则根据输入电阻的定义可得上一页下一页返回实验原理测量时应注意下列几点:1)由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压、VB时必须分别测出Vs和Vi，然后按VR=Vs一Vi求出VR值。2)电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与Ri为同一数量级为好，本实验可取R=1~2kΩ(3)输出电阻Ro的测量，在放大器正常工作条件下，测量出输出端不接负载RL的输出电压Vo和接入负载后的输出电压VL，根据即可求出上一页返回实验内容为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫安级电压表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。1.装接电路与简单侧量(1)用万用表判断实验箱上三极管T的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。(2)连接电路(注意:接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)。2.静态侧量与调整接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。调整RB使VE=2.2V，计算并填表2.1.1。下一页返回实验内容IB和Ic的测量方法如下:(1)间接测量法，即通过测Vc和VB,Rc和RB。计算出IB和Ic。此法虽不直观，但操作较简单，建议初学者采用。(2)直接测量法，即将微安表和毫安级电流表直接串联在基极(集电极)中测量。此法直观，但操作不当容易损坏器件和仪表，不建议初学者采用。上一页返回动态研究（1）按图2.1.6所示电路接线，调RB使Vc为6V。（2）将信号发生器的输出信号调节到f=1kHz，Vp-p为500mv，接到放大电路的A点，经过R1，R2衰减（100倍），V1点得到5mv的小信号，观察Vi和Vo端波形，并比较相位（3）信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察Vo不失真时的最大值并填表2.1.2（4）Vi=5mv，减小Rp，使Vc<4V，可观察到饱和失真；增大Rp，使Vc>9V，将R1由5.1KΩ改为510Ω，可观察到截止失真，将测量结果填入表2.1.3下一页返回动态研究4.侧放大电路输入、输出电阻(1)输入电阻测量。在输入端串接一个5.1kΩ电阻，测量Vo与Vi,即可计算r。(2)输出电阻测量。在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的RL值使放大电路输出不失真(接示波器监视)，测量带负载时VL和空载时的Vo,即可计算出ro将上述结果测量及计算结果填入表2.1.4中上一页返回实验报告(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)讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。(4)分析讨论在调试过程中出现的问题。返回预习要求(1)阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。(2)能否用直流电压表直接测量晶体管的VBE?为什么实验中要采用测VB和VE，再间接算出VBE的方法?(3)怎样测量RB阻值?(4)当调节偏置电阻RB，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降VCE怎样变化?返回图2.1.1晶体三极管管脚排列返回图2.1.2共射极单管放大器实验电路返回图2.1.3静态工作点对Ua波形失真的影响返回图2.1.4电路参数对静态工作点的影响返回图2.1.5输入、输出电阻测量电路返回图2.1.6小信号放大电路返回表2.1.1静态工作点测量数据返回表2.1.2返回表2.1.3返回表2.1.4测量及计算结果返回实验2射极跟随电路实验目的实验设备实验原理实验内容实验报告预习要求【实验目的】(1)掌握射极跟随电路的特性及测量方乳(2)学习放大电路各项参数测量方法。【实验设备】(1)示波器。(2)信号发生器。(3)数字万用表。(4)TPE-DG1实验箱。(5)晶体管毫安级电压表。实验目的与试验设备返回实验原理(1)参照教材有关帝节内容，熟悉射极跟随电路原理及特点。(2)根据图2.2.1元器件参数，估算静态工作点。返回实验内容(1)电路接线。(2)直流工作点的调整。将电源+12V接上，在B点加f=1kHz正弦波信号，输出端用示波器监视，反复调整Rp及信号源输出幅度，使输出幅度在示波器屏幕上得到一个最大不失真的波形，然后断开输入信号，用万用表测量晶体管各级对地的电位，即为该放大器静态工作点，将所测数据填入表2.2.l.下一页返回实验内容

(3)测量电压放大倍数Av。接入负载RL=1kΩ。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Vi和VL值。将所测数据填入表2.2.2中。

(4)测量输出电阻Ro。在B点加入f=1kHz正弦波信号，Vi=100mV左右，加负载RL(2kΩ)时，用示波器观察输出波形，测空载时输出电压Vo，加负载时输出电压RL的值。将所测数据填入表2.2.3中。上一页下一页返回实验内容5)测量放大电路输入电阻Ri(采用换算法)。在输入端串入5.1kΩ电阻，A点加入f=1kHz的正弦波信号，用示波器观察输出波形，用毫安级电压表分别测A,B点对地电位Vs，Vi，将测量数据填入表2.2.4(6)测射极跟随电路的跟随特性并测量输出电压峰一峰值VOD-D。接入负载RL=2kΩ，在B点加入f=1kHz的正弦波信号，逐点增大输入信号V幅度，用示波器监视输出端，在波形不失真时，测对应的VL值，计算出Av，并用示波器测量输出电压的峰一峰值，与电压表(读)测的对应输出电压有效值比较。将所测数据填入表2.2.5.上一页返回实验报告(1)绘出实验原理电路图，标明实验的元件参数值。(2)整理实验数据并说明实验中出现的各种现象，得出有关的结论必要的波形及曲线。(3)将实验结果与理论计算比较，分析产生误差的原因。返回预习要求(1)阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标(2)PNP管的射极跟随器如何接直流电源?(3)为何不在集电极上接电阻?(4)射极跟随器有电流放大、功率放大能力吗?返回图2.2.1射极跟随电路返回表2.2.1静态工作点实验数据返回表2.2.2电压放大倍数数据返回表2.2.3输出电阻测试数据返回表2.2.4输入电阻测量数据返回表2.2.5设计跟随器跟随特性测量数据返回实验3两级交流放大电路实验目的实验设备实验原理实验内容实验报告预习要求实验目的与实验设备实验目的：(1)掌握如何合理设置静态工作点。(2)学会放大电路频率特性测试方法。(3)厂解放大电路的失真及消除方法。实验设备(1)双踪示波器。(2)数字万用表。(3)信号发生器。(4)TPE-DGI实验箱。(5)晶体管毫安级电压表。返回实验原理1)复习教材中多级放大电路内容及频率响应特性测量方法。2)分析图2.3.1两级交流放大电路，初步估计测试内容的变化范围。返回实验内容(1)设置静态工作点1)连接电路图，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量大，第一级为增加信噪比，工作点尽可能低。3)在输入端A输入频率为1kHz,VD-D为50mV的交流信号(一般采用实验箱上加衰减的办法，即信号源用一个较大的信号。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E,B间加几皮法到几百皮法的电容。③信号源与放大电路用屏蔽线连接。下一页返回(2)按表2.3.1要求测量并计算，注意测静态工作点时应断开输入信号。(2)按表2.3.1要求测量并计算，注意测静态工作点时应断开输入信号。(3)接入负载电阻RL=3kΩ，按表2.3.1测量并计算，比较实验内容(2),(3)的结果。实验内容上一页下一页返回实验内容(4)测两级放大电路的频率特性。1)将放大器负载断开，先将输入信号频率调到1kHz,幅度调到使输出幅度最大而不失真。2)保持输入信号幅度不变，改变频率，按表2.3.2测量并记录。3)接上负载、重复上述实验。上一页返回实验报告(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)写出增加频率范围的方法。下一页返回预习要求(1)改变静态工作点对放大器的输入电阻R有无影响?改变外接电阻RL对输出电阻Ro有无影响?(2)在测试Av,Ri和Ro时怎样选择输入信号的大小和频率?为什么信号频率一般选1kHz，而不选100kHz或更高?(3)测试中，如果将函数信号发生器、交流毫安级电压表、示波器中任一仪器的两个测试端子接线换位(即各仪器的接地端不再连在一起)，将会出现什么问题?返回图2.3.1两级交流放大电路返回表2.3.1静态工作点测量数据返回表2.3.2频率特性测量数据返回实验4结型场效应管放大器实验目的实验仪器实验原理实验内容实验报告预习要求实验目的与实验仪器【实验目的】(1)了解结型场效应管的可变电阻特性。(2)掌握共源极放大器的特点。【实验仪器】(1)信号发生器。(2)双踪示波器。(3)万用电表。(4)TPE-DG1实验箱。(5)晶体管毫安级电压表。返回实验原理（1）实验电路。本电压电路是一种自偏压电路。其中，一些开关和接线柱关是为便于进行有实验内容而设置的，实验电路如图2.4.1所示。下一页返回实验原理(2)工作原理。1)结型场效应管用做可变电阻。N沟道结型场效应管的输出曲线如图2.4.2所示，从图中可以看出，场效应管的工作状态可以分为三个区:可变电阻区(I区)。恒流区(II区)。击穿区(Ⅲ区)。在I区内ID与VDS的关系近似于线性关系，ID增加的比率受Vcs控制。因此，可以把场效应管的D,S之间看成一个受VGS控制的电阻。测量rDS电路如图2.4.3所示。上一页下一页返回实验原理在二区内，管子在夹断后，电流ID的大小几乎完全受VGS的控制。即可以把场效应管看成一个压控电流源，这也是场效应管的放大区。结型场效应管的特性那个转移曲线如图2.4.4所示。图中，VGS=0时的ID称为饱和露电流IDSS，ID=0时的VGS称为夹断电压Vp，转移特性曲线可用下式表示：通常利用跨导gm来衡量场效应管的VGS对ID的控制能力，即上一页下一页返回实验原理2)自偏压共源极放大器。若K2,K3和K4断开，K1闭合，即为自偏压共源极放大器。联立方程可以得到静态工作点，电压放大倍数，输入电阻，输出电阻。上一页返回实验内容1.侧量结型场效应管的可变电阻(1)接线。其中，Vi为10~100mV,f=1000Hz的正弦波信号。(2)令VGS=0,调节Vi，使V2在0~100mV范围内变化，读出V1和V2的值，计算rDS值并填入表2.4.1中。下一页返回实验内容2.共源极放大器(1)测量静态工作点。将K1闭合，K2,K3和K4断开，接通工作电源，分别测出VG、Vs、VD、ID，填入表2.4.2中。(2)测量电压放大倍数Av输入f=1000Hz、有效值为0.5V的正弦波信号，分别测量Vi和Vo并填入表2.4.3上一页下一页返回实验内容(3)输入电阻和输出电阻的测量。测量方法参见第二部分实验2有关内容。须注意的是，测输入电阻时，在放大器的输入端串入的电阻要大一些，这里选R=1MΩ。测输出电阻时，外接负载电阻选RL=56kΩ。将测量结果填入表2.4.4上一页返回实验报告(1)根据实验内容1，在V=40mV测得的数据，以VGS为横坐标，rDS为纵坐标，画出rDS=f（VGS）的关系曲线。(2)当VGS由零伏变到4Vp/5时，rDS变化多少倍?(3)比较实测与理论计算两种静态工作点之间的误差，并分析误差产生的原因。(4)将Av、Ri及Ro的实测值与理论计算值进行比较。下一页返回预习要求(1)实验中所用的自给偏压电路能否使结型场效应管工作在截止区?为什么?(2)测输入电阻时，为什么在场效应管放大器的输入端串入的电阻要比在晶体管放大器的输入端串入的电阻大一些?返回图2.4.1结型场效应管放大电路返回图2.4.2N沟道结型场效应管的输出画线返回图2.4.3测量电路返回图2.4.4两级阻容耦合放大器返回表2.4.1测量数据表返回表2.4.2静态工作点返回表2.4.3电压放大倍数测量数据返回表2.4.4输入电阻和输出电阻的测量返回实验5差动放大器研究实验目的实验仪器实验原理实验内容实验报告预习要求实验目的、实验仪器【实验目的】(1)加深对差动放大器性能及特点的理解。(2)学习差动放大器主要性能指标的测试方法。【实验仪器】(1)信号发生器。(2)双踪示波器。(3)万用电表。(4)TPE-DG1实验箱。(5)晶体管毫安级电压表。(6)晶体三极管3DG6x3(或9011x3)，要求T1，T2管特性参数一致。返回实验原理

图2.5.1所示是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器Rp用来调节T1,T2管的静态工作点，使得输入信号Vi=0时，双端输出电压Vo=0,RE为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。当开关K拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。它用晶体管恒流源代替发射极电阻R，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。下一页返回实验原理静态工作点的估算（1）典型电路（2）恒流源电路上一页下一页返回实验原理2.差模电压放大倍数和共模电压放大倍数(1)差模电压放大倍数。当差动放大器的射极电阻RE足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。双端输出，Rp在中心位置时，单端输出时上一页下一页返回实验原理（1）共模电压放大倍数，当输入共模信号时，若为单端输出，则有若为双端输出，在理想情况下，则有：上一页下一页返回实验原理3.共模抑制比CMRR为了表征差动放大器对有用信号(差模信号)的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比差动放大器的输入信号可采用直流信号，也可采用交流信号。本实验由函数信号发生器提供频率f=1kHz的正弦信号作为输入信号。上一页返回实验内容1.典型差动放大器性能侧试连接实验电路，开关K拨向左边构成典型差动放大器。(1)测量静态工作点。1)调节放大器零点。信号源不接入。将放大器输入端A,B与地短接，接通士12V直流电源，用直流电压表测量输出电压Vo，调节调零电位器Rp，使Vo=0。调节要仔细，力求准确。2)测量静态工作点。零点调好以后，用直流电压表测量T1,T2管各电极电位及射极电阻RE两端电压VRE，记入表2.5.1下一页返回实验内容(2)测量差模电压放大倍数。断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大器输入A端，地端接放大器输入B端构成单端输入方式，调节输入信号为频率f=1kHz的正弦信号，并使输出旋钮旋至零，用示波器监视输出端(集电极C1或C2与地之间)。接通士12V直流电源，逐渐增大输入电压Vi(约100mV)，在输出波形无失真的情况下，用交流毫安级电压表测Vi，Vc1，Vc2，记入表中，并观察ui，uc1，uc2之间的相位关系及VRE随V改变而变化的情况。(3)测量共模电压放大倍数。将放大器A,B短接，信号源接A端与地之间，构成共模输入方式，调节输入信号f=1kHz,Vi=1V，在输出电压无失真的情况下，测量Vc1，Vc2之值，并观察ui，uc1，uc2之间的相位关系及VRE随Vi改变而变化的情况。上一页下一页返回2.具有恒流源的差动放大电路性能侧试将电路中开关K拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。重复实验内容1的步骤，将结果记入表2.5.2。实验内容上一页返回实验报告(1)整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。1)静态工作点和差模电压放大倍数。2)典型差动放大电路单端输出时的CMRR实测值与理论值比较3)典型差动放大电路单端输出时CMRR的实测值与具有恒流源的差动放大器CMRR实测值比较。(2)比较ui，uC1和uC2之间的相位关系。(3)根据实验结果，总结电阻R和恒流源的作用。返回预习要求(1)根据实验电路参数，估算典型差动放大器和具有恒流源的差动放大器的静态工作点及差模电压放大倍数(ß1=ß2=100)(2)测量静态工作点时，放大器输入端A,B与地应如何连接?(3)实验中怎样获得双端和单端输入差模信号?怎样获得共模信号?画出A,B端与信号源之间的连接图。(4)怎样进行静态调零点?用什么仪表测V0?(5)怎样用交流毫安级电压表测双端输出电压V0?返回图2.5.1差动放大器实验电路返回返回表2.5.1测量静态工作点测量数据表2.5.2差模和共模放大倍数测量数据返回实验6负反馈放大器的研究实验目的实验仪器实验原理实验内容实验报告预习要求实验目的、实验仪器【实验目的】(1)掌握用正弦测试方法对负反馈放大器性能的测量。(2)加深理解负反馈对放大器性能的影响。(3)进一步熟悉和正确使用常用电子仪器。【实验仪器】(1)信号发生器。(2)双踪示波器。(3)万用电表。(4)TPE-DG1实验箱。(5)晶体管毫安级电压表。返回实验原理(1)在放大电路中，由于晶体管的参数会随着环境条件的改变而改变，特别是温度的变化，不仅会使放大器的工作点、放大倍数不稳定，而且还存在失真、干扰等问题。为改善放大器的性能，常常在放大器中加入反馈网络。反馈就是把放大器输出量(电压或电流)的一部分或全部通过一定的方式送回到输入回路的过程。反馈有交流反馈和直流反馈，交流反馈用于改善放大器的动态性能，直流反馈用于稳定工作点。根据输出端取样方式和输入端比较方式的不同，可以把负反馈放大器分为四种基本组态:电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈.下一页返回(2)负反馈放大器可以使放大器的许多性能指标得以改善。1)提高放大器增益的稳定性。2)改变放大器输入、输出阻抗，以满足系统匹配的不同需要。3)提高放大器的信噪比。4)扩展放大器的通频带。5)提高放大器输入信号的动态范围。6)降低放大器的增益。反馈对放大器性能的改善程度，取决于反馈量的大小。反馈深度是衡量反馈强弱的重要物理量，记为1+AF。其中，A为开环增益，F为反馈系数。若引入负反馈后的闭环增益为Af，则1+AF=A/Af。从上面的分析可知，引入负反馈会使放大器的增益降低。但是事物是一分为二的，负反馈虽然牺牲厂放大器的放大倍数，但它改善厂放大器的其他性能指标，因此负反馈在放大器中仍得到广泛的应用。实验原理上一页返回实验内容实验电路如图2.6.1所示：1.静态工作点的设置调节放大器，使第一级T1管的发射极电位VE1=1.9V，第二级T2管的发射极电位VE1=2V，用数字万用表测量各管脚电压并记录于表2.6.1中。2.放大倍数及反馈深度的侧量调整函数发生器输出从，使放大器获得Vi=5mV,f=1kHz的正弦信号，在开环(无反馈)和闭环(有反馈)两种状态下，分别测量输出电压Vo和Vof。记录数据，计算反馈深度，填于表2.6.2中。下一页返回实验内容3.负反馈对失真的改善作用(1)将图电路开环，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，观察输出情况，并适当增加Vi幅度，使输出幅度接近开环时失真波形幅度。(3)若Rf=3kΩ不变，但RF接入T1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。上一页返回实验报告(1)整理实验数据，根据实验内容要求画出相应波形和曲线。(2)对所测试数据进行分析，总结负反馈对放大器的影响，得出相应结论。(3)回答预习要求的问题。返回预习要求(1)负反馈放大电路的反馈深度|1+AF|决定了电路性能的改善程度，但是否是反馈深度越大越好?为什么?(2)负反馈对放大电路的非线性失真有何影响?(3)电路中晶体管ß值为200，计算该放大电路开环和闭环电压放大倍数。返回图2.6.1负反馈放大器返回表2.6.1静态工作点测量数据返回表2.6.2放大倍数测量数据返回实验7集成运算放大器指标测试实验目的实验仪器实验原理实验内容实验报告预习要求实验目的、实验仪器实验目的(1)掌握运算放大器主要指标的测试方法。(2)通过对运算放大器uA741/OP07指标的测试，了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。实验仪器(1)信号发生器。(2)双踪示波器。(3)万用电表。(4)TPE-DG1实验箱。(5)晶体管毫安级电压表。返回实验原理集成运算放大器(以下简称集成运放)是一种线性集成电路，和其他半导体器件一样，它是用一些性能指标来衡量其质量的优劣。为了正确使用集成运放，就必须了解它的主要参数指标。集成运放组件的各项指标通常是由专用仪器进行测试的，这里介绍的是一种简易测试方法。本实验采用的集成运放型号为uA741(或opo7)，引脚排列如图2.7.1所示，它是八脚双列直插式组件，2脚和3脚为反相和同相输入端;6脚为输出端;7脚和4脚为正、负电源端;1脚和5脚为失调调零端，1,5脚之间可接入一只几十千欧的电位器并将滑动触头接到负电源端;8脚为空脚。下一页返回1.uA741主要指标侧试(1)输入失调电压vo理想运放组件，当输入信号为零时，其输出也为零。但是即使是最优质的集成组件，由于运放内部差动输入级参数的不完全对称，输出电压往往不为零。这种零输入时输出不为零的现象称为集成运放的失调。输入失调电压Vos是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。失调电压测试电路如图2.7.2所示。闭合开关K1及K2，使电阻RH短接，测量此时的输出电压Vo1即为输出失调电压，则输入失调电压为实验原理上一页下一页返回实验原理(2)输入失调电流h。输入失调电流h是指当输入信号为零时，运放的两个输入端的基极偏置电流之差，即输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级两个晶体管ß的失配度，由于IB1,IB2本身的数值已很小(微安级)，因此它们的差值通常不是直接测量的。上一页下一页返回实验原理测试分两步进行:1)闭合开关K1及K2，在低输入电阻下，测出输出电压Vo1，如前所述，这是由输入失调电压Vos所引起的输出电压。2)断开K1及K2，两个输入电阻RB接入，由于RB阻值较大，流经它们的输入电流的差异，将变成输入电压的差异，因此，也会影响输出电压的大小。测出两个电阻RB。接入时的输出电压Vo2，若从中扣除输入失调电压艺的影响，则输入失调电流为上一页下一页返回实验原理(3)开环差模放大倍数Aud。集成运放在没有外部反馈时的直流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数，用Aud表示。它定义为开环输出电压Vo与两个差分输入端之间所加信号电压Vid之比为Aud的测试方法很多，现采用交、直流同时闭环的测试方法，如图2.7.3所示上一页下一页返回实验原理被测运放一方面通过RF，R1，R2完成直流闭环，以抑制输出电压漂移，另一方面通过RF和Rs实现交流闭环，外加信号us经R1、R2分压，使uid足够小，以保证运放工作在线性区。同相输入端电阻R2应与反相输入端电阻R相匹配，以减小输入偏置电流的影响，电容C为隔直电容。被测运放的开环电压放大倍数为通常低增益运放Aud约为60一70dB，中增益运放约为80dB，高增益在100dB以上，可达120一140dB。上一页下一页返回实验原理(4)共模抑制比CMRR。集成运放的差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数A之比称为共模抑制比CMMR。CMRR的测试电路如图2.7.4所示。上一页下一页返回实验原理集成运放工作在闭环状态下的差模电压放大倍数为当接入共模输入信号Vic时，测得Voc，则共模电压放大倍数为得共模抑制比上一页下一页返回实验原理(5)共模输入电压范围Vicm。集成运放所能承受的最大共模电压称为共模输入电压范围，超出这个范围，运放的CMRR会大大下降，输出波形产生失真，有些运放还会出现“自锁”现象以及永久性的损坏。(6)输出电压最大动态范围VODD。集成运放的动态范围与电源电压、外接负载及信号源频率有关。测试电路如图2.7.6所示。改变uo幅度，观察uo削顶失真开始时刻，从而确定uo的不失真范围，这就是运放在某一定电源电压下可能输出的电压峰一峰值VODD。上一页下一页返回2.集成运放在使用时应考虑的一些问题(1)输入信号选用交、直流量均可，但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频响特性和输出幅度的限制。(2)调零。为提高运算精度，在运算前,应首先对直流输出电位进行调零，即保证输入为零时，输出也为零。当运放有外接调零端子时，可按组件要求接入调零电位器Rw,调零时，将输入端接地，调零端接入电位器Rw，用直流电压表测量输出电压V0，细心调节Rw，使V0为零(即调失电压为零)。如运放没有调零端子，若要调零，可按图2.7.7所示电路进行调零。实验原理上一页下一页返回一个运放如不能调零，大致有以下原因:①组件正常，接线有错误。②组件正常，但负反馈不够强，为此可将凡短路，观察是否能调零。③组件正常，但由于它所允许的共模输入电压太低，可能出现自锁现象，因而不能调零。为此可将电源断开后，再重新接通，如能恢复正常，则属于这种情况。④组件正常，但电路有自激现象，应进行消振。⑤组件内部损坏，应更换好的集成块。实验原理上一页下一页返回(3)消振。一个集成运放自激时，表现为即使输入信号为零，亦会有输出，使各种运算功能无法实现，严重时还会损坏器件。在实验中，可用示波器监视输出波形。为消除运放的自激，常采用如下措施:①若运放有相位补偿端子，可利用外接凡:补偿电路，产品手册中有补偿电路及元件参数提供。②电路布线、元器件布局应尽量减少分布电容。③在正、负电源进线与地之间接上几十微法的电解电容和0.01一0.1uF的陶瓷电容相并联以减小电源引线的影响。实验原理上一页返回实验内容实验前看清运放管脚排列及电源电压极性和数值，切忌正、负电源接反。1)测量输入失调电压Vos。连接实验电路，闭合开关K1K2。用直流电压表测量输出端电压Vo1，并计算Vos。记入表2.7.1(2)测量输入失调电流I。记入表2.7。1下一页返回实验内容(3)测量开环差模电压放大倍数Aud。连接实验电路，运放输入端加频率100Hz，大小约30~50mV正弦信号，用示波器监视输出波形。用交流毫安级电压表测量Vo和Vi，并计算Aud。记入表2.7.1(4)测量共模抑制比CMRR。连接实验电路，运放输入端加f=100Hz,Vic=1~2V正弦信号，监视输出波形。测量Voc和Vic，计算Ac及CMRR。(5)测量共模输入电压范围Vicm,及输出电压最大动态范围VODD。自拟实验步骤及方法。上一页返回实验报告1)将所测得的数据与典型值进行比较。2)对实验结果及实验中碰到的问题进行分析、讨论。返回预习要求(1)查阅uA741/OP07典型指标数据及管脚功能。(2)测量输入失调参数时，为什么运放反相及同相输入端的电阻要精选，以保证严格对称?(3)测量输入失调参数时，为什么要将运放调零端开路，而在进行其他测试时，则要求对输出电压进行调零?(4)测试信号的频率选取的原则是什么?返回图2.7.1UA741管脚图返回图2.7.2U，I测试电路返回图2.7.3Aud测试电路返回图2.7.4CMRR的测试电路返回图2.7.6Voes测试电路返回图2.7.7调零电路返回表2.7.1输入失调电流测量数据返回实验8集成运算放大器的运算应用研究实验目的实验仪器实验原理实验内容实验报告预习要求实验目的、实验仪器【实验目的】(1)进一步理解集成运放的基本特性。(2)熟练掌握集成运放的正确使用方法。(3)应用正弦测试方法和示波器测量技术对运放的运算关系进行研究。【实验仪器】(1)信号发生器。(2)双踪示波器。(3)万用电表。(4)TPE-DG1实验箱。返回实验原理1.加法器实现模拟信号按比例进行代数相加是信号运算中经常遇到的一个问题。完成这一运算有反相加法器和同相加法器电路。图2.8.1所示为反相加法器电路，2个模拟信号Vi1…Vin,分别通过电阻R1，…Rn，加到运放的反相输入端，这时输出电压为若R1=R2=…….Rn,则上式可简化为

下一页返回实验原理图2.8.2所示为同相加法器，这时可利用叠加原理，先求得输入信号在同相输入端的信号，然后按同相放大求出输出电压。对该电路输出电压为2.减法器减法器实际上就是差动放大电路，是集成运放在两个输入端同时输入信号的情况下，在输出端得到两个模拟相减的信号，电路如图2.8.3所示。上一页下一页返回实验原理3.积分器。积分电路2.8.4所示，积分电压：为减小输出端的直流漂移，可将RF与C并联，成为反相比例积分器电路。如图2.8.5，其传递函数为上一页下一页返回实验原理4.微分器微分运算是积分运算的逆运算。图2.8.6所示是基本微分运算电路，其输出电压为当输入信号Vi（t）是三角波时，则输出Vo（t）是矩形波。此电路高频增益极大，易引入高频干扰和自激，故在C端串入一小电阻R1使高频放大倍数固定为Avf=Rf/R1,这种电路为比例微分器，如图2·8·6所示·上一页返回实验内容1.加法运算(1)反相加法运算。1)连接电路，测试输出电压Vo，记录数据于表2.8.1中，分析测试结果。2)连接电路，按照表2.8.2的要求输入信号，用示波器测量输出信号，用坐标纸正确描绘输出波形。(2)同相加法器。连接电路，计算Vo，测试输出电压Vo，画出输出波形，记录于表2.8.3中，分析测试结果。2.减法运算(差动运算)连接电路，取R1=R2=2kΩ,R3=Rf=20kΩ，完成表2.8.4的测量.下一页返回实验内容3.积分运算,将电路按图2.8.5所示连接成比例积分器，设置输入信号Vi(t)为周期T=O.5ms,峰一峰值VD-D=2v,占空比50%的方波。观测输入、输出波形，在同一坐标系上定量画出Vi（t），Vo（t）的波形，并分析结果4.微分运算(1)按图2.8.6(b)连接电路，设置输入信号Vi（t）为周期T=0.25ms,峰一峰值VD-D=2V的三角波，观测输入、输出波形，在同一坐标系上定量画Vi（t），Vo（t）波形，并分析结果。(2)改变元件参数，设置输入信号Vi（t）为周期T=10ms,峰一峰值VD-D=2V的三角波，观测并记录输入、输出波形。上一页返回实验报告(1)整理实验数据，认真描绘相关波形。(2)将实验结果与理论计算值比较，并分析误差产生的原因。(3)回答预习要求的问题。返回预习要求(1)反相积分器为什么要在负反馈支路上并联一个大电阻?输入信号的频率与此电阻有无关系?(2)反相加法器中，当n=4且四个输入量按Vi1:Vi2:Vi3:Vi4=4:3:2:1组合，并分别为有、无，若Vi4=0.1V,Avf均为1。试问:Vo的变化范围是多少?如何实现这个电路?返回图2.8.1反相加法器返回图2.8.2同相加法器返回图2.8.3减法器电路返回图2.8.4反相积分器返回图2.8.5比例积分器返回图2.8.6微分器返回表2.8.1反相加法运算测量数据（一）返回表2.8.1反相加法运算测量数据（二）返回表2.8.3同相加法器测量数据返回表2.8.4减法运算测量数据返回实验9波形发生电路实验目的实验仪器实验内容实验报告预习要求实验目的、实验仪器【实验目的】(1)掌握波形发生电路的特点和分析方法(2)熟悉波形发生电路设计方法。【实验仪器】(1)信号发生器。(2)双踪示波器。(3)万用电表。(4)TPE-DG1实验箱。返回实验内容1.方波发生电路实验电路如图2.9.1所示，双向稳压管稳压值一般为5一6V.(1)按电路图接线，观察Vc,Vo波形及频率，与预习比较。(2)分别测出R=10kΩ,110kΩ时的频率，输出幅值，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讲行条件实验并观测之。下一页返回实验内容2.占空比可调的矩形波发生电路实验电路如图2.9.2所示。(1)按图接线，观察并测量电路的振荡频率、幅值及占空比。(2)若要使占空比更大，考虑应如何选择电路参数并用实验验证。3.三角波发生电路实验电路如图2.9.3所示。(1)按图接线，分别观测1及2的波形并记录。(2)考虑如何改变输出波形的频率。按预习方案分别实验并记录。上一页下一页返回实验内容4.锯齿波发生电路实验电路如图2.9.4所示。（1）按图接线，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。上一页返回实验报告(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?(4)将实验结果与理论计算值比较，并分析误差产生的原因。返回预习要求(1)分析图2.9.1电路的工作原理，定性画出Vo和Vc波形。(2)若图2.9.1电路R=10kΩ，计算Vo的频率。(3)图2.9.2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)图2.9.3电路中，如何改变输出频率?设计两种方案并画图表示。(5)图2.9.4电路中如何连续改变振荡频率?画出电路图。返回图2.9.1方波发生电路返回图2.9.2占空比可调的矩形波发生电路返回图2.9.3三角波发生电路返回图2.9.4锯齿波发生电路返回实验10波形发生器设计与调试实验目的实验仪器实验原理电路调试实验内容实验报告预习要求实验目的、实验仪器【实验目的】(1)学习用集成运算放大器构成正弦波、方波和三角波发生器。(2)学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。【实验仪器】(1)信号发生器。(2)双踪示波器。(3)万用电表。(4)TPE-DG1实验箱。返回实验原理本系统采用的是主要由集成运算放大器组成正弦波一方波一三角波波形发生器.其原理框图如图2.10.1所示。1.RC桥式正弦波振荡器正弦波振荡器原理如图2.10.2所示。RC串并联电路构成正反馈支路，同时兼做选频网络，R1,R2,Rp及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。电路的振荡频率起振的幅值条件下一页返回实验原理2.方波一三角波发生器三角波、方波发生器电路如图2.10.3所示，将正弦波Vo2馈送至运算放大器A1的反相输入端，A1构成方波发生器。输出方波经由电阻R1,R2分压馈送至A1的同相端，输出的方波经反相积分器A2积分后可得到三角波。上一页返回电路调试按照设计电路原理图进行连接，并进行电路调试。(1)通电准备。打开电源之前，先按照系统原理图检查电路的连接情况，然后接通电源，用万用表检查板上各点的电源电压值，确认正确之后再关掉电源，插上集成块。(2)单元电路检测。1)RC桥式正弦波振荡器。调节电位器RP，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件并改善波形。利用两个反向并联二极管V1及V2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。V1,V2采用硅管(温度稳定性好)，且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。改变选频网络的参数C或R，即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换，而调节R只作量程内的频率细调。下一页返回(2)方波一三角波发生器。由于比较器A1与积分器A2组成正反馈闭环电路，同时输出方波与三角波，故这两个单元电路可以同时安装。需要注意的是，在安装电位器RP1与RP2二之前，要先将其调整到设计值，否则电路可能会不起振。如果电路接线正确，则在接通电源后，A1的输出VO2为方波，A2的输出vo2为三角波，微调RP1，使三角波的输出幅度满足设计指标要求，调节RP2，则输出频率连续可变。(3)整体调试测试。主要测试电路的性能指标是否达到设计要求。电路调试上一页返回实验内容设计一个多功能函数信号发生器，要求:(1)输出波形为:正弦波、方波、三角波。(2)频率范围为:波段。1~10Hz,10一100Hz,100~1kHz,1~10kHz等4个波段。(3)输出电压:波形的峰一峰值为l0V且连续可调。返回实验报告(1)系统概述。针对实验内容提出两种设计方案并进行方案比较;对选取的方案作可行性论证;画出系统框图，介绍设计思路及工作原理。(2)电路设计与分析。介绍各单元电路的选型、工作原理、指标考虑及计算元件参数、提出型号。电路优化、仿真结果及是否需要改进、改进的方法。(3)电路的调试与测试。介绍测量仪器的名称、型号及测量数据的图表和果分析;介绍测试方法;介绍调试过程中的技术问题、记录现象、波形及分析原因和解决、方法及效果。(4)设计结束后，学生提交个人心得体会，对设计型综合实验的内容、方法、手段、效果进行全面评价，并提出改进的意见和建议。返回预习要求(1)根据任务要求，设计实验电路，列出元器件清单，设计调试测试步骤。(2)三角波的输出幅度是否可以超过方波的幅度?如果正负电源电压不等，输出波形如何?用差分放大器实现三角波到正弦波的变换，有何优缺点?返回图2.10.1函数发生器原理返回图2.10.2正弦波振荡器原理图返回图2.10.3三角波、方波发生器电路返回实验11功率放大器设计与测试实验目的实验仪器实验原理实验内容实验报告预习要求实验目的、实验仪器【实验目的】(1)了解集成功率放大器的特点及应用。(2)了解集成功放块LA4102的工作原理与使用。(3)掌握功率放大器性能参数的测试方法。【实验仪器】(1)信号发生器。(2)双踪示波器。(3)万用电表。(4)TPE-DG1实验箱。返回实验原理功率放大器与电压放大器所要完成的任务是不同的，电压放大器的主要要求是负载得到不失真的电压信号，讨论的主要指标是电压放大倍数、输入和输出电阻等，输出功率并不一定大，而功率放大器则不同，它的主要要求是获得不失真或较小失真的输出功率，讨论的主要指标是输出功率和电源提供的功率。功率放大器要求输出功率大，因此，电源消耗的功率也大，就存在效益指标的问题。由于功率放大器工作于大信号，使晶体管工作于非线性区，因此非线性失真、晶体管功耗、散热、直流电源功率的转换效率等都是功放中的特殊问题。下一页返回实验原理1.LA4102集成功放电路工作原理LA4102功放具有集成运放的结构特点，由输入级、中间级和输出级三部分组成，其内部电路如图2.11.1所示。输入级由VT1,VT2组成差动电路，用以减小温漂，提高输入阻抗和减小噪声。VT3，R4，R5及VT5组成分压网络，一方面为VT1提供静态偏置电压，另一方面为VT5，VT6组成的镜像‘巨流源提供参考电流。VT4，VT7组成两级电压放大器，具有较高的电压增益。VT8,VT14组成的PNP型复合管与VT12,VT13组成的NPN型复合管共同构成互补对称推挽输出电路。R9、VT9~VT11为电平移动电路，给末级功放提供合适的静态偏置。R11接于输出端和VT2的基极之间，构成很深的直流负反馈，可以稳定静态工作点，提高共模抑制比。此集成功放采用单电源供电方式接成OTL电路形式，也可以采用正负双电源供电方式(将3脚接负电源)接成OCL电路形式。上一页下一页返回实验原理LA4102集成功放放大器主要技术指标电源电压:9V静态电流:20mA输入电阻:20kΩ电压增益:50dB输出功率:2w频率响应:90~20kHzLA4102集成功放的封装形式及外引线图如图2.11.2所示。上一页返回实验内容实验电路如图2.11.3所示，其外围电路元器件的作用如下:C1(10uF):输入耦合电容。C10(470uF):输出耦合电容。C6(100uF):电源去耦电容。C3、C4(510pF):消振电容。C5(220uF）:滤波电容，使T1,T2静态工作点更稳定。C9(220uF):前级放大电路电源去耦电容。C8(100uF):自举电容，扩展输出信号动态范围。