模擬電子實(shí)驗(yàn)

1、模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)課程考核辦法,預(yù)習(xí) 20% 考勤 10% 過(guò)程 50% 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 20% 提醒：實(shí)驗(yàn)課程掛科的需要跟下一學(xué)年的重新修,目 錄,實(shí)驗(yàn)一 常用電子儀器的使用練習(xí) 實(shí)驗(yàn)二 半波整流，橋式整流與電容濾波電路的研究 實(shí)驗(yàn)三 單級(jí)低頻放大器 實(shí)驗(yàn)四 多級(jí)低頻放大電路和負(fù)反饋的設(shè)計(jì)與測(cè)試 實(shí)驗(yàn)五 集成運(yùn)算放大器線性應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)六 集成功率放大器 實(shí)驗(yàn)七 波形發(fā)生器 實(shí)驗(yàn)八 電子電路的仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)一 常用儀器儀表使用,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.學(xué)習(xí)電子電路實(shí)驗(yàn)中常用的電子儀器示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、萬(wàn)用表等的主要技術(shù)指標(biāo)、性能及正確使用方法。 2.電阻、電容、二極管、三極管等常用元

2、器件的識(shí)別與檢測(cè)。 3.初步掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號(hào)波形和讀取波形參數(shù)的方法,二、實(shí)驗(yàn)原理 在模擬電子電路實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表及頻率計(jì)等。它們和萬(wàn)用電表一起，可以完成對(duì)模擬電子電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況的測(cè)試。 實(shí)驗(yàn)中要對(duì)各種電子儀器進(jìn)行綜合使用，可按照信號(hào)流向，以連線簡(jiǎn)捷，調(diào)節(jié)順手，觀察與讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局，各儀器與被測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置之間的布局與連接如圖11所示,圖11 模擬電子電路中常用電子儀器布局圖,常用電子儀器的介紹如下： 測(cè)量?jī)x器 特點(diǎn)：吸收物理量，具有輸入電阻， 可將輸入短路調(diào)“零”。 電路實(shí)驗(yàn)中常用的測(cè)量?jī)x器有：示波 器

3、、數(shù)字交流毫伏表、萬(wàn)用表。 1、示波器 在電子技術(shù)領(lǐng)域中，電信號(hào)波形的觀察和測(cè)量是一項(xiàng)很重要的內(nèi)容，而示波器就是完成這個(gè)任務(wù)的一種很好的測(cè)試儀器。示波器是一種用途很廣的電子測(cè)量?jī)x器，它既能直接顯示電信號(hào)的波形，又能對(duì)電信號(hào)進(jìn)行各種參數(shù)的測(cè)量,2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號(hào)波形。輸出電壓最大可達(dá)20V通過(guò)輸出衰減開(kāi)關(guān)和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級(jí)到伏級(jí)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率可以通過(guò)頻率分檔開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，它的輸出端不允許短路,3、雙路直流穩(wěn)壓電源 源（包括交流源和直流源） 特點(diǎn)：具有物理量輸出，有一

4、定內(nèi)阻,輸出端不能短路。 直流穩(wěn)壓電源是常用輸出直流電壓的電源裝置。 接通電源，指示燈亮。預(yù)熱 5 分鐘后即可使用。如做精密測(cè)量需預(yù)熱半小時(shí)。接通穩(wěn)壓電源輸出與負(fù)載，注意“”、“”極不要接錯(cuò)，此時(shí)電流表指出流過(guò)負(fù)載的電流,4、萬(wàn)用表,功能：可測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電流、交流電壓、電阻等，有的還可以測(cè)交流電流、電容量、電感量及半導(dǎo)體的一些參數(shù),三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件的使用介紹 1、 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 2、 數(shù)字存儲(chǔ)示波 3、 雙路直流穩(wěn)壓電源 4、 萬(wàn)用表,學(xué)習(xí)儀器使用的一般步驟,儀器名稱和型號(hào) 功能和特點(diǎn) 使用條件、范圍 各開(kāi)關(guān)、按鍵、旋鈕的位置作用 操作方法 注意事項(xiàng),信號(hào)發(fā)生器,功能：能輸

5、出一定幅度、頻率下的多種 信號(hào)波形。 輸出參數(shù)：電壓、頻率有一定范圍。 參數(shù)調(diào)整：根據(jù)需要選擇輸出電壓 幅度、頻率范圍。 使用注意事項(xiàng)：輸出端不允許短路,Mod,Store/Recall,Sweep 掃頻,Utility 輔助功能,Burst 串,Help,顯示屏,旋鈕,方向鍵,數(shù)字鍵盤,輸出控制,觸發(fā)控制/頻率計(jì)自動(dòng)設(shè)置,主輸出,同步傳輸/頻率計(jì)輸入,波形選擇鍵,開(kāi)關(guān),菜單操作鍵,圖形/文本鍵,DG1011函數(shù)/任意波形發(fā)生器前面板操作說(shuō)明圖,使用實(shí)例,例一：輸出正弦波 如何輸出一個(gè)頻率為20kHz，幅值為2.5Vp-p，偏移量為0Vdc的正弦波。 操作步驟： 1.設(shè)置頻率值 (1)按sin

6、e按頻率/周期軟件切換，軟鍵菜單頻率反色顯示； (2)在數(shù)字鍵盤輸入“20”，選擇單位“KHz”,設(shè)置頻率為20KHz。 2.設(shè)置幅度值 (1)按幅值/高電平軟件切換，軟鍵菜單幅值反色顯示； (2)在數(shù)字鍵盤輸入“2.5”，選擇單位“Vp-p”,設(shè)置幅值為2.5Vp-p。 3.設(shè)置偏移量 (1)按偏移/低電平軟鍵切換，軟鍵菜單偏移反色顯示； (2)在數(shù)字鍵盤輸入“0”，選擇單位“Vdc”,設(shè)置偏移量為0Vdc,輸出方波波形,如何輸出一個(gè)頻率為1MHz，幅值為2.0Vp-p，偏移量為1Vdc，占空比為30%的方波波形。 操作步驟： 1.設(shè)置頻率值 (1)按square頻率/周期軟鍵切換，軟鍵菜單

7、頻率反色顯示； (2)在數(shù)字鍵盤輸入“1”，選擇單位“MHz”，設(shè)置頻率為1MHz。 2.設(shè)置幅度值 (1)按幅值/高電平軟件切換，軟鍵菜單幅值反色顯示； (2)在數(shù)字鍵盤輸入“2”，選擇單位“Vp-p”,設(shè)置幅值為2Vp-p。 3.設(shè)置偏移量 (1)按偏移/低電平軟鍵切換，軟鍵菜單偏移反色顯示； (2)在數(shù)字鍵盤輸入“1”，選擇單位“Vdc”,設(shè)置偏移量為1Vdc. 4.設(shè)置占空比 (1)按占空比，軟鍵菜單占空比反色顯示； (2)在數(shù)字鍵盤輸入“30”，選擇單位“%”,設(shè)置占空比為30,使用Burst按鍵，可以產(chǎn)生正弦波、方波、鋸齒波、脈沖波或任意波形的脈沖串波形輸出。注：脈沖串：輸出具有制

8、定循環(huán)數(shù)目的波形 使用Store/Recall按鍵，存儲(chǔ)或調(diào)出波形數(shù)據(jù)和配置信息。 使用Help按鍵，查看幫助信息列表。 獲得任意鍵幫助：要獲得任何前面板按鍵或菜單按鍵的上下文幫助信息，按下并按住該按鍵1秒，顯示相關(guān)幫助信息,示 波 器,功能： 能測(cè)量電信號(hào)的幅度、周期、 頻率、相位等。 注意事項(xiàng)：被測(cè)信號(hào)的電壓不能超過(guò)允許范圍,顯示屏,開(kāi)關(guān),菜單操作鍵,MEASURE,CURSOR,ACQURE,DISPLAY,UTILITY,STORAGE,立即執(zhí)行鍵,外觸發(fā)輸入,被測(cè)信號(hào)輸入,探頭補(bǔ)償器,垂直控制,水平控制,觸發(fā)控制,DS5022M示波器前面板操作說(shuō)明圖,常用功能鍵,MEASURE：自動(dòng)

9、測(cè)量功能按鍵。 ACQURE：采樣設(shè)置按鈕。 STORACE：存儲(chǔ)系統(tǒng)的功能按鍵。（恢復(fù)出廠設(shè)置） CURSOR：光標(biāo)測(cè)量功能按鍵。 DISPLAY：采樣系統(tǒng)的功能按鍵。 UTILITY：輔助系統(tǒng)功能按鍵,使用實(shí)例,例一：測(cè)量簡(jiǎn)單信號(hào) 觀測(cè)電路中一未知信號(hào)，迅速顯示和測(cè)量信號(hào)的頻率和峰峰值。 1.迅速顯示信號(hào)的操作步驟： （1）將通道1的探頭連接到電路被測(cè)點(diǎn)。 （2）按下AUTO（自動(dòng)設(shè)置）按鈕,2.進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量,1）測(cè)量峰峰值 （2）測(cè)量頻率 注：使用MEASURE按鈕,例二：應(yīng)用光標(biāo)測(cè)量,測(cè)量正弦信號(hào)的頻率和幅值 注：使用CURSOR按鈕、垂直POSITION旋鈕和水平POSITION旋鈕

10、,直流穩(wěn)壓電源,功 能：對(duì)外提供穩(wěn)定的直流電量。 技術(shù)指標(biāo)：輸出電壓（電流）范圍等。 正確使用：輸出的連接及所需量的調(diào)整。 注意事項(xiàng)： 輸出端不允許短路。 如何同時(shí)輸出正負(fù)5伏電壓,萬(wàn)用表由表頭、測(cè)量電路及轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等三個(gè)主要部分組成 。 （1）熟悉表盤上各符號(hào)的意義及各個(gè)旋鈕和選擇開(kāi)關(guān)的主要作用。 （2）進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。 （3）根據(jù)被測(cè)量的種類及大小，選擇轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的擋位及量程，找出對(duì)應(yīng)的刻度線。 （4）選擇表筆插孔的位置。 （5）測(cè)量電壓 （6）測(cè)電流 （7）測(cè)電阻,萬(wàn)用表,四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、按圖 1-2 連接線路。 調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出頻率分別為100Hz、1KHz、10KHz、

11、100KHz，峰均為1V的正弦波信號(hào)。 2、用數(shù)字萬(wàn)用表交流電壓擋測(cè)量函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓值記入表 1-1,圖 1 -2,3、用示波器觀察函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓波形，讀取信號(hào)的有關(guān)參數(shù)，按表1-1 要求讀取數(shù)據(jù)填入表中,表1-1,五、預(yù)習(xí)思考題 什么叫正弦波的有效值？什么叫正弦波的峰值？萬(wàn)用表測(cè)出的是正弦波的什么值,七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1、認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并填寫(xiě)相應(yīng)表格。 2、分析測(cè)量結(jié)果與理論值的誤差，討論其原因。 3、回答思考題,實(shí)驗(yàn)二 半波整流，橋式整流與電容濾波電 路的研究,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、 熟練掌握半波整流、橋式整流與電容濾波電路的工作原理 2、 掌握各個(gè)電路的波形圖,二、實(shí)驗(yàn)

12、原理 1.半波整流電路 圖(1)是一種最簡(jiǎn)單的整流電路。它由電源變壓器B 、整流二極管D 和負(fù)載電阻Rfz ，組成。變壓器把市電電壓（在此用5v、50Hz的正弦波替代由220v變換為所需要的交變電壓E2），D再把交流電變換為脈動(dòng)直流電,下面從右圖(2)的波形圖上看著二極管是怎樣整流的。 變壓器次級(jí)電壓E2 ，是一個(gè)方向和大小都隨時(shí)間變化的正弦波電壓，它的波形如圖(2)(a)所示。在0時(shí)間內(nèi)，E2 為正半周即變壓器上端為正下端為負(fù)。此時(shí)二極管承受正向電壓面導(dǎo)通，E2 通過(guò)它加在負(fù)載電阻Rfz上，在2 時(shí)間內(nèi)，E2 為負(fù)半周，變壓器次級(jí)下端為正，上端為負(fù)。這時(shí)D 承受反向電壓，不導(dǎo)通，Rfz，上無(wú)

13、電壓。在23 時(shí)間內(nèi)，重復(fù)0 時(shí)間的過(guò)程，而在34時(shí)間內(nèi)，又重復(fù)2時(shí)間的過(guò)程這樣反復(fù)下去，交流電的負(fù)半周就被削掉了，只有正半周通過(guò)Rfz，在Rfz上獲得了一個(gè)單一右向（上正下負(fù)）的電壓，如圖2（b）所示，達(dá)到了整流的目的，但是，負(fù)載電壓Usc 。以及負(fù)載電流的大小還隨時(shí)間而變化，因此，通常稱它為脈動(dòng)直流。 這種除去半周、圖下半周的整流方法，叫半波整流。不難看出，半波整說(shuō)是以犧牲一半交流為代價(jià)而換取整流效果的，電流利率很低（計(jì)算表明，整流得出的半波電壓在個(gè)周期內(nèi)的平均值，即負(fù)載上的直流電壓Usc =0.45E2 ）因此常用在高電壓、小電流的場(chǎng)合，而在一般無(wú)線電裝置中很少采用,2、全波整流電路 如

14、果把整流電路的結(jié)構(gòu)作一些調(diào)整，可以得到一種能充分利用電能的全波整流電路。圖（3）是全波整流電路的電原理圖。 全波整流電路，可以看作是由兩個(gè)半波整流電路組合成的。變壓器次級(jí)線圈中間需要引出一個(gè)抽頭，把次組線圈分成兩個(gè)對(duì)稱的繞組，從而引出大小相等但極性相反的兩個(gè)電壓E2a 、E2b ，構(gòu)成E2a、D1、Rfz與E2b、D2 、Rfz ，兩個(gè)通電回路,全波整流電路的工作原理，可用圖（4) 所示的波形圖說(shuō)明。在0間內(nèi)，E2a對(duì)D1為正向電壓，D1 導(dǎo)通，在Rfz 上得到上正下負(fù)的電壓；E2b對(duì)D2 為反向電壓， D2 不導(dǎo)通,見(jiàn)圖（4b)。在-2時(shí)間內(nèi)，E2b 對(duì)D2 為正向電壓，D2 導(dǎo)通，在Rfz

15、 上得到的仍然是上正下負(fù)的電壓；E2a 對(duì)D1 為反向電壓，D1 不導(dǎo)通,見(jiàn)圖（4C）。如此反復(fù)，由于兩個(gè)整流元件D1 、D2 輪流導(dǎo)電，結(jié)果負(fù)載電阻Rfz 上在正、負(fù)兩個(gè)半周作用期間，都有同一方向的電流通過(guò)，如圖（4）所示的那樣，因此稱為全波整流，全波整流不僅利用了正半周，而且還巧妙地利用了負(fù)半周，從而大大地提高了整流效率（Usc 0.9E2，比半波整流時(shí)大一倍）。 圖（3）所示的全波整濾電路，需要變壓器有一個(gè)使兩端對(duì)稱的次級(jí)中心抽頭，這給制作上帶來(lái)很多的麻煩。另外，這種電路中，每只整流二極管承受的最大反向電壓，是變壓器次級(jí)電壓最大值的兩倍，因此需用能承受較高電壓的二極管,3、橋式整流電路

16、橋式整流電路是使用最多的一種整流電路。這種電路，只要增加兩只二極管口連接成橋式結(jié)構(gòu)，便具有全波整流電路的優(yōu)點(diǎn)，而同時(shí)在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)。橋式整流電路的工作原理如下：E2 為正半周時(shí)，對(duì)D1 、D3 和方向電壓，Dl，D3 導(dǎo)通；對(duì)D2 、D4 加反向電壓，D2 、D4 截止，電路中構(gòu)成E2 、D1、Rfz 、D3 通電回路，在Rfz ，上形成上正下負(fù)的半波整洗電壓，如圖（6A）； E2 為負(fù)半周時(shí)，對(duì)D2 、D4 加正向電壓，D2 、D4 導(dǎo)通；對(duì)D1 、D3 加反向電壓，D1 、D3 截止。電路中構(gòu)成E2 、D2 Rfz 、D4 通電回路，同樣在Rfz 上形成上正下負(fù)的另外半波的整流

17、電壓，如圖（6B）。 如此重復(fù)下去，結(jié)果在Rfz ，上便得到全波整流電壓。其波形圖和全波整流波形圖是一樣的。從圖（6A）和（6B）中還不難看出，橋式電路中每只二極管承受的反向電壓等于變壓器次級(jí)電壓的最大值，比全波整洗電路小一半,4.電容濾波電路,1）空載時(shí)的情況 當(dāng)電路采用電容濾波，輸出端空載，如圖7(a)所示，設(shè)初始時(shí)電容電壓uC為零。接入電源后，當(dāng)u2在正半周時(shí)，通過(guò)D1、D3向電容器C充電；當(dāng)在u2的負(fù)半周時(shí)，通過(guò)D2、D4向電容器C充電，充電時(shí)間常數(shù)為,圖（7） 空載時(shí)橋式整流電容濾波電路,式中Rint 包括變壓器副邊繞組的直流電阻和二極管的正向?qū)娮?。由?一般很小，電容器很快就充

18、到交流電壓u2的最大值，如波形圖（7）的時(shí)刻。此后，u2開(kāi)始下降，由于電路輸出端沒(méi)接負(fù)載，電容器沒(méi)有放電回路，所以電容電壓值uC不變，此時(shí)，uCu2，二極管兩端承受反向電壓，處于截止?fàn)顟B(tài)，電路的輸出電壓 電路輸出維持一個(gè)恒定值。實(shí)際上電路總要帶一定的負(fù)載，有負(fù)載的情況如下,2）帶載時(shí)的情況 圖（8）給出了電容濾波電路在帶電阻負(fù)載后的工作情況。接通交流電源后，二極管導(dǎo)通，整流電源同時(shí)向電容充電和向負(fù)載提供電流,輸出電壓的波形是正弦形。在時(shí)刻，即達(dá)到u2 90峰值時(shí)，u2開(kāi)始以正弦規(guī)律下降，此時(shí)二極管是否關(guān)斷，取決于二極管承受的是正向電壓還是反向電壓。 先設(shè)達(dá)到90后，二極管關(guān)斷，那么只有濾波電容

19、以指數(shù)規(guī)律向負(fù)載放電，從而維持一定的負(fù)載電流。但是90后指數(shù)規(guī)律下降的速率快，而正弦波下降的速率小，所以超過(guò)90以后有一段時(shí)間二極管仍然承受正向電壓，二極管導(dǎo)通。隨著u2的下降，正弦波的下降速率越來(lái)越快，uC 的下降速率越來(lái)越慢。所以在超過(guò)90后的某一點(diǎn)，例如圖5(b)中的t2時(shí)刻，二極管開(kāi)始承受反向電壓，二極管關(guān)斷。此后只有電容器C向負(fù)載以指數(shù)規(guī)律放電的形式提供電流，直至下一個(gè)半周的正弦波來(lái)到，u2再次超過(guò)uC，如圖5(b)中的t3時(shí)刻，二極管重又導(dǎo)電。 以上過(guò)程電容器的放電時(shí)間常數(shù)為 電容濾波一般負(fù)載電流較小，可以滿足td較大的條件，所以輸出電壓波形的放電段比較平緩，紋波較小，輸出脈動(dòng)系數(shù)

20、S小，輸出平均電壓UO(AV)=1.2U2大，具有較好的濾波特性,圖（8）帶載時(shí)橋式整流濾波電路,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1、試驗(yàn)箱 2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 3、雙蹤示波器 4、萬(wàn)用表,四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、連接電路 按實(shí)驗(yàn)電路圖（1）、（5）和（7）所示正確連接電路，分別檢查無(wú)誤后輸入5v正弦信號(hào)。 2、觀察其各個(gè)輸出波形，并記錄，計(jì)算其輸出電壓的平均值,1、不要帶電接線或更換無(wú)件,五、注意事項(xiàng),實(shí)驗(yàn)三單級(jí)低頻放大器,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、 研究單級(jí)低頻小信號(hào)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的意義。 2、 掌握電路各元件對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。 3、 分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出的影響。 4、掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻

21、及最大不失真輸出電壓的測(cè)試方法,二、實(shí)驗(yàn)原理 圖31為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖。它的偏置電路采用RB1和RB2組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻RE，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)在放大器的輸入端加入輸入信號(hào)ui后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號(hào)u0，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大,圖31 共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路,在圖31電路中，當(dāng)流過(guò)偏置電阻RB1和RB2 的電流遠(yuǎn)大于晶體管T 的基極電流IB時(shí)（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算,20mv,1kHz 正弦波,UCEUCCIC（RCRE,電壓放大倍數(shù),Ri（RB1+Rp）/ RB2 / hi

22、e,RORC,輸出電阻,輸入電阻,UCEUCCIC（RCRE,由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不開(kāi)測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測(cè)量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計(jì)和裝配以后，還必須測(cè)量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，必定是理論設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法外，還必須掌握必要的測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測(cè)量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試，消除干擾與自激振蕩及放大器各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量與調(diào)試等,失真分析,截止失真,消除方法：增大VBB，即向上平移輸入回路負(fù)載線,截止失真是在輸入回路首先產(chǎn)生失真,飽和失

23、真,飽和失真,或VBB,Rc或VCC,飽和失真是輸出回路產(chǎn)生失真,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1、直流穩(wěn)壓電源 2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 3、雙蹤示波器 4、萬(wàn)用表 5、試驗(yàn)箱,四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、連接電路 按實(shí)驗(yàn)電路如圖31所示正確連接電路，檢查無(wú)誤后接通電源。 2、調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn) 接通直流電源前，先將RP調(diào)至最大， 按下函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出控制按鍵，使其無(wú)輸出。接通12V電源，測(cè)量UB、 UC 、UE、 UCEQ ，記入表31并判斷晶體管的工作狀態(tài)。 表3-1,1)RP對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 1調(diào)節(jié)Rp和輸入信號(hào)，使放大器輸出波形最大，上下對(duì)稱不失真。此時(shí)為工作點(diǎn)合適。撤去信號(hào)發(fā)生器，用萬(wàn)用表測(cè)量UB、 UC

24、、UE，并計(jì)算出IEQ。 2將信號(hào)發(fā)生器重新接入放大器輸入端，且保持輸入信號(hào)不變。將RP增大，觀察記錄波形。撤去信號(hào)發(fā)生器，用萬(wàn)用表測(cè)量UB、 UC 、UE，并計(jì)算出IEQ。 3將信號(hào)發(fā)生器重新接入放大器輸入端，且保持輸入信號(hào)不變。將RP減小，觀察記錄波形。撤去信號(hào)發(fā)生器，用萬(wàn)用表測(cè)量UB、 UC 、UE，并計(jì)算出IEQ,表2-2,2）負(fù)載電阻Rc對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 將輸入信號(hào)接入放大器，在負(fù)載電阻Rc上并聯(lián)Rc，Rc=Rc=15K，觀察并 記錄波形。撤去信號(hào)發(fā)生器，用萬(wàn)用表測(cè)量UB、 UC 、UE，并計(jì)算出IEQ將此 情況與無(wú)Rc時(shí)比較。測(cè)試后仍將Rc斷開(kāi)，恢復(fù)電路原狀,表3-3,3）電源電

25、壓Ucc對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 將輸入信號(hào)接入放大器，再將Ucc由+12V減至+6V，觀察并記錄波形。 撤去信號(hào)發(fā)生器，用萬(wàn)用表測(cè)量UB、 UC 、UE，并計(jì)算出IEQ。 此時(shí)情況與Ucc=+12V比較，測(cè)試后Ucc回復(fù)+12V,表3-4,4）、測(cè)量電壓放大倍數(shù) 將輸入信號(hào)接入放大器，用示波器觀察輸出電壓波形，在波形沒(méi)有出現(xiàn)任何失真的情況下，分別測(cè)量放大器輸入和輸出電壓，計(jì)算放大器增益AU,5）、放大器輸入電阻的測(cè)量 在輸入端串接一個(gè)已知的與Ri數(shù)量級(jí)相當(dāng)?shù)腞（10K） ，由于R的接入，在放大器輸出端會(huì)引起輸出電壓的變化，分別測(cè)出US、UI ，則可計(jì)算出其輸入電阻Ri,6）、放大器輸出電阻的測(cè)量

26、在放大器輸出端加入一個(gè)不變的信號(hào)電壓，分別測(cè)量負(fù)載電阻RL(15K)斷開(kāi)時(shí)輸出電壓Uo和RL接上時(shí)的輸出電壓UL，則,1、不要帶電接線或更換無(wú)件。 2、靜態(tài)測(cè)試時(shí)，Vi = 0；動(dòng)態(tài)測(cè)試時(shí)，要注意共地,五、注意事項(xiàng),六、預(yù)習(xí)思考題 1、怎樣測(cè)量RB2阻值？ 2、若單級(jí)放大器的輸出波形失真，應(yīng)如何解決? 3、基本共射放大器中交流負(fù)載電阻RL，對(duì)放大倍數(shù)和輸出電壓波形有何影響,七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1、注明你所完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，簡(jiǎn)述相應(yīng)的基本結(jié)論。 2、列表整理測(cè)量結(jié)果，并把實(shí)測(cè)的靜態(tài)工作點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生誤差原因。 3、討論靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)放大器輸出波形的影響。 4、分析討論在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)

27、題,實(shí) 驗(yàn) 四 多級(jí)低頻放大電路和負(fù)反饋的設(shè)計(jì)與測(cè)試,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）研究負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響（2）掌握放大器性能指標(biāo)的測(cè)量方法。（3）加深對(duì)負(fù)反饋放大器工作原理的理解,二、實(shí)驗(yàn)原理 （1）負(fù)反饋放大器的概念反饋就是把放大器輸出量（電壓或電流）的一部分或全部通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)，以一定的連接方式送回輸入端，并與輸入信號(hào)（電壓或電流）進(jìn)行比較，產(chǎn)生矯正信號(hào)，使放大器的某些性能獲得改善。反饋是進(jìn)行自動(dòng)控制的一種最基本、最重要的手段，在電子電路中應(yīng)用極為廣泛。放大器的反饋極性有正反饋和負(fù)反饋兩種。加入反饋后，放大器的凈輸入信號(hào)減小，從而使輸出信號(hào)減小，這樣的反饋稱為負(fù)反饋；反之，若使凈輸入信號(hào)增加，

28、從而使輸出信號(hào)也增加，這樣引入反饋的作用稱為正反饋。為改善放大器性能，一般采用負(fù)反饋。在放大電路中，結(jié)合反饋的極性、采樣信號(hào)及與輸入端的聯(lián)接方式可將反饋放大器分成如下四種形式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋及電流并聯(lián)負(fù)反饋。另外，從反饋信號(hào)上有直流反饋和交流反饋，直流反饋用于穩(wěn)定工作點(diǎn)，交流反饋用于改善放大器的動(dòng)態(tài)性能,2）負(fù)反饋對(duì)放大器性能指標(biāo)的影響不同類型的負(fù)反饋對(duì)放大器參數(shù)的影響各不相同。放大電路中引用負(fù)反饋后， 它的增益有所下降，但卻提高了增益的穩(wěn)定性，此外還可以減小非線性失真、 抑制干擾、擴(kuò)展頻帶、改變放大器的輸入和輸出電阻等。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響：（a）降低了增

29、益引入反饋后，放大器的閉環(huán)增益比開(kāi)環(huán)增益降低了。（b）提高了增益的穩(wěn)定性引入反饋前后，放大器的閉環(huán)增益的相對(duì)變化率下降了，即增益穩(wěn)定性提高了。（c）改變了輸入電阻設(shè)開(kāi)環(huán)的輸入電阻為Ri，則：構(gòu)成串聯(lián)負(fù)反饋的輸入電阻為：Rif=Ri(1+AB)， 可見(jiàn)，閉環(huán)輸入電阻增加了。構(gòu)成并聯(lián)負(fù)反饋的輸入電阻為：Rif=Ri/ (1+ AB)， 可見(jiàn)，閉環(huán)輸入電阻減小了。（d）改變了輸出電阻設(shè)開(kāi)環(huán)的輸出電阻為Ro，則：構(gòu)成電壓負(fù)反饋的輸出電阻為：Rof=Ro/(1+ AB) 可見(jiàn)，閉環(huán)輸出電阻增加了。構(gòu)成電流負(fù)反饋的輸出電阻為：Rof=Ro(1+ AB) 可見(jiàn)， 閉環(huán)輸出電阻減小了,e）展寬了通頻帶負(fù)反饋對(duì)

30、通頻帶的影響如圖4所示,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1、示波器； 2、信號(hào)源； 3、直流穩(wěn)壓電源,四、實(shí)驗(yàn)電路,電路如圖所示。反饋方式為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，其中主反饋網(wǎng)絡(luò)為圖中下方的Rf和Cf所串接而成的反饋回路,負(fù)反饋放大電路,五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,電路如圖所示。反饋方式為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，其中主反饋網(wǎng)絡(luò)為圖中下方的Rf和Cf所串接而成的反饋回路,負(fù)反饋放大電路,表31,1）按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路，并找到放大電路的主反饋支路。（2）調(diào)整電路的工作狀態(tài)：將輸入信號(hào)（頻率為1kHz）接入放大電路的輸入端Ui，用示波器觀測(cè)輸出波形。在不加反饋網(wǎng)絡(luò)的情況下，調(diào)節(jié)前級(jí)放大器基極上的偏置電阻，使輸出波形不失真，并達(dá)到最佳工作

31、點(diǎn)。（3）分別在不加入反饋網(wǎng)絡(luò)和加入反饋網(wǎng)絡(luò)的條件下，測(cè)量放大器的電壓增益、輸入電阻、輸出電阻和通頻帶，通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析，進(jìn)一步加深負(fù)反饋對(duì)放大器的影響的理解。（a）負(fù)反饋對(duì)電路增益的影響在不加入反饋網(wǎng)絡(luò)的情況下分別測(cè)量輸入、輸出電壓，計(jì)算電壓增益；加入反饋網(wǎng)絡(luò)后，再分別測(cè)量其輸入、輸出電壓，比較電壓增益的變化。f=1kHz，AU=Uo/Ui，將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表中,b）負(fù)反饋對(duì)電路輸入電阻的影響在不加入反饋網(wǎng)絡(luò)和加入反饋網(wǎng)絡(luò)的情況下，分別測(cè)量放大器的輸入電阻。測(cè)量方法采用輸出換算法。信號(hào)源與放大電路之間的電阻R=10k。（c）負(fù)反饋對(duì)電路輸出電阻的影響在不加入反饋網(wǎng)絡(luò)和加入反饋網(wǎng)絡(luò)的情況下，

32、分別測(cè)量放大器的輸出電阻。測(cè)量方法采用輸出換算法。負(fù)載電阻RL=15k,1、在放大器輸出不失真條件下，上述參數(shù)測(cè)試有效，若發(fā)生輸出波形失真，可適當(dāng)調(diào)整電位器或適當(dāng)降低輸入信號(hào)。 2、組裝電路時(shí)，應(yīng)檢查接插線是否良好導(dǎo)通,六、注意事項(xiàng),七、預(yù)習(xí)思考題 （1）負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善程度取決于反饋深度|1+AB|，|1+AB|是否越大越好？為什么？（2）測(cè)量放大器的輸入電阻、輸出電阻時(shí)信號(hào)取1kHz而不用100kHz或更高，為什么？（3）在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)那些元件對(duì)放大器的性能影響最明顯？為什么？（4）在調(diào)整放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，是否要加入反饋？為什么？（5）在設(shè)計(jì)多級(jí)放大電路時(shí)，選取各級(jí)靜態(tài)工作電流

33、的一般原則是什么？（6）如要精確的測(cè)量輸入輸出電阻，輸入級(jí)所串聯(lián)的電阻和負(fù)載電阻應(yīng)取什么值,八、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 （1）整理測(cè)試數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，畫(huà)出相關(guān)曲線；（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響，與理論分析結(jié)果相比較,實(shí) 驗(yàn) 五 集成運(yùn)算放大器線性應(yīng)用,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）了解運(yùn)算放大器在信號(hào)放大和模擬運(yùn)算方面的應(yīng)用； （2）掌握運(yùn)算放大器的正確使用方法；（3）掌握基本運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)方法,二、實(shí)驗(yàn)原理 理想運(yùn)放在線性運(yùn)用時(shí)具有以下重要特性 虛斷：理想運(yùn)放的同相和反相輸入端電流近似為零，即 虛短：理想運(yùn)放的同相和反相輸入端電流近似為零，即,1）反相放大器,2）同相放大器,電壓跟隨器

34、,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,利用虛短和虛斷得,輸出與輸入同相,根據(jù)虛短、虛斷和N點(diǎn)的KCL得,若,則有,加法運(yùn)算,3）加法器,4）減法器,從結(jié)構(gòu)上看，它是反相輸入和同相輸入相結(jié)合的放大電路,當(dāng),則,若繼續(xù)有,則,根據(jù)虛短、虛斷和N、P點(diǎn)的KCL得,5）、積分運(yùn)算電路,6）、 微分運(yùn)算電路,虛地,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1、示波器； 2、信號(hào)源； 3、直流穩(wěn)壓電源 ； 4、LM324芯片； 5、實(shí)驗(yàn)箱,四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,1設(shè)計(jì)加法電路 設(shè)計(jì)一個(gè)加法電路，滿足關(guān)系式Uo=-3(2U1+U2,無(wú)法同時(shí)輸入正弦信號(hào)，故可輸入兩個(gè)直流電壓 ，予以驗(yàn)證,2設(shè)計(jì)減法電路 設(shè)計(jì)一減法電路，滿足關(guān)系式Uo=3(U1-U2),選擇

35、合適的幅度，使輸出波形無(wú)失真，觀測(cè)輸出是否滿足設(shè)計(jì)要求,3設(shè)計(jì)積分電路 設(shè)計(jì)一個(gè)積分電路，積分時(shí)間是2ms,4設(shè)計(jì)微分電路 設(shè)計(jì)一反相微分器，時(shí)間常數(shù)為1ms。 （1）輸入信號(hào)為三角波，頻率為1KHz，幅度UP-P=2V，觀測(cè)輸出信號(hào)的幅度，與理論值比較。若輸出有震蕩，對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)，直至震蕩消失。 （2）改變輸入信號(hào)的頻率，使之增大或減小，觀察輸出信號(hào)幅度的變化和失真情況，進(jìn)一步掌握當(dāng)輸入信號(hào)頻率變化時(shí)微分器時(shí)間常數(shù)RC對(duì)輸出的影響,五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，并選擇相應(yīng)的器件參數(shù)； （2）整理數(shù)據(jù)，并在同一個(gè)坐標(biāo)系中畫(huà)出相應(yīng)的輸入輸出波形； （3）對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分

36、析，并與理論數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析,實(shí) 驗(yàn) 六 集成功率放大器,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)集成功率放大器（LM386）的工作原理； 2、掌握集成功率放大器（LM386）的應(yīng)用方法（典型的接線方式）； 3、掌握集成功率放大器（LM386）的主要技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)方法（輸出功率、電壓增益、效率等,LM386是單電源互補(bǔ)對(duì)稱功放集成電路,該電路內(nèi)部包括由Vl構(gòu)成的射極輸出器、V2、V3構(gòu)成的差動(dòng)放大電路、V5、V6構(gòu)成的鏡像電流源以及由V8、V9、V10組成互補(bǔ)對(duì)稱電路構(gòu)成的輸出級(jí)。為使電路工作在甲乙類放大量狀態(tài),利用VD1、VD2提供偏置電壓。該電路靜態(tài)工作電流很小,約4mA-8mA。輸入電阻較高約5M左右,故

37、可以獲得很高的電壓增益,由于V1、V2采用截止頻率較低的橫向PNP管,故幾十赫以下的低頻噪音很小。該電路內(nèi)部原理如圖1-1所示,二、實(shí)驗(yàn)原理,三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 (1)雙蹤示波器1臺(tái) (2)數(shù)字毫伏表1臺(tái) (3)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)1臺(tái) (4)數(shù)字萬(wàn)用表1塊 (5) LM386,四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,1）連接電路 2）觀察電壓增益的變化,實(shí)驗(yàn)電路,1、8兩端開(kāi)路，電壓增益約為20倍,1、8之間僅接一個(gè)大電容，則相當(dāng)于交流短路，電壓增益約為200倍,1、8兩端之間接入不同阻值的電阻， 即可得到20 100之間的電壓增益,注意：但接入電阻時(shí)必須與一個(gè)大電容串聯(lián)。輸入電壓小于200mV,實(shí)驗(yàn)電路,3）檢測(cè)輸出功率,1、8兩端開(kāi)路（電壓增益約為20倍）。輸入1KHz的交流信號(hào)，調(diào)到輸出最大不失真狀態(tài)，測(cè)量輸出電壓,4）檢測(cè)效率,5）輸入電阻,6）觀察負(fù)載電阻對(duì)輸出電壓的影響,五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1、自擬的實(shí)驗(yàn)步驟 2、整理實(shí)驗(yàn)