模電實(shí)驗(yàn)(附答案)

1、-作者xxxx-日期xxxx模電實(shí)驗(yàn)(附答案)【精品文檔】實(shí)驗(yàn)一 晶體管共射極單管放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)式方法和測量方法。2 掌握放大器電壓放大倍數(shù)的測試方法及放大器參數(shù)對放大倍數(shù)的影響。3 熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理圖21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。偏置電阻RB1、RB2組成分壓電路，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后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與輸入信號相位相反、幅值被放大了的輸出信號，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 交流毫伏表4、

2、模擬電路實(shí)驗(yàn)箱5、 萬用表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1測量靜態(tài)工作點(diǎn)實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，它的靜態(tài)工作點(diǎn)估算方法為：UB 圖1 共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖IEIc UCE = UCCIC（RCRE）實(shí)驗(yàn)中測量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號為零的情況下進(jìn)行。1） 沒通電前，將放大器輸入端與地端短接，接好電源線（注意12V電源位置）。2） 檢查接線無誤后，接通電源。3） 用萬用表的直流10V擋測量UE = 2V左右，如果偏差太大可調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)（電位器RP）。然后測量UB、UC，記入表1中。表1測 量 值計(jì) 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA）26024） 關(guān)掉電

3、源，斷開開關(guān)S，用萬用表的歐姆擋（11K）測量RB2。將所有測量結(jié)果記入表21中。5） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可用：ICIE或ICUBEUBUEUCEUCUE計(jì)算出放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。 2測量電壓放大倍數(shù)各儀器與放大器之間的連接圖關(guān)掉電源，各電子儀器可按上圖連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起后接在公共接地端上。1）檢查線路無誤后，接通電源。從信號發(fā)生器輸出一個(gè)頻率為1KHz、幅值為10mv（用毫伏表測量ui）的正弦信號加入到放大器輸入端。2）用示波器觀察放大器輸出電壓的波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下表中三種情況下的輸出電壓值，記入表中。表2RC（K）RL（K）uo（V）AV241

4、5012752424753）用雙蹤示波器觀察輸入和輸出波形的相位關(guān)系，并描繪它們的波形。*4測量輸入電阻和輸出電阻根據(jù)定義：輸入電阻 輸出電阻 表3us(mv)ui(mv)Ri（K）uL(V)u0(V)RO（K）測量值計(jì)算值測量值計(jì)算值10010置RC，RL，IC=2.0mA，輸入f=1KHz，ui=10mV的正弦信號，在輸出電壓波形不是真的情況下，用交流毫伏表測出uS、ui和uL記入表中。斷開負(fù)載電阻RL，保持uS不變，測量輸出電壓u0，記入表中。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 列表整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，把實(shí)測的靜態(tài)工作點(diǎn)與理論值進(jìn)行比較、分析。答：靜態(tài)工作點(diǎn)UBE（V）UCE（V）IC（mA）實(shí)測值2理論值2實(shí)測

5、的靜態(tài)工作點(diǎn)與理論值基本一致， 實(shí)測UBEUBUE0.6V，而理論為0.7V，產(chǎn)生誤差的原因可能是UB、UE的值接近，這種接近的兩個(gè)量相減的間接測量，則合成相對誤差就比較大了。2分析靜態(tài)工作點(diǎn)對放大器性能的影響。答：靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點(diǎn)偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)u。的負(fù)半周將被削底；如工作點(diǎn)偏低則易產(chǎn)生截止，即u。的正半周被縮頂(一般截止失真不如飽和失真明顯)。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點(diǎn)以后還必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試，即在放大器的輸入端加入一定的ui，以檢查輸出電壓u。的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應(yīng)

6、調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。 實(shí)驗(yàn)二 負(fù)反饋放大器實(shí)驗(yàn)?zāi)康募由罾斫夥糯箅娐分幸胴?fù)反饋的方法和負(fù)反饋對放大器各項(xiàng)指標(biāo)的影響。 實(shí)驗(yàn)原理 負(fù)反饋在電子電路中的作用：改善放大器的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，如穩(wěn)定放大倍數(shù)，改變輸入輸出電阻，減小非線性失真和展寬通頻帶，但同時(shí)也會(huì)使放大器的放大倍數(shù)降低。 負(fù)反饋的幾種狀態(tài)：電壓串聯(lián)，電壓并聯(lián)，電流串聯(lián)，電流并聯(lián)。本實(shí)驗(yàn)以電壓串聯(lián)為例，分析負(fù)反饋對放大器指標(biāo)的影響。1.下圖為帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩極阻容耦合放大器電路，在電路中通過Rr把輸出電壓Uo引回到輸入端，家在晶體管T1的發(fā)射極上，在發(fā)射極電阻Rf1上形成反饋電壓Uf。主要性能指標(biāo)如下：（1）閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Ar=Av/

7、1+AvFv ,Av為開環(huán)放大倍數(shù)。 圖1為帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩極阻容耦合放大器（2） 反饋系數(shù) Fv=RF1/Rf+RF1（3） 輸入電阻 R1f=(1+AvFv)Rf Rf 為基本放大器的輸入電阻（4） 輸出電阻 Rof=Ro/(1+AvoFv) Ro 為基本放大器的輸出電阻 Avo為基本放大器Rl=時(shí)的電壓放大倍數(shù)。2. 本實(shí)驗(yàn)還需測量放大器的動(dòng)態(tài)參數(shù)，即去掉圖1的反饋?zhàn)饔茫玫交痉糯笃麟娐啡缦聢D2 圖2基本放大器實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件模擬實(shí)驗(yàn)箱，函數(shù)信號發(fā)生器，雙蹤示波器，交流伏安表，數(shù)字萬用表。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1. 靜態(tài)工作點(diǎn)的測量條件：Ucc=12V,Ui=0V用直流電壓表測第一級，第二級的靜

8、態(tài)工作點(diǎn)。Us(V)UE(V)Uc(V)Ic(mA)第一級第二級 表312.測量基本放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)實(shí)驗(yàn)將圖2改接，即把Rf斷開后風(fēng)別并在RF1和RL上。 測量中頻電壓放大倍數(shù)Av，輸入輸出電阻Ri和Ro。（1） 條件;f=1KH,Us=5mV的正弦信號，用示波器監(jiān)視輸出波形，在輸出波形不失真的情況下用交流毫伏表測量Us,Ui,UL計(jì)入32表 基本放大器Us(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvRf(K)Ro(K)500負(fù)反饋放大器Us(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvfRif(K)Rof(K)87 表32（2）保持Us不變，斷開負(fù)載電阻RL，測量空載時(shí)的輸出電壓Uo計(jì)入3

9、2表（1）實(shí)驗(yàn)電路改接成基本放大器形式，在輸入端加入f=1KH的正弦信號，輸出端接示波器，逐步增大輸入信號的幅度，使輸出波形開始出現(xiàn)失真，記下此時(shí)的波形和輸出電壓的幅度。其波形如下圖一：（2）再將實(shí)驗(yàn)電路改接負(fù)反饋放大器形式，增大輸入信號幅度，使輸出電壓幅度的大小與（1）相同，比較有負(fù)反饋時(shí)，輸出波形的變化。其波形如下圖二： 圖一 圖二實(shí)驗(yàn)總結(jié)（1） 將基本放大器和負(fù)反饋放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)的實(shí)測值和理論估算值進(jìn)行比較。測量值基本放大器Us(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvRf(K)Ro(K)5002.208負(fù)反饋放大器Us(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvfRif(K)Rof(

10、K)87 （2） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電壓串聯(lián)負(fù)反饋對放大器性能的影響。 電壓串聯(lián)負(fù)反饋對放大電路的影響：與基本放大電路實(shí)驗(yàn)時(shí)相比，其輸入電阻變大，使電路在采集原始信號時(shí)其真度提高，即與上一級電路的銜接性增強(qiáng)；其輸出電阻減小式電路攜帶負(fù)載的能力提高；同時(shí)其帶寬增加；電路的的穩(wěn)定性也有所增加；但是其放大倍數(shù)明顯變低。預(yù)習(xí)要求（1） 估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。（=100）Ucc=12V,Ui=0VUE(V)Uc(V)Ic(mA)第一級第二級(2) 怎樣把負(fù)反饋放大器改接成基本放大器?為何要把Rf并接在輸入和輸出端？將負(fù)反饋放大電路的交流等效電路圖畫出來，并將負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)等效在輸入和輸出端其電路圖如下：在

11、畫基本放大電路時(shí)其交流等效電路圖應(yīng)與上圖的一樣，所以要把Rf并接在輸入和輸出端。(3) 估算基本放大器的Av，Ri和Ro估算負(fù)反饋放大器的Avf，Rif和Rof，并驗(yàn)算它們之間的關(guān)系。 Avf=Av/(1+FAv) Rif=Ri(1+FAv) Rof=Ro/(1+FAv)(4) 如按深度負(fù)反饋估算，則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Av=？和測量值是否一致？為什么？ 閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Av=83和測得值不一樣，此電路的反饋系數(shù)很小，不能用深度負(fù)反饋的即使計(jì)算來計(jì)算。(5) 如輸入信號失真，能否用負(fù)反饋來改善？ 不能用負(fù)反饋來改善輸入失真，因?yàn)殡娐匪邮艿男盘柋旧砭褪鞘д娴模词菇?jīng)過負(fù)反饋調(diào)節(jié)的輸出波形正常其所得

12、的信號也是失真的。 實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過這次實(shí)驗(yàn)我對負(fù)反饋電路有了新的認(rèn)識，在分析電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將電路整體等效為一個(gè)放大電路和一個(gè)負(fù)反饋，通過對輸入及輸出端的電壓電流進(jìn)行測量，中間環(huán)節(jié)可以不去刻意分析，這樣在做實(shí)驗(yàn)和理解時(shí)更加簡便快捷。實(shí)驗(yàn)可以使我們對理論了解更深入透徹，在實(shí)驗(yàn)分析中將課本內(nèi)容融匯進(jìn)去.實(shí)驗(yàn)三 射極跟隨器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 掌握射極跟隨器的特性及測試方法2、 進(jìn)一步學(xué)習(xí)放大器各項(xiàng)參數(shù)測試方法2、 實(shí)驗(yàn)儀器DZX-1型電子學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)裝置 一個(gè)、TDS 1002 示波器 一個(gè)、數(shù)字萬用表 一個(gè)、色環(huán)電阻 一個(gè)、螺絲刀 一把、導(dǎo)線若干三、實(shí)驗(yàn)原理射極跟隨器的原理圖如圖1所示。 它是一個(gè)電壓

13、串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，它具有輸入電阻高，輸出電阻低，電壓放大倍數(shù)接近于1，輸出電壓能夠在較大范圍內(nèi)跟隨輸入電壓作線性變化以及輸入、輸出信號同相等特點(diǎn)。圖1 射極跟隨器射極跟隨器的輸出取自發(fā)射極，故稱其為射極輸出器。1、輸入電阻Ri 圖1電路 Rirbe(1)RE 如考慮偏置電阻RB和負(fù)載RL的影響，則 RiRBrbe(1)(RERL) 由上式可知射極跟隨器的輸入電阻Ri比共射極單管放大器的輸入電阻RiRBrbe要高得多，但由于偏置電阻RB的分流作用，輸入電阻難以進(jìn)一步提高。輸入電阻的測試方法同單管放大器，實(shí)驗(yàn)線路如圖2所示。圖2 射極跟隨器實(shí)驗(yàn)電路（其中，RL）即只要測得A、B兩點(diǎn)的對地電位即可

14、計(jì)算出Ri。2、輸出電阻RO 圖1電路如考慮信號源內(nèi)阻RS，則 由上式可知射極跟隨器的輸出電阻R0比共射極單管放大器的輸出電阻RORC低得多。三極管的愈高，輸出電阻愈小。輸出電阻RO的測試方法亦同單管放大器，即先測出空載輸出電壓UO，再測接入負(fù)載RL后的輸出電壓UL，根據(jù) 即可求出 RO 3、電壓放大倍數(shù)圖1電路 1上式說明射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)小于近于1，且為正值。 這是深度電壓負(fù)反饋的結(jié)果。但它的射極電流仍比基流大(1)倍， 所以它具有一定的電流和功率放大作用。4、電壓跟隨范圍電壓跟隨范圍是指射極跟隨器輸出電壓uO跟隨輸入電壓ui作線性變化的區(qū)域。當(dāng)ui超過一定范圍時(shí)，uO便不能跟隨ui

15、作線性變化，即uO波形產(chǎn)生了失真。為了使輸出電壓uO正、負(fù)半周對稱，并充分利用電壓跟隨范圍，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在交流負(fù)載線中點(diǎn)，測量時(shí)可直接用示波器讀取uO的峰峰值，即電壓跟隨范圍；或用交流毫伏表讀取uO的有效值，則電壓跟隨范圍U0P-P2UO四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、聽課。動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)前，聽指導(dǎo)老師講課，知道實(shí)驗(yàn)過程的注意事項(xiàng)，掌握各測量器材的使用方法。2、按圖2組接電路；靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整接通12V直流電源，在B點(diǎn)加入f1KHz正弦信號ui，輸出端用示波器監(jiān)視輸出波形，反復(fù)調(diào)整RW及信號源的輸出幅度，使在示波器的屏幕上得到一個(gè)最大不失真輸出波形，然后置ui0，用萬用表直流電壓檔測量晶體管各電極對地電位，將

16、測得的原始數(shù)據(jù)記入表1。表1 晶體管各電極對地電位UE、UE和UC以及流過RE電流IEUE(V)UB(V)UC(V)IE（mA） （在下面整個(gè)測試過程中保持RW值不變（即保持靜工作點(diǎn)IE不變） 2、測量電壓放大倍數(shù)Au 接入負(fù)載，在B點(diǎn)加f1KHz正弦信號ui，調(diào)節(jié)輸入信號幅度，用示波器觀察輸出波形uo，在輸出最大不失真情況下，用示波器測Ui、UL值。將原始值記入表2。 表2 Ui、UL的值和電壓放大倍數(shù)AuUi（V）UL（V）Au 3、測量輸出電阻R0接上負(fù)載RL1K，在B點(diǎn)加f1KHz正弦信號ui，用示波器監(jiān)視輸出波形，測空載輸出電壓UO，有負(fù)載時(shí)輸出電壓UL，將原始值記入表3。 表3 空

17、載輸出電壓UO、有負(fù)載時(shí)輸出電壓UL和輸出電阻R0U0（V）UL（V）RO(K) 4、測量輸入電阻Ri在A點(diǎn)加f1KHz的正弦信號uS，用示波器監(jiān)視輸出波形，分別測出A、B點(diǎn)對地的電位US、Ui，將原始值記入表4。表4 A、B點(diǎn)對地的電位US和Ui以及輸入電阻RiUS（V）UI（V）Ri(K)8 5、測試跟隨特性 接入負(fù)載RL1K，在B點(diǎn)加入f1KHz正弦信號ui，逐漸增大信號ui幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形直至輸出波形達(dá)最大不失真，并測量對應(yīng)的UL值，將原始值記入表5。表5 輸出波形達(dá)最大不失真時(shí)的Ui和UL值Ui(V)UL(V) 五、數(shù)據(jù)處理與分析 1、數(shù)據(jù)處理 將表1至表5的測量原始數(shù)據(jù)按

18、三位有效數(shù)字對應(yīng)填入表6至10。表6 晶體管各電極對地電位UE、UE和UC以及流過RE電流IEUE(V)UB(V)UC(V)IE（mA） 表7 Ui、UL的值和電壓放大倍數(shù)AuUi（V）UL（V）Au 2、數(shù)據(jù)分析 由， 可知，射極跟隨器輸入電阻高，輸出電阻低。 由Au=0.97可知，射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)小于近于1，且為正值。 這是深度電壓負(fù)反饋的結(jié)果。但它的射極電流仍比基流大(1)倍， 所以它具有一定的電流和功率放大作用。6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論1、射極跟隨器輸入電阻高，輸出電阻低；2、射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)小于近于1。實(shí)驗(yàn)四、差動(dòng)放大電路 1 、熟悉差動(dòng)放大器工作原理 2、掌握差動(dòng)放大器的基本測試方法 1.計(jì)算下列差動(dòng)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)電路圖2、實(shí)驗(yàn)環(huán)境： 1.示波器 2.信號發(fā)生器3. 數(shù)字萬用表4. TPE-A3模擬電路實(shí)驗(yàn)箱3、實(shí)驗(yàn)步驟： 2、測量靜態(tài)工作點(diǎn) 3、測量差模電壓放大倍數(shù) 4、測量共模電壓放大倍數(shù) 5、在實(shí)驗(yàn)臺上組成單端輸入的差動(dòng)電路進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及數(shù)據(jù)記錄1、將電路圖接線2、 測量靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)零將放大器輸入端V11、V12接地，接通直流電源，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP，使VO0。測量靜態(tài)工作點(diǎn)：測量V1，V2，V3各極各地電壓，并填入表5