模擬電路實驗講義

1、模擬電路實驗講義本講義與實驗參考書電子線路設計·實驗·測試（第三版）（謝自美主編）配合使用，預習時以本講義為線索，重點參考上述實驗教材的相關內(nèi)容。實驗要求1實驗前必須充分預習，完成指定的預習任務。預習要求如下： 1)認真閱讀實驗指導書，分析、掌握實驗電路的工作原理，并進行必要的估算。 2)完成各實驗“預習要求”中指定的內(nèi)容。 3)熟悉實驗任務。 4)復習實驗中所用各儀器的使用方法及注意事項。2使用儀器和實驗箱前必須了解其性能、操作方法及注意事項，在使用時應嚴格遵守。3實驗時接線要認真，相互仔細檢查，確定無誤才能接通電源，初學或沒有把握應經(jīng)指導教師審查同意后再接通電源。4實驗

2、時應注意觀察，若發(fā)現(xiàn)有破壞性異常現(xiàn)象(例如有元件冒煙、發(fā)燙或有異味)應立即關斷電源，保持現(xiàn)場，報告指導教師。找出原因、排除故障，經(jīng)指導教師同意再繼續(xù)實驗。5實驗過程中需要改接線時，應關斷電源后才能拆、接線。6實驗過程中應仔細觀察實驗現(xiàn)象，認真記錄實驗結果(數(shù)據(jù)波形、現(xiàn)象)。所記錄的實驗結果經(jīng)指導教師審閱簽字后再拆除實驗線路。7實驗結束后，必須關斷電源、拔出電源插頭，并將儀器、設備、工具、導線等按規(guī)定整理。8實驗后每個同學必須按要求獨立完成實驗報告。實驗一 基本儀器的使用一、 實驗目的1. 信號源的使用；2. 示波器的使用；3. 萬用表的使用；二、 實驗步驟1. 用信號源輸出頻率1KHz，幅值0

3、.5V，偏置電壓為0.0V；2. 用示波器觀察上述波形，驗證頻率、幅度和偏置電壓。3. 用萬用表測試電壓、電流、電阻、電容和二極管。實驗二 單級放大電路及研究一、實驗目的 1.熟悉電子元器件和模擬電路實驗箱。 2.掌握放大電路靜態(tài)工作點的調(diào)試方法及其對放大電路性能的影響。 3.學習測量放大電路Q點，AV，ri，ro的方法，了解共射極電路特性。 4.學習放大電路的動態(tài)性能。二、實驗儀器 1.雙蹤示波器。 2.信號發(fā)生器。3.萬用表。三、預習要求 1.三極管及單管放大電路工作原理（重點）。2.放大電路靜態(tài)和動態(tài)測量方法（重點）（實驗參考書P112-113）。3.結合實驗講義內(nèi)容弄懂實驗方法，擬出詳

4、細的實驗步驟及及實施方案。4.結合電路對性能參數(shù)進行估算，有條件的同學可仿真結果。（附加內(nèi)容）5.雙蹤示波器的工作原理（實驗參考書P390）。6.常用電子元器件常識（實驗參考書P408）。7.設計性實驗報告的要求（實驗參考書P406）。四、實驗內(nèi)容及步驟RE1.8kCE101.裝接電路與簡單測量 圖1.l 基本放大電路 (1)用萬用表判斷實驗箱上三極管V的極性和好壞，電解電容C的極性和好壞。 (2)按圖1.1所示，連接電路(注意：接線前先測量+12V電源，關斷電源后再連線)，將RP的阻值調(diào)到最大位置。132.靜態(tài)測量與調(diào)整(1)接線完畢仔細檢查，確定無誤后接通電源。改變RP，記錄Ib和Ic （

5、1mA）的測量值，計算三極管V的值（50200），估計出rbe,測量時要保證三極管工作在放大狀態(tài)，隨時關注數(shù)據(jù)的合理性。注意：測Ib和Ic一般可用間接測量法，通過測Vc和Vb，Rc和Rb計算出Ib和Ic(注意：圖1.1中Ib為支路電流)。建議初學者采用。 (2)調(diào)整RP使VC=6V左右，測量、計算并填表1.1。表1.1實測根據(jù)實測值計算VE(V)VB(V)VC(V)Rb(K)VBE(V)VCE(V)IB(A)IC(mA)rbe填寫上表時，請詳細說明測量與計算方法，測量時要保證三極管工作在放大狀態(tài)，隨時關注數(shù)據(jù)的合理性。（= IC/ IB,）3.動態(tài)研究 (1)將信號發(fā)生器的輸出信號調(diào)到f=1K

6、Hz，幅值為500mV，接至放大電路的A點，經(jīng)過R1、R2衰減（100倍），Vi點得到5mV的小信號，觀察Vi和VO端波形，并比較相位。(2)信號源頻率不變，逐漸加大信號源幅度，觀察VO不失真時的最大值并填表1.2。 表1.2 RL=實測實測計算估算Vi(mV)VO(V)AVAV(3)保持Vi=5mV不變，放大器接入負載RL，在改變RC數(shù)值情況下測量，并將計算結果填表1.3。表1.3給定參數(shù)實測實測計算估算RCRLVi(mV)VO(V)AVAV2K5K12K2K25K15K15K12K2(4) Vi=5mV，如電位電路RP調(diào)節(jié)范圍不夠，可改變Rb1(51K或150K)，增大和減小RP，觀察VO

7、波形變化，若失真觀察不明顯可增大Vi幅值（50 mV），并重測，將測量結果填入表1.4。表1.4RPVbVcVe輸出波形情況(失真類型)最大合適最小 4.測放大電路輸入，輸出電阻。 (1)輸入電阻測量在輸入端串接一個5K1電阻如圖1.4，測量VS與Vi O，即可計算ri。圖1.4 輸入電阻測量(2) 輸出電阻測量(見圖1.5）,測量VS與Vi及VO, 即可計算rO。圖1.5 輸出電阻測量在輸出端接入可調(diào)電阻作為負載，選擇合適的RL值使放大電路輸出不失真(接示波器監(jiān)視)，測量帶負載時VL和空載時的VO，即可計算出rO。將上述測量及計算結果填入表1.5中。表1.5測算輸入電阻（設：RS=5K1）測

8、算輸出電阻實測測算估算實測測算估算VS(mV)Vi(mV)ririVORL=VORL=5K1RO(K)RO(K)五、實驗報告： 1.注明你所完成的實驗內(nèi)容和思考題，簡述相應的基本結論。 2.選擇你在實驗中感受最深的一個實驗內(nèi)容，寫出較詳細的報告。要求你能夠使一個懂得電子電路原理但沒有看過本實驗指導書的人可以看懂你的實驗報告，并相信你實驗中得出的基本結論。實驗三 差動放大電路及研究一、實驗目的 l.熟悉差動放大電路工作原理。 2.掌握差動放大電路的基本測試方法。二、實驗儀器 1.雙蹤示波器 2.萬用表 3.信號源三、預習要求 1.計算圖2.1的靜態(tài)工作點(設rbc=3K，=100)及電壓放大倍數(shù)

9、。 2.在圖2.1基礎上畫出單端輸入和共模輸入的電路。四、實驗內(nèi)容及步驟實驗電路如圖2.1所示 圖2.1 差動放大原理圖 1.測量靜態(tài)工作點， (1)調(diào)零 將輸入端短路并接地，接通直流電源，調(diào)節(jié)電位器RPl使雙端輸出電壓V0=0。 (2)測量靜態(tài)工作點 測量V1、V2、V3各極對地電壓填入表2.1中表2.1對地電壓Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3測量值（V）2.測量差模電壓放大倍數(shù)。在輸入端加入直流電壓信號Vid=土0.1V按表2.2要求測量并記錄，由測量數(shù)據(jù)算出單端和雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。注意：先將DC信號源OUTl和OUT2分別接入Vi1,和Vi2端，然后調(diào)節(jié)DC信

10、號源，使其輸出為+0.1V和-0.1V。3.測量共模電壓放大倍數(shù)。將輸入端b1、b2短接，接到信號源的輸入端，信號源另一端接地。DC信號分先后接OUTl和OUT2，分別測量并填入表2.2。由測量數(shù)據(jù)算出單端和雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。進一步算出共模抑制比CMRR=。表2.2測量及計算值輸入信號Vi差模輸入共模輸入共模抑制比測量值(V)計算值測量值(V)計算值計算值Vc1Vc2V0雙Ad1Ad2Ad雙Vc1Vc2V0雙Ac1Ac2AC雙CMRR+0.1V-0.1V4.在實驗板上組成單端輸入的差放電路進行下列實驗。(1)在圖1中將b2接地，組成單端輸入差動放大器，從b1端輸入直流信號V=±

11、0.1V，測量單端及雙端輸出，填表2.3記錄電壓值。計算單端輸入時的單端及雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。并與雙端輸入時的單端及雙端差模電壓放大倍數(shù)進行比較。表2.3測量儀計算值輸入信號電壓值放大倍數(shù)AVVc1Vc2Vo直流0.1V直流0.1V正弦信號(50mV、1KHz) (2)從b1端加入正弦交流信號Vi=0.05V，f=1000Hz分別測量、記錄單端及雙端輸出電壓，填入表2.3計算單端及雙端的差模放大倍數(shù)。 (注意：輸入交流信號時，用示波器監(jiān)視C1、C2波形，若有失真現(xiàn)象時，可減小輸入電壓值，使C1、C2都不失真為止)五、實驗報告 1.根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算圖2.1電路的靜態(tài)工作點，與預習計算結果相比

12、較。 2.整理實驗數(shù)據(jù)，計算各種接法的Ad，并與理論計算值相比較。 3.計算實驗步驟3中AC和CMRR值。4.總結差放電路的性能和特點。實驗四 負反饋放大電路及研究一、實驗目的 1.研究負反饋對放大電路性能的影響。2.掌握負反饋放大電路性能的測試方法。二、實驗儀器 1.雙蹤示波器。 2.音頻信號發(fā)生器。3.萬用表。三、預習要求 1.認真閱讀實驗內(nèi)容要求，估計待測量內(nèi)容的變化趨勢。 2.圖3.1電路中晶體管值為40，計算該放大電路開環(huán)和閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。四、實驗內(nèi)容1.負反饋放大電路開環(huán)和閉環(huán)放大倍數(shù)的測試(1)開環(huán)電路圖 3.1反饋放大電路按圖接線，RF先不接入。輸入端接入Vi=lmV f=l

13、KHz的正弦波(注意：輸入lmV信號采用輸入端衰減法見實驗二)。調(diào)整接線和參數(shù)使輸出不失真且無振蕩(參考實驗二方法)。按表3.1要求進行測量并填表。 根據(jù)實測值計算開環(huán)放大倍數(shù)和輸出電阻r0。 (2).閉環(huán)電路 接通Rf按(一)的要求調(diào)整電路。 按表3.1要求測量并填表，計算Avf。 根據(jù)實測結果，驗證Avf。表3.1RL(K)Vi(mV)V0(mV)AV(Avf)開環(huán)11K51閉環(huán)11K51 2.負反饋對失真的改善作用 (1)將圖3.1電路開環(huán)，逐步加大Vi的幅度，使輸出信號出現(xiàn)失真(注意不要過份失真)記錄失真波形幅度。(2)將電路閉環(huán)，觀察輸出情況，并適當增加Vi幅度，使輸出幅度接近開環(huán)時

14、失真波形幅度。 (3)若RF=3K不變，但RF接入1V1的基極，會出現(xiàn)什么情況？實驗驗證之。 (4)畫出上述各步實驗的波形圖。 3.測放大電路頻率特性(1)將圖3.1電路先開環(huán)，選擇Vi適當幅度(頻率為1KHz)使輸出信號在示波器上有滿幅正弦波顯示，(2)保持輸入信號幅度不變逐步增加頻率，直到波形減小為原來的70，此時信號頻率即為放大電路fH。(3)條件同上，但逐漸減小頻率，測得fL。(4)將電路閉環(huán)，重復13步驟，并將結果填入表3.2。表3.2fH(Hz)fL(Hz)開環(huán)閉環(huán)五、實驗報告： 1.將實驗值與理論值比較，分析誤差原因。 2.根據(jù)實驗內(nèi)容總結負反饋對放大電路的影響。實驗五 比例求和

15、運算電路及研究一、實驗目的 1.掌握用集成運算放大電路組成比例、求和電路的特點及性能。 2.學會上述電路的測試和分析方法。二、實驗儀器 1.萬用表 2.示波器 3.信號發(fā)生器三、預習要求 1.計算表4.1中的VO和Af 2.估算表4.3的理論值 3.估算表4.4、表4.5中的理論值 4.計算表4.6中的VO值 5.計算表4.7中的VO值四、實驗內(nèi)容 1.電壓跟隨電路實驗電路如圖4.1所示。 圖4.1 電壓跟隨電路 按表4.1內(nèi)容實驗并測量記錄。表4.1Vi(V)20.500.51VO(V)RL=RL=5K12.反相比例放大器實驗電路如圖4.2所示。圖4.2 反相比例放大電路(1)按表4.2內(nèi)容

16、實驗并測量記錄。表4.2直流輸入電壓Vi(mV)3010030010003000輸出電壓VO理論估算(mV)實際值(mV)誤差 (2)按表4.3要求實驗并測量記錄。表4.3測試條件理論估算值實測值V0RL開路，直流輸入信號Vi由0變?yōu)?00mVVABVR2VR1V0LRL由開路變?yōu)?K1, Vi=800mV (3)測量圖4.2電路的上限截止頻率。 3.同相比例放大電路 電路如圖4.3所示(1) 按表4.4和4.5實驗測量并記錄。圖4.3 同相比例放大電路表4.4直流輸入電壓Vi(mV)3010030010003000輸出電壓VO理論估算(mV)實際值(mV)誤差表4.5測試條件理論估算值實測值V0RL開路，直流輸入信號Vi由0變?yōu)?00mVVABVR2VR1V0LRL由開路變?yōu)?K1,