模電實(shí)驗(yàn)報告

2.1晶體管共射極單管放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握用multisim仿真軟件分析單級放大器主要性能指標(biāo)的方法。2、掌握晶體管放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試和調(diào)整方法，觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對放大器輸出波形的影響。3、測量放大器的放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)電路如圖2.1－1所示，采用基極固定分壓式偏置電路。電路在接通直流電源Vcc而未加入信號（Vi=0）時，三極管三個極電壓和電流稱為靜態(tài)工作點(diǎn)，即VBQ=R2VCC/(R2+R3+R7)ICQ=IEQ=(VBQ-VBEQ)/R4IBQ=IEQ/βVCEQ＝VCC－ICQ（R5＋R4）1、放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的選擇和測量放大器的基本任務(wù)是不失真的放大小信號。為了獲得最大不失真輸出電壓，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)選在輸出特性曲線上交流負(fù)載線的中點(diǎn)。若工作點(diǎn)選的太高，則容易引起飽和失真；而選的太低，又易引起截止失真。靜態(tài)工作點(diǎn)的測量是指在接通電源電壓后放大器輸入端不加信號時，測量晶體管的集電極電流ICQ和管壓降VCEQ。其中VCEQ可直接用萬用表直流電壓檔測C-E極間的電壓既得，而ICQ的測量則有直接法和間接法兩種：直接法：將萬用表電流檔串入集電極電路直接測量。此法精度高，但要斷開集電極回路，比較麻煩。間接法：用萬用表直流電壓檔先測出R5上的壓降，然后根據(jù)已知R5算出ICQ，此法簡單，在實(shí)驗(yàn)中常用，但其測量精度差。為了減小測量誤差，應(yīng)選用內(nèi)阻較高的電壓表。當(dāng)按照上述要求搭好電路，在輸入端引入正弦信號，用示波器觀察輸出。靜態(tài)工作點(diǎn)具體的調(diào)節(jié)步驟如下：現(xiàn)象出現(xiàn)截止失真出現(xiàn)飽和失真兩種失真都出現(xiàn)無失真動作減小R增大R減小輸入信號加大輸入信號根據(jù)示波器上觀察到的現(xiàn)象，做出不同的調(diào)整動作，反復(fù)進(jìn)行。當(dāng)加大輸入信號，兩種失真都出現(xiàn)，減小輸入信號，兩種失真同時消失，可以認(rèn)為此時的靜態(tài)工作點(diǎn)正好處于交流負(fù)載線的中點(diǎn)，就是最佳的靜態(tài)工作點(diǎn)。去掉輸入信號，測量此時的VCQ,就得到了靜態(tài)工作點(diǎn)。2.電壓放大倍數(shù)的測量電壓放大倍數(shù)是指放大器的輸入電壓Ui輸出電壓Uo之比：Au=Uo/Ui（2.1-5）用示波器分別測出Uo和Ui，便可按式（2.1-5）求得放大倍數(shù)，電壓放大倍數(shù)與負(fù)載Rl有關(guān)。3.輸入電阻和輸出電阻的測量（1）輸入電阻Ri用電流電壓法測得，電路如圖2.1-3所示。在輸入回路中串接電阻R=1kΩ，用示波器分別測出電阻兩端電壓Ui和Us，則可求得輸入電阻Ri為Ri=Ui/Ri=Ui×R/（Us-Ui）（2.1-6）圖2.1-3電阻R不宜過大，否則引入干擾；也不宜過小，否則誤差太大。通常取與Ri同一數(shù)量級。（2）輸出電阻Ro可通過測量輸出端開路時的輸出電壓Uo1，帶上負(fù)載Rl后的輸出電壓Uo2。Ro=（Uo1/Uo2-1）×Rl（2.1-7）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一）計(jì)算機(jī)仿真部分1.靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測量(1)如圖所示,介入函數(shù)發(fā)生器和示波器,示波器A通道接放大器輸入信號,B通道接放大器輸出信號.按Run鍵開始仿真.（2）在輸入端加入1kHz,幅度為20mV(峰-峰值)的正弦波,雙擊函數(shù)信號發(fā)生器設(shè)置信號為正弦波,頻率1kHz,幅度為10mV.按A或shift+A調(diào)節(jié)電位器,使示波器所顯示的輸出波形達(dá)到最大不失真.如圖所示.

(3)側(cè)掉信號發(fā)生器,使輸入信號電壓=0,用萬用表測量三極管三個極分別對地的電壓，，，，，根據(jù),算出.將測量值記錄于表2.1-2中.測量值2.549V8.001V1.920V6.075V1.92mA表2.1-2靜態(tài)工作點(diǎn)（仿真）2.電壓放大倍數(shù)的測量輸入信號是1kHz，幅度是20mVpp正弦信號，利用實(shí)驗(yàn)原理中的公式（2.1-5）分別計(jì)算輸出端開路和Rl=2kΩ時的電壓放大倍數(shù)，并用示波器雙蹤觀察Uo和Ui的相位關(guān)系。3.輸入電阻和輸出電阻的測量（1）用示波器分別測出電阻兩端的Us和Ui，用式（2.1-6）便可計(jì)算Ri的大小。如圖2.1-11所示。（2）根據(jù)測得的負(fù)載開路時的電壓Uo1和接上2kΩ電阻時的輸出電壓Uo2，用式（2.1-7）可算出輸出電阻Ro。將2,3的結(jié)果記錄于表2.1-3中實(shí)際測量參數(shù)UiUoAuRiRo負(fù)載開路20.03mV1.64V80.113.177k1.776kRL=2kΩ-20.00mV840.2mV-42.003.109k1.776k表2.1-3放大電路動態(tài)指標(biāo)測試計(jì)算結(jié)果（仿真）（二）實(shí)驗(yàn)室操作部分1、靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測量（1）按照實(shí)驗(yàn)電路在面包板上連接好，布線要整齊、均勻，便于檢查；鏡檢查無誤接通12V直流電源。（2）在放大電路輸入端加入1KHz、幅度為20mV的正弦信號，輸出端接示波器，調(diào)節(jié)電位器，使示波器所顯示的輸出波形不失真，然后關(guān)掉信號發(fā)生器的電源，使輸入電壓Vi=0，用萬用表測量三極管三個極分別對地電壓，VE，VB，VC，VCEQ，ICQ,根據(jù)I=V/R算出I=I。記錄測量值。2、電壓放大倍數(shù)的測量(1)打開信號發(fā)生器的電源，輸入信號頻率為1KHz、幅度為20mV的正弦信號，輸出端開路時，用示波器分別測出Vi,Vo’的大小，然后根據(jù)式（2.1-5）算出電壓放大倍數(shù)。（2）放大器輸入端接入2kΩ的負(fù)載電阻R6，保持輸入電壓Vi不變，測出此時的輸出電壓Vo，并算出此時的電壓放大倍數(shù)，分析負(fù)載對放大電路電壓放大倍數(shù)的影響。（3）用示波器雙蹤觀察Vo和Vi的波形，比較它們之間的相位關(guān)系。3、輸入電阻和輸出電阻的測量（1）用示波器分別測出電阻兩端的電壓V和V，利用式（2.1-6）便可算出放大電路的輸入電阻Ri的大小。（2）根據(jù)測得的負(fù)載開路時輸出電壓Vo’和接上負(fù)載時的輸出電壓Vo，利用式（2.1-7）便可算出放大電路的輸出電阻Ro。記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)際測量值參數(shù)UiUoAu負(fù)載開路1.52mV2.64V1737R6=3kΩ1.76mV3.92V22272.5多級負(fù)反饋放大器的研究一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼梅萝浖芯慷嗉壺?fù)反饋放大電路。學(xué)習(xí)集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用，掌握多級集成運(yùn)放電路的工作特點(diǎn)。研究負(fù)反饋對放大器性能的影響，掌握負(fù)反饋放大器性能指標(biāo)的測試方法。1）測試開環(huán)和閉環(huán)的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、反饋網(wǎng)絡(luò)的電壓反饋系數(shù)和通頻帶。2）比較電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、反饋網(wǎng)絡(luò)的電壓反饋系數(shù)和通頻帶。3）觀察負(fù)反饋對非線性失真的改善。二、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)基本原理及電路基本概念。在電子電路中，將輸出量（輸出電壓或輸出電流）的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸出回路，用來影響其輸出量（放大電路的輸入電壓或輸入電流）的措施成為反饋。若反饋的結(jié)果使凈輸入量減小，則稱之為負(fù)反饋；反之，稱之為正反饋。若反饋存在于直流通路，則稱為直流反饋；若反饋存在于交流通路，則稱為交流反饋。交流負(fù)反饋有四種組態(tài)：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，電流并聯(lián)負(fù)反饋。若反饋量取自輸出電壓，則稱之為電壓反饋；以電流形式相疊加，稱為并聯(lián)反饋。在分析反饋放大電路時，“有無反饋”決定于輸出回路和輸入回路是否存在反饋支路。“直流反饋或交流反饋”決定于反饋支路存在于直流通路還是交流通路：“正負(fù)反饋”的判斷可采用瞬時極性法，反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的為負(fù)反饋，使凈輸入量增大的為正反饋；“電壓反饋或電流反饋”的判斷可以看反饋支路與輸出支路是否有直接接點(diǎn)，如果反饋支路與輸出支路有直接接點(diǎn)則為電壓反饋，否則為電流反饋；“串聯(lián)反饋或并聯(lián)反饋”的判斷可以看反饋支路與輸入支路是否有直接直接接點(diǎn)，如果反饋支路與輸入支路有直接接點(diǎn)則為并聯(lián)反饋，否則為串聯(lián)反饋。引入交流反饋后，可以改善放大電路多方面的性能：提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、改變輸入電阻和輸出電阻、展寬通頻帶、減小非線性失真等。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示。該放大電路由兩級運(yùn)放構(gòu)成的而反相比例器組成，在末級的輸出端引入了反饋網(wǎng)絡(luò)Cf、Rf2和 Rf1，構(gòu)成了交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。放大器的基本參數(shù)：1）開環(huán)參數(shù)。將反饋支路的A點(diǎn)與P點(diǎn)斷開，與B點(diǎn)相連，便可得到開環(huán)時的放大電路。由此可測出開環(huán)時放大電路的電壓放大倍數(shù)Av、輸入電阻Ri，輸出電阻Ro、反饋網(wǎng)絡(luò)的電壓反饋系數(shù)Fv和通頻帶BW，即式中：VN為N點(diǎn)對地的交流電壓；Vo’為負(fù)載RL開路時的輸出電壓；Vi為B點(diǎn)對地的交流電壓；fH和fL分別為放大器的上、下限頻率，其定義為放大器的放大倍數(shù)下降為中頻放大倍數(shù)的倍時的頻率值，即2）閉環(huán)參數(shù)。通過開環(huán)時放大電路的電壓放大倍數(shù)，輸入電阻，輸出電阻，反饋網(wǎng)絡(luò)的電壓反饋系數(shù)和上、下限頻率、，可以計(jì)算求得多級反饋放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電壓和通頻帶的理論值，即測量放大電路的閉環(huán)特性時，應(yīng)將反饋電路的A點(diǎn)與B點(diǎn)斷開、與P點(diǎn)相連，以構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)。此時需要適當(dāng)增大輸入信號電壓，使輸出電壓（接入負(fù)載時的測量值）達(dá)到開環(huán)時的測量值，然后分別測出、、、及的大小，并由此得到負(fù)反饋放大電路閉環(huán)特性的實(shí)際測量值為：上述所得結(jié)果應(yīng)與開環(huán)測試時由上式所計(jì)算的理論值近似相等，否則應(yīng)該找出原因后重新測量。在進(jìn)行上述測試時，應(yīng)保證各點(diǎn)信號波形與輸入信號為同頻率且不失真的正弦波，否則應(yīng)找出原因，排除故障后再進(jìn)行測量。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容計(jì)算機(jī)仿真部分根據(jù)電路畫出實(shí)驗(yàn)仿真電路圖如圖所示。其中得到波特圖繪制儀的命令為“SimulateInstrumentBodePlotter”。調(diào)節(jié)J1，使開關(guān)A端與B端相連。測試電路的開環(huán)基本特性。1）將信號發(fā)生器輸出調(diào)味1kHz、20mV（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的輸入端。得到網(wǎng)絡(luò)的波特圖如下圖所示。2）保持輸入信號不變，用示波器觀察輸入和輸出波形。3）接入負(fù)載，用示波器分別測出，，，，記入表中。4）將負(fù)載開路，保持輸入電壓的大小不變，用示波器測出輸出電壓，記入表中5）從波特圖上讀出放大器的上限頻率與下限頻率記入表中。6）由上述測試結(jié)果，算出放大電路開環(huán)時的和的值，并由上式計(jì)算出放大器閉環(huán)時和的理論值，記入表中。調(diào)節(jié)J1，使開關(guān)A端與P端相連，測試電路的閉環(huán)基本特性。1）將信號發(fā)生器輸出調(diào)味1kHz、20mV（峰峰值）正弦波，然后接入放大器的輸入端，得到網(wǎng)絡(luò)的波特度如圖所示。2）接入負(fù)載，逐漸增大輸入信號達(dá)到開環(huán)時的測量值，然后用示波器分別測出，使輸出電壓達(dá)到開環(huán)時的測量值，然后用示波器分寫測出、和的值，記入表中。3）將負(fù)載開路，保持輸入電壓大小不變，用示波器分別測出的值，記入表中。4）閉環(huán)時放大器的頻率特性測試同開環(huán)時的測試，即重復(fù)開環(huán)測試（5）步。5）由上述結(jié)果并根據(jù)上式計(jì)算出閉環(huán)時的、、和的實(shí)際值，記入表中。6）由波特圖測出上、下限頻率，計(jì)算通頻帶BW。四．負(fù)反饋放大電路仿真測試數(shù)據(jù)開環(huán)測試200.180.183.883.3120016510k1k0理論計(jì)算199.3456164.474410k37.3k1k0.23k1.66%閉環(huán)測試72.552.452.53.313.31554633k0.3k1.36%五、實(shí)驗(yàn)結(jié)論畫出仿真實(shí)驗(yàn)開環(huán)網(wǎng)絡(luò)與閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)的波特圖，比較它們的異同并簡要分析。開環(huán)的通頻帶較窄，且上限頻率較低；而閉環(huán)的通頻帶較寬，且上限頻率高。開環(huán)時BW=c42.330kHz閉環(huán)時BW=146.022kHz比較電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻和通頻帶在開環(huán)閉環(huán)時的差別，得到相應(yīng)結(jié)論。開環(huán)的電壓放大倍數(shù)比閉環(huán)的大，輸出電阻也比閉環(huán)的大，而輸入電阻卻是閉環(huán)的比開環(huán)的大，BW則是閉環(huán)比開環(huán)大。2.6功率放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）熟悉集成功率放大器的工作原理。（2）掌握測試集成功率放大器的性能指標(biāo)的方法，體會功率放大器的作用。二、實(shí)驗(yàn)電路及原理實(shí)驗(yàn)原理：在放大器的輸出端，電壓、電流和功率三者是相互伴隨而同時存在的，以提供足夠大的功率為主要目標(biāo)的放大器稱之為功率放大器，簡稱“功放”。其作用是把信號進(jìn)行功率放大，提供不失真的一定功率的信號，當(dāng)負(fù)載一定時，要求功率放大器輸出功率盡可能大，輸出非線性失真盡可能小?；緟?shù)：①直流電源供給功率直流電源的輸出電流隨輸入信號的幅度而變化②最大不失真輸出功率，是指在加大輸入信號，直至輸出電壓波形臨界失真為止時的輸出功率。③電路的最大效率④功率放大器的增益⑤功率放大器的帶寬：保持輸入信號幅值不變，逐漸增大和減小信號源的頻率，當(dāng)輸出電壓下降到中頻值的0.707時，所對應(yīng)的頻率，即為放大器的上限頻率fH和下限頻率fl。實(shí)驗(yàn)電路圖：三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容⑴在輸入端加1KHZ，峰峰值為20mV的正弦波信號看，調(diào)節(jié)滑動變阻器，逐漸加大輸入電壓的幅值直至用示波器觀察到的波形為臨界失真為止。用示波器測出和，讀出此時穩(wěn)壓電源所指的電源電壓和電流I，算出，，和，并將結(jié)果填入表中。⑵用波特圖繪制儀繪出網(wǎng)絡(luò)的波特圖，由波特圖讀出功率放大器的,記入表中。⑶將仿真電路圖中負(fù)載電阻阻止改為3.9，其余不變。重復(fù)步驟（1），計(jì)算出。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)功率放大器仿真測試數(shù)據(jù)記錄91.77mv3.017v30.337dB12v6.735mA80.82mw895.14991.768mv3.014v30.329dB12v6.735mA80.82mw430.511仿真結(jié)果圖：五、思考題1）什么是功率放大器？利用三極管的電流控制作用或場效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號變化的電流的放大器。2）它的基本參數(shù)有哪些？輸出功率、頻率響應(yīng)、失真、動態(tài)范圍、信噪比、輸出阻抗和阻尼系數(shù)3）它和運(yùn)算放大器有什么區(qū)別？運(yùn)放的精度高，許多和精度相關(guān)的指標(biāo)都很高，如輸入失調(diào)電壓、共模抑制比、開環(huán)增益等等，可以處理非常微弱的信號，但是除極少數(shù)型號以外通常輸出電流能力都不高；而功放主要是輸出較大的電流和功率，一般是用來處理有一定幅值的信號，所以對精度并沒有太高要求。六、注意事項(xiàng)及有關(guān)說明（1）功率放大器輸出電壓、電流都較大。（2）輸出功率較大時，功放集成電路會發(fā)燙。（3）功放電路信號較強(qiáng)，很容易發(fā)生自激振蕩。2.7集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解并掌握由集成運(yùn)算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運(yùn)算電路的功能。（2）掌握集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用，為綜合應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。（3）進(jìn)一步熟悉仿真軟件的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理及電路 集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級放大器件。當(dāng)外部接入有不同的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反饋電路時，可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數(shù)等模擬運(yùn)算電路。 在大多數(shù)情況下，將運(yùn)放視為理想的，即在一般地討論中，以下三條基本結(jié)論是普遍適用的：開環(huán)電壓增益Av=inf。運(yùn)算放大器的兩個輸入端電壓近似相等，即V+=V-,稱為“虛短”。運(yùn)算放大器同相和反相兩個輸入端的電流可視為零，即I+=I-=0，稱為“虛段”。反相加法電路。電路如下圖所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為,當(dāng)時，。加法電路2.差動放大電路（減法器）。減法器實(shí)際上是反相放大器和同相放大器的組合。其電路如下圖，并有當(dāng)，時，有如下關(guān)系式：3.積分運(yùn)算電路。反相積分電路如下圖，在理想條件下，輸出電壓等于式中是t=0時刻電容兩端的電壓值，即初始值。 如果Vi是輻值為E的階躍電壓，并設(shè)，則 即輸出電壓Vo和時間成正比。顯然RC的數(shù)值越大，達(dá)到給定的Vo值所需的時間就越長。積分輸出電壓所能達(dá)到的最大值受集成運(yùn)算放大器最大輸出范圍的限制。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）簡介 本次實(shí)驗(yàn)所采用的集成運(yùn)算放大器為，它是八腳雙列直插式組件，器管腳排列如圖2.7-6所示：1腳和5腳接調(diào)零電位器（由于集成運(yùn)算放大器性能比較好，在不要求特別精密的情況下，不接調(diào)零電位器，仍可正常完成交流運(yùn)算放大器的功能），2腳為反相輸入端，3腳為同相輸入端，4腳接負(fù)電源，6腳為輸出端，7腳接正電源，8腳為空腳。（二）計(jì)算機(jī)仿真 1.加法電路 （1）按加法電路圖連接好電路。雙擊函數(shù)發(fā)生器圖標(biāo)，將其頻率和幅值改為相應(yīng)的值。啟動仿真按鈕，雙擊示波器圖標(biāo)，可觀察波形，記錄輸出波形的幅值，頻率。（2）=100mV，=200mV（峰峰值），和均為頻率為1kHz的正弦信號，使輸出波形不失真，觀察并記錄結(jié)果。（3）=0.5V的直流電壓，同上，觀察輸出波形，記錄結(jié)果。下圖為兩個正弦波疊加的輸入及輸出：2.減法電路（1）按減法電路連接好。啟動仿真開關(guān)。觀察并記錄波形，幅值。（2）輸入=200mV，=500mV（峰峰值）頻率均為1kHz正弦信號，使輸出波形不失真，觀察并記錄結(jié)果。下圖為輸入?yún)?shù)及輸出波形：3.積分電路（1）按減法電路連接好。啟動仿真開關(guān)。觀察并記錄波形，幅值。（2）輸入方波，頻率為1kHz，幅度為，觀察輸出波形幅度，與理論值進(jìn)行比較。（3）改變積分時常數(shù)，使之增大或減小，觀察輸出信號幅度的變化及失真情況，進(jìn)一步掌握積分時常數(shù)RC對輸出的影響。下圖為輸入?yún)?shù)及輸出波形：四、實(shí)驗(yàn)思考與討論（1）在積分運(yùn)算電路中，如果輸入三角波，輸出會得到何種波形？（2）在反相相加電路中兩種輸入均為正弦波，輸出為何種波形？是否會得到正弦波？如可得到，則在何種情況下得到？（提示：從兩種輸入波形的相位來思考）同相位條件下可以得到正弦波2.8RC文氏電橋振蕩器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)習(xí)RC正弦波振蕩器的組成及其振蕩條件。（2）學(xué)會測量、調(diào)試振蕩器。二、實(shí)驗(yàn)原理及電路文氏電橋振蕩電路是一種較好的正弦波產(chǎn)生電路，適用于產(chǎn)生頻率小于1MHz，頻率范圍寬，波形較好的低頻振蕩信號。實(shí)驗(yàn)電路圖中構(gòu)成負(fù)反饋支路，的串并聯(lián)構(gòu)成正反饋支路并兼作選頻網(wǎng)絡(luò)，二極管構(gòu)成穩(wěn)幅電路。調(diào)節(jié)電位器可以改變負(fù)反饋的深度，消除二極管的非線性影響。若則振蕩頻率為。實(shí)驗(yàn)電路圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容⑴按實(shí)驗(yàn)電路圖連接好放在電路。⑵調(diào)節(jié)使為無明顯失真的正弦波，并觀察的值是否穩(wěn)定。用毫伏表測量和的有效值和頻率，并將結(jié)果記錄至表中。⑶保持其他參數(shù)不變，觀察和兩種情況下，分別測量的幅值和頻率，將數(shù)據(jù)記錄于表中，并于計(jì)算結(jié)果相比較。仿真電路圖：四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表一：正弦波振蕩器實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)起振振幅最大且不失真臨界失真4.25.29.28.195V8.836V9.847V表二：正弦波振蕩器實(shí)驗(yàn)測試數(shù)據(jù)2.036V6.111V1.0112.037V6.114V2.013五、實(shí)驗(yàn)思考與討論1)一個完整的RC正弦波振蕩電路有四部分組成，即放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。(1)放大電路具有一定的電壓放大倍數(shù)．其作用呈對選擇出來的某一頻率的信號進(jìn)行放大。根據(jù)電路需要可采用單級放大電路或多級放大電路。(2)反饋網(wǎng)絡(luò)是反饋信號所經(jīng)過的電路，其作用是將輸出信號反饋到輸入端，引入自激振蕩所需的正反饋，一般反饋網(wǎng)絡(luò)由線性元件R.L和C按需要組成。(3)選頻網(wǎng)絡(luò)具有選頻的功能，其作用是選出指定頻率的信號，以便使正弦波振蕩電路實(shí)現(xiàn)單一頻率振蕩。選頻網(wǎng)絡(luò)分為LC選頻網(wǎng)絡(luò)和RC選頻網(wǎng)絡(luò)。使用LC選頻網(wǎng)絡(luò)的正弦波振蕩電路，稱為LC振蕩電路；使用RC選頻網(wǎng)絡(luò)的正弦波振蕩電路，稱為RC振蕩電路。選頻網(wǎng)絡(luò)可以設(shè)置在放大電路中，也可以設(shè)置在反饋網(wǎng)絡(luò)中。(4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)具有穩(wěn)定輸出信號幅值的作用，以便使電路達(dá)到等幅振蕩，因此穩(wěn)幅環(huán)節(jié)是正弦波振蕩電路的重要組成部分。2)關(guān)于二極管的作用二極管接入前二極管接入后可見，二極管的接入避免了波形失真狀況的出現(xiàn)。3)波形產(chǎn)生電路中有電壓輸出，因?yàn)橛呻娮韬碗娙萁M成選頻網(wǎng)絡(luò)的RC振蕩器會產(chǎn)生自激振蕩現(xiàn)象，盡管沒有輸入電壓，但仍有輸出電壓產(chǎn)生。2.9有源濾波器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆赵诜抡媲闆r下測試濾波器的波特圖與上下限頻率掌握濾波器上下限頻率的測試方法，了解濾波器在實(shí)際中的應(yīng)用二、實(shí)驗(yàn)原理濾波器是具有頻率選擇功能的電路，它允許一定頻率范圍內(nèi)的信號通過，而對不需要傳送的頻率范圍的信號可以實(shí)現(xiàn)有效的抑制，從而“過濾”掉不需要的頻率信號，理想的濾波器通帶內(nèi)具有均勻而穩(wěn)定的增益，而在通帶以外具有無窮大的衰減。濾波器在通信、電子工程等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)有通帶和阻帶以及相應(yīng)的帶寬，通帶指標(biāo)有通帶的上線頻率和通帶傳輸系數(shù)。阻指標(biāo)通常為對外傳輸洗漱的衰減速度。通帶的上限頻率f為濾波器增益比通帶增益下降3dB時的頻率增益：傳輸系數(shù)：實(shí)驗(yàn)電路圖：三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容輸入，的正弦波信號，利用波特圖繪制儀繪制波特圖，記錄當(dāng)時輸入信號的頻率保持正弦波輸入信號的不變，僅改變其頻率，分別輸入用示波器分別觀察在這幾種輸入情況下的輸入信號與輸出信號的波形，記錄相應(yīng)的輸出電壓，計(jì)算的值，填入表格中。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析濾波器測試數(shù)據(jù)記錄測量頻率/Hz100200400600800758.883748.965504.568262.834150.9331.0731.0590.7140.3720.2130.6120.498-2.926-8.589-13.432截止頻率大小約為303.399HZ實(shí)驗(yàn)截圖：波特圖幅頻響應(yīng)100HZ輸入輸出波形圖SEQ100HZ輸入輸出波形圖\*ARABIC1200HZ輸入輸出波形圖2400HZ輸入輸出波形圖3600HZ輸入輸出波形圖4800HZ輸入輸出波形圖5仿真電路圖五、思考題什么是濾波器？它的基本參數(shù)有哪些？它在電路中起什么作用？怎樣根據(jù)不同的需要來選擇濾波器？（1)濾波器定義及作用：濾波器是具有頻率選擇功能的電路，它允許一定頻率范圍內(nèi)的信號通過，而對不需要傳送的頻率范圍的信號可以實(shí)現(xiàn)有效的抑制，從而“過濾”掉不需要的頻率信號，理想的濾波器通帶內(nèi)具有均勻而穩(wěn)定的增益，而在通帶以外具有無窮大的衰減。（2)主要參數(shù)有：濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)有通帶和阻帶以及相應(yīng)的帶寬，通帶指標(biāo)有通帶的上線頻率和通帶傳輸系數(shù)。阻指標(biāo)通常為對外傳輸洗漱的衰減速度。增益，傳輸系數(shù)，自然頻率.（3)選擇依據(jù)：濾波器可分為低通、高通、帶通、帶阻和全通等類型，根據(jù)不同的需求，配合相應(yīng)濾波器的特性設(shè)計(jì)所需的濾波器。2.10壓比較器與矩形波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)?zāi)康蘑帕私怆妷罕容^器的工作原理并熟悉遲滯比較器的原理和功能。⑵學(xué)習(xí)用集成運(yùn)算放大器組成的矩形波發(fā)生器的工作原理。⑶掌握集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用，為綜合應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。⑷進(jìn)一步熟悉仿真軟件的使用。實(shí)驗(yàn)原理及電路在熟悉放大器的基本運(yùn)算的基礎(chǔ)上了解由運(yùn)放組成的電壓比較器和占空可調(diào)的矩形波發(fā)生器。下圖是由集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的輸出脈沖寬度可調(diào)的矩形波發(fā)生器。設(shè)接通電源后輸出電壓=+二極管導(dǎo)通截止，經(jīng)向C充電，充電時間常數(shù)為C。當(dāng)電容兩端電壓略大于同向輸入端電壓時，輸出電壓跳變?yōu)?，二極管截止，導(dǎo)通，電容經(jīng)向輸出端放點(diǎn)，放電時間常數(shù)為C。當(dāng)略小于時，輸出電壓又跳變?yōu)?。如此周而復(fù)始的充放電，輸出電壓不斷翻轉(zhuǎn)，形成矩形波。輸出脈沖高電平的時間為輸出低電平的時間為震蕩頻率占空比可見，調(diào)節(jié)電位器，改變的大小，即可調(diào)節(jié)輸出脈沖的寬度。但由于受運(yùn)算放大器上升速率的限制，不能得到太窄的矩形波。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟本次實(shí)驗(yàn)采用的集成運(yùn)算放大器為計(jì)算機(jī)仿真部分：占空比可調(diào)的方波1)調(diào)出圖示的元器件，單擊菜單欄的Place，選Component，再從彈出的對話框的Group欄中選Diodes，F(xiàn)amily欄中選DIODE，在Component欄中選1BH62,挑出二極管。2)按圖示電路連線，啟動仿真開關(guān)。3)用示波器觀察、的波形，畫出波形比較它們的相位關(guān)系4)用示波器測出、的幅值和頻率。5)調(diào)節(jié)電位器，可雙擊圖標(biāo)將彈出的對話框的Key欄設(shè)置成A，Incerement欄改成5%，這兩個參數(shù)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)。這樣按住“A”鍵，電位器以5%的速率增長。按住“shift+A”鍵，電位器以5%的速率減小。用示波器觀察輸出電壓的變化，當(dāng)時（占空比D=50%）,測量電阻的大小，分析實(shí)測值與理論值的誤差。實(shí)驗(yàn)報告及要求(1)完成仿真實(shí)驗(yàn)部分的內(nèi)容(2)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出輸入輸出波形圖（注意波形間的相位關(guān)系）。(3)將理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測數(shù)據(jù)相比較，分析產(chǎn)生錯誤或誤差的原因。(4)分析討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。3.2函數(shù)信號發(fā)生器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握正弦波、方波、三角波等信號發(fā)生電路的工作原理和設(shè)計(jì)方法。（2）進(jìn)一步熟悉和掌握集成運(yùn)算放大電路在