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文檔簡介
目錄第一章基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)一單級共射放大電路2實(shí)驗(yàn)二射極跟隨電路7實(shí)驗(yàn)三電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路10實(shí)驗(yàn)四差動放大電路14實(shí)驗(yàn)五集成電路RC正弦波振蕩器18實(shí)驗(yàn)六集成功率放大器22實(shí)驗(yàn)七共射共集放大電路26實(shí)驗(yàn)八比例求和運(yùn)算電路30實(shí)驗(yàn)九微分積分電路36實(shí)驗(yàn)十電壓比較器39第二章選作實(shí)驗(yàn)44實(shí)驗(yàn)一集成穩(wěn)壓電路44實(shí)驗(yàn)二互補(bǔ)對稱功率放大器47實(shí)驗(yàn)三波形發(fā)生電路51實(shí)驗(yàn)四RC正弦波振蕩器57實(shí)驗(yàn)五有源濾波器59實(shí)驗(yàn)六整流濾波及穩(wěn)壓電路62實(shí)驗(yàn)七串聯(lián)穩(wěn)壓電路68實(shí)驗(yàn)八電流/電壓轉(zhuǎn)換電路71實(shí)驗(yàn)九電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路74實(shí)驗(yàn)十場效應(yīng)管放大電路78實(shí)驗(yàn)十一光電耦合電路81實(shí)驗(yàn)十二兩級阻容耦合放大電路83實(shí)驗(yàn)十三LC振蕩器及選頻放大器84實(shí)驗(yàn)十四波形轉(zhuǎn)換電路88第一章基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一單級共射放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握單級共射放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測量和調(diào)整方法。2了解電路參數(shù)變化對靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。3掌握單級共射放大電路動態(tài)指標(biāo)的測量方法。4學(xué)習(xí)幅頻特性的測量方法。二、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)單級共射放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置。2根據(jù)圖11所示參數(shù),估算獲得最大不失真輸出電壓的靜態(tài)工作點(diǎn)Q。(設(shè)50)。3復(fù)習(xí)模擬電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻以及輸出電阻的計(jì)算方法。4復(fù)習(xí)飽和失真和截止失真的產(chǎn)生原因,并分析判斷該實(shí)驗(yàn)電路在哪種情況下可能產(chǎn)生飽和失真在哪種情況下可能產(chǎn)生截止失真三、實(shí)驗(yàn)原理1、參考實(shí)驗(yàn)電路(注意)實(shí)驗(yàn)所需全部電容、三極管已焊接,實(shí)驗(yàn)連線時(shí)再不用連接。圖11單級共射放大電路如圖11所示,其中三極管選用硅管3DG6,電位器RP用來調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。2、靜態(tài)工作點(diǎn)的測量輸入交流信號為零(VI0或II0)時(shí),電路處于靜態(tài),三極管各電極有確定不變的電壓、電流,在特性曲線上表現(xiàn)為一個(gè)確定點(diǎn),稱為靜態(tài)工作點(diǎn),即Q點(diǎn)。一般用IB、IC和VCE(或IBQ、ICQ和VCEQ)表示。實(shí)際應(yīng)用中,直接測量ICQ需要斷開集電極回路,比較麻煩,所以通常的做法是采用電壓測量的方法來換算電流先測出發(fā)射極對地電壓VE,再利用公式ICQIEQ,算出ICQ。(此法應(yīng)選用內(nèi)阻較高的電壓表。)EVR在半導(dǎo)體三極管放大器的圖解分析中已經(jīng)學(xué)習(xí)到,為了獲得最大不失真的輸出電壓,靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)該選在輸出特性曲線上交流負(fù)載線的中點(diǎn)。若靜態(tài)工作點(diǎn)選得太高,容易引起飽和失真;反之又引起截止失真(如圖12所示)。對于線形放大電路,這兩種工作點(diǎn)都是不合適的,必須對其頸性調(diào)整。此實(shí)驗(yàn)電路中,即通過調(diào)節(jié)電位器RP來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整RP調(diào)小,工作點(diǎn)增高;RP調(diào)大,工作點(diǎn)降低。值得注意的是,實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)避免輸入信號過大導(dǎo)致三極管工作在非線性區(qū),否則即使工作點(diǎn)選擇在交流負(fù)載線的中點(diǎn),輸出電壓波形仍可能出現(xiàn)雙向失真。QQQICQVCEQVCE/VIC/MAVCE/VIC/MATT交流負(fù)載線圖123、電壓放大倍數(shù)的測量電壓放大倍數(shù)是指輸出電壓與輸入電壓的有效值之比VAVAOIV實(shí)驗(yàn)中可以用萬用表分別測量出輸入、輸出電壓,從而計(jì)算出輸出波形不失真時(shí)的電壓放大倍數(shù)。同時(shí),對于圖11所示電路參數(shù),其電壓放大倍數(shù)和三極管輸入電阻分別為VBER;CLVBE1/ERARBE26301EQMVRIA4、輸入電阻的測量輸入電阻的測量原理如圖13所示。VIVS被測放大電路RIRRSII圖13測試輸入電阻原理圖電阻R的阻值已知,只需用萬用表分別測出R兩端的電壓和,即有SVI/IIIIISISIVIR的阻值最好選取和同一個(gè)數(shù)量級,過大易引入干擾;太小則易引起較大的測量誤差。I5、輸出電阻的測量輸出電阻的測量原理如圖14所示。令RL開路用萬用表分別測量出輸出端開路電壓和接入負(fù)載RL電阻上的電壓,則輸OVOLV出電阻可通過計(jì)算求得。(取和的阻值為同一數(shù)量級以使測量值盡可能精確)ORLROOLLOVOLRRVSRSRLROVS被測放大電路VO圖14測試輸出電阻原理圖6、幅頻特性的測量在輸入正弦信號情況下,放大電路輸出隨輸入信號頻率連續(xù)變化的穩(wěn)態(tài)響應(yīng),稱為該電路的頻率響應(yīng)。其幅頻特性即指放大器的增益與輸入信號頻率之間的關(guān)系曲線。一般采用逐點(diǎn)法進(jìn)行測量。在保持輸入信號幅度不變的情況下,改變輸入信號的頻率,逐點(diǎn)測量對應(yīng)于不同頻率時(shí)的電壓增益,用對數(shù)坐標(biāo)紙畫出幅頻特性曲線。通常將放大倍數(shù)下降到中頻電壓放大倍數(shù)的0707倍時(shí)所對應(yīng)的頻率稱為上、下限截止頻率(、)。HFLBWFHFLFH稱為帶寬,如圖15所示。03DB20LG|AV|/DB帶寬220406020210221032104F/HZFLFH圖15四、實(shí)驗(yàn)連線1、(注意)圖11實(shí)驗(yàn)所需全部電容、三極管已焊接,實(shí)驗(yàn)連線時(shí)再不用連接。2、(注意)圖11實(shí)驗(yàn)時(shí)33K可不接,接上是為了幫助測輸入電阻。3、按圖11所需定值電阻與實(shí)驗(yàn)庫板對應(yīng)定值電阻用短實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,可調(diào)電阻與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)100K用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,電源12V,GND用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,信號輸入與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)信號源輸出端用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1單級共射放大電路,經(jīng)檢查無誤后,按通預(yù)先調(diào)整好的直流電源12V,地線。2測試電路在線性放大狀態(tài)時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)從信號發(fā)生器輸出F1KHZ,VI30MV(有效值)的正弦電壓到放大電路的輸入端,將放大電路的輸出電壓接到雙蹤示波器Y軸輸入端,調(diào)整電位器RP,使示波器上顯示的VO波形達(dá)到最大不失真,然后關(guān)閉信號發(fā)生器,即VI0,測試此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn),填入表11中。表11VE/VICQ/MAVE/REVCEQ/VVBE/V3測試電壓放大倍數(shù)AV(1)從信號發(fā)生器送入F1KHZ,VI30MV的正弦電壓,用萬用表測量輸入電壓VO,計(jì)算電壓放大倍數(shù)AVVO/VI。(2)用示波器觀察VI和VO電壓的幅值和相位。把VI和VO分別接到雙蹤示波器的CH1和CH2通道上,在熒光屏上觀察它們的幅值大小和相位。4了解由于靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置不當(dāng),給放大電路帶來的非線性失真現(xiàn)象調(diào)節(jié)電位器RP,分別使其阻值減少或增加,觀察輸出波形的失真情況,分別測出相應(yīng)的靜態(tài)工作點(diǎn),測量方法同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2,將結(jié)果填入表12中。表12靜態(tài)工作點(diǎn)工作狀態(tài)輸出波形ICQ/MAVCEQ/VVBE/V5測量單級共射放大電路的通頻帶(1)當(dāng)輸入信號F1KHZ,VI30MV,RL51K,在示波器上測出放大器中頻區(qū)的輸出電壓VOPP或計(jì)算出電壓增益。(2)增加輸入信號的頻率(保持VI30MV不變),此時(shí)輸出電壓將會減小,當(dāng)其下降到中頻區(qū)輸出電壓的0707(3DB)倍時(shí),信號發(fā)生器所指示的頻率即為放大電路的上限頻率FH。(3)同理,降低輸入信號的頻率(保持VI30MV不變),輸出電壓同樣會減小,當(dāng)其下降到中頻區(qū)輸出電壓的0707(3DB)倍時(shí),信號發(fā)生器所指示的頻率即為放大電路的下限頻率。LF(4)通頻帶BWHFL6輸入電阻RI的測量按圖13接入電路。取R1K,用萬用表分別測出VS和VI,則IISIVR此外,還可以用一個(gè)可變電阻箱來代替R,調(diào)節(jié)電阻箱的值,是VI1/2VS,則此時(shí)電阻箱所示阻值即為RI的阻值。這種測試方法通常稱為“半壓法”。7輸出電阻RO的測量按圖14接入電路。取RL51K,用萬用表分別測出RL時(shí)的開路電壓VO及RL51K時(shí)的輸出電壓VOL,則OLOVRR六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1認(rèn)真記錄和整理測試數(shù)據(jù),按要求填入表格并畫出波形圖。2對測試結(jié)果進(jìn)行理論分析,找出產(chǎn)生誤差的原因。七、實(shí)驗(yàn)思考題1加大輸入信號時(shí),輸出波形可能會出現(xiàn)哪幾種失真分別是由什么原因引起的IV2影響放大器低頻特性的因素有哪些采取什么措施使降低LFLF3提高電壓放大倍數(shù)會受到哪些因素限制VA4測量輸入電阻、輸出電阻時(shí),為什么測試電阻R要與或相接近IROIO5調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí),要用一個(gè)固定電阻和電位器串聯(lián),而不能直接用電位器,為什么1B八、實(shí)驗(yàn)器材模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱一臺雙蹤示波器一臺萬用表一臺連線若干其中,模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源模塊,元器件模組以及“單級共射放大電路”電路模板實(shí)驗(yàn)二射極跟隨電路一、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)的測試方法二、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)的書中有關(guān)射極跟隨器的內(nèi)容,理解射極跟隨器的工作原理及其特點(diǎn)。2根據(jù)圖21估算共集放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)及輸入、輸出電阻。三、實(shí)驗(yàn)原理與參考電路圖21是共集電路放大器的原理圖。由交流通路可見,三極管的負(fù)載加在發(fā)射極上,其輸入電壓加在基極和地即集電極之間,而輸出電壓取自于發(fā)射極和地之間(集電極為交流地),所以集電極是輸入,輸出電路的共同端點(diǎn)。因?yàn)槭前l(fā)射極把信號輸出去,所以共集電極電路又稱為射極跟隨器。(注意)實(shí)驗(yàn)所需全部電容、三極管已焊接,實(shí)驗(yàn)連線時(shí)再不用連接圖21射極跟隨器,即共集電集電路,是一個(gè)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路,它具有輸入阻抗高,輸出阻抗低,輸出電壓能否在較大范圍內(nèi)跟隨輸入電壓作線性變化以及輸入輸出信號同相位等特點(diǎn)。1、電壓放大倍數(shù)接近于1VA1/OELVIBEVRR一般,故射極輸出器的電壓放大倍數(shù)接近1而略小于1,這是深度1/ELRBER電壓負(fù)反饋的結(jié)果。但它的射極電流仍然比基極電流大倍,所以它具有一定的電流和功率放大作用。輸出電壓和輸入電壓基本同相。具有良好的跟隨特性。2、輸入電阻高電壓跟隨器的輸入電阻的小信號等效電路,可計(jì)算出其輸入電阻為/1IBPBELRRR一般情況下,上次約等于BELR/IBPLR由此可見,與共射極基本放大電路相比,電壓跟隨器的輸入電阻高得多,其物理本質(zhì)是由于輸入回路中除了信號電壓外,還有輸出電壓,因此從BJT的發(fā)射結(jié)來看,所得的凈輸入電壓IVOV。比無射極電阻時(shí)減少了,所以盡管很大,但在放大電路輸入回路中產(chǎn)生的基極電BEIOVI流依然很小,因此從放大電路輸入端來看,就呈現(xiàn)出一個(gè)很大的輸入電阻。3、輸出電阻低將電壓源頭置零,保留其內(nèi)阻,不要負(fù)載,在輸出端加一個(gè)電壓U,求出其電流后SSRL可得到輸出電阻。/1SBEOER通常有11SBEERR所以/SBEOR這表明,電壓跟隨器的輸出電阻是很低的,一般在幾十歐到幾百歐的范圍內(nèi),為了降低輸出電阻,應(yīng)選用較大的BJT。四、實(shí)驗(yàn)連線1、(注意)圖11實(shí)驗(yàn)所需全部電容、三極管已焊接,實(shí)驗(yàn)連線時(shí)再不用連接。2、按圖11所需定值電阻與實(shí)驗(yàn)庫板對應(yīng)定值電阻用短實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,可調(diào)電阻與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)100K用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,電源12V,GND用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,信號輸入與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)信號源輸出端用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照圖21接線,51K可不接,并按照下列公式計(jì)算Q點(diǎn),然后計(jì)算出晶體管各級對地的電壓。1CBBEVIRCBIEEV1、用直流電壓表測量晶體管各級對地的電壓,將測量結(jié)果記入表21,在整個(gè)測試過程中保持值不變(不變)。BREI表21直流工作點(diǎn)調(diào)整記錄表BVCEVECEIMAR2、測量電壓放大倍數(shù)。調(diào)信號源,使VI02V(用毫伏表測量),接上負(fù)載,用交流毫伏表測,記1FKHZLOLV入表22。表22測量電壓放大倍數(shù)記錄表IVOLVOLVIVA023、測量輸出電阻OR在上述條件下,斷開負(fù)載,用毫伏表測量,完成表23LOV表23測量輸出電阻記錄表IVL1OLRK4、測量輸入電阻IR在上述條件下,測量,完成表24S表24測量輸入電阻記錄表SVIIISVRK5、測試跟隨特性接入負(fù)載,調(diào)節(jié)信號源使的,逐步增大信號幅度,用示波器監(jiān)視輸出波形直至LRI1FKHZ輸出波形達(dá)最大,并不失真,測量對應(yīng)的值,記入表45中。OLV表25測試跟隨特性記錄表IFKHZ6、測試頻率響應(yīng)特性輸入信號02V,并保持不變,改變輸入信號頻率,用示波器監(jiān)視輸出波形,用交流毫伏表IV測量不同頻率下的輸出電壓值,完成表26。OL表26測試頻率響應(yīng)記錄表FKHZOLV六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1畫出實(shí)驗(yàn)電路的直流電路和交流小信號等效電路。2將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列成表格,與計(jì)算值進(jìn)行比較。七、思考題畫出圖41的交流小信號等效電路,根據(jù)交流小信號電路求出圖41的輸出電阻表達(dá)式。八、實(shí)驗(yàn)元、器件模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱一臺雙蹤示波器一臺萬用表一臺交流毫伏表一臺連線若干其中,模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源模塊,元器件模組以及“射極跟隨電路”模板。實(shí)驗(yàn)三電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解負(fù)反饋對放大電路性能的影響。2掌握放大電路開環(huán)與閉環(huán)特性的測試方法。二、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)電壓串聯(lián)負(fù)反饋的有關(guān)章節(jié),熟悉電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的工作原理以及對放大電路性能的影響。2估算圖31所示電路在有反饋和無反饋時(shí)的電壓放大倍數(shù)的大小。設(shè)50,RP60K12。3估算圖31所示電路在有反饋和無反饋時(shí)的輸入電阻和輸出電阻。4自擬實(shí)驗(yàn)記錄表格。三、實(shí)驗(yàn)原理與參考電路1參考電路如圖31所示。圖31注意實(shí)驗(yàn)所用電容、三極管已焊接,無需連線。負(fù)反饋有四種類型電壓串聯(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。本實(shí)驗(yàn)電路由兩級共射放大電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋,構(gòu)成負(fù)反饋放大器。其中反饋電阻RF10K。2、電壓串聯(lián)負(fù)反饋對放大器性能的影響(1)引入負(fù)反饋降低了電壓放大系數(shù)1VVFAF式中,是反饋系數(shù),是放大器不引入級間反饋時(shí)VF1FEVOFVRFV的電壓放大倍數(shù)(即,但要考慮反饋網(wǎng)絡(luò)阻抗的影響),其值可由圖32所示的交流等效電0F路求出。設(shè),則有112/BBSRR111LVSBEERAR2212LVBEVVRA式中第一級交流負(fù)載電阻1212122/LCICBBERRRR第二級交流負(fù)載電阻22111/LCFELEEFRR從式中可知,引入負(fù)反饋后,電壓放大倍數(shù)比沒有負(fù)反饋時(shí)的電壓放1VVFAFVFA大倍數(shù)降低了()倍,并且愈大,放大倍數(shù)降低愈多。VV1VAFVS求AV的交流等效電路RSRB11RB12RE1RFRBE1I1BIC1OVRC1RB21RB22BIRC2RFRE1RL2OVRPI2CI(2)負(fù)反饋可提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性該式表明引入負(fù)反饋后,放大器閉環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量比開環(huán)放大倍數(shù)的相FAFDA對變化量減少了(1AF)倍,即閉環(huán)增益的穩(wěn)定性提高了(1AF)倍。DA(3)負(fù)反饋可擴(kuò)展放大器的通頻帶引入負(fù)反饋后,放大器閉環(huán)時(shí)的上、下截止頻率分別為1HFHLLFAFFF可見,引入負(fù)反饋后,向高端擴(kuò)展了倍,從而加寬了通頻帶。HF1(4)負(fù)反饋對輸入阻抗、輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸入阻抗、輸出阻抗的影響比較復(fù)雜。不同的反饋形式,對阻抗的影響不一樣。一般而言,串聯(lián)負(fù)反饋可以增加輸入阻抗,并聯(lián)負(fù)反饋可以減小輸入阻抗;電壓負(fù)反饋將減小輸出阻抗,電流負(fù)反饋可以增加輸出阻抗。圖31電路引入的是電壓串聯(lián)負(fù)反饋,對整個(gè)放大器電路而言,輸入阻抗增加了,輸出阻抗降低了。它們的增加和降低程度與反饋深度(1AF)有關(guān),在反饋環(huán)內(nèi)滿足1IFIOFRAF(5)負(fù)反饋能減小反饋環(huán)內(nèi)的非線性失真綜上所述,在放大器引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后,不僅可以提高放大器放大倍數(shù)的穩(wěn)定性,還可以擴(kuò)展放大器的通頻帶,提高輸入電阻和降低輸出電阻,減小非線性失真。四、實(shí)驗(yàn)連線1、(注意)圖中實(shí)驗(yàn)所需全部電容、三極管已焊接,實(shí)驗(yàn)連線時(shí)再不用連接。2、按圖所需定值電阻與實(shí)驗(yàn)庫板對應(yīng)定值電阻用短實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,可調(diào)電阻與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)100K用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,電源12V,GND用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,信號輸入與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)信號源輸出端用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1按圖31組裝電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路,調(diào)整Q1,Q2靜態(tài)工作點(diǎn)方法同實(shí)驗(yàn)一。輸入端加,30MV的正弦電壓,輸出接示波器CH2,觀察輸出電壓波形是否有自激振蕩,若有自激,F(xiàn)KHZ可在Q2的基極B2和集電極C2之間加消振電容,其容量約為200PF。確認(rèn)輸出電壓無自激,不失真,關(guān)閉信號源(使VI0),測量和記錄Q1、Q2的靜態(tài)工作點(diǎn),記錄表格自擬。2研究負(fù)反饋對放大器性能的影響(1)觀察負(fù)反饋對放大器電壓放大倍數(shù)的影響將開關(guān)S接地或接E1,分別測量基本放大器的電壓放大倍數(shù)AV和負(fù)反饋放大器的電壓放大倍數(shù)AVF。(2)研究負(fù)反饋對放大器電壓放大倍數(shù)穩(wěn)定性的影響當(dāng)電源電壓VCC由12V降低到9V(或增加到15V)時(shí),其他條件同上,分別測量相應(yīng)的AV和AVF,按下列公式計(jì)算電壓放大倍數(shù)的穩(wěn)定度,并進(jìn)行比較。12910VVVFVFFAV(3)觀察負(fù)反饋對非線性失真的影響開環(huán)狀態(tài)下,保持輸入信號頻率,用示波器觀察輸出波形剛剛出現(xiàn)失真時(shí)的情況,記1FKHZ錄VO的幅值。然后加入負(fù)反饋形成閉環(huán),并加大,使幅值達(dá)到開環(huán)時(shí)相同值,再觀察輸出波IVO形的變化情況。對比以上兩種情況,得出結(jié)論。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1認(rèn)真整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形,填入自擬表格中。2分析實(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。七、思考題1測量基本放大器的各項(xiàng)指標(biāo)時(shí),為什么只需將開關(guān)S接地2能否說越大,負(fù)反饋效果越好對多級放大器應(yīng)從末級向輸入級引負(fù)反饋,這樣做AF可以嗎為什么八、實(shí)驗(yàn)元、器件模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱一臺雙蹤示波器一臺萬用表一臺連線若干其中,模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源模塊,元器件模組以及“電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路”模板。實(shí)驗(yàn)四差動放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉差動放大器的工作原理。2掌握差動放大器的基本測試方法。3掌握差動放大電路的動態(tài)參數(shù)測量方法。4學(xué)會設(shè)計(jì)具有恒流源的差分放大氣及電路的調(diào)試。二、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)差分放大器工作原理及其性能分析方法。2閱讀實(shí)驗(yàn)原理,熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟。3估算圖41所示電路的靜態(tài)工作點(diǎn),設(shè)各三極管及電壓放大倍數(shù)。30,1BERK4在圖41的基礎(chǔ)上畫出單端輸入和共模輸入的電路。三、實(shí)驗(yàn)原理與參考電路(注意實(shí)驗(yàn)所用三極管已焊接,3K、13K、75K已焊接,無需連線)圖41帶恒流源的差分放大電路實(shí)驗(yàn)電路見圖51,這是一個(gè)帶恒流源的差動放大電路。它具有靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定、對共模信號有高抑制能力,而對差模信號有放大能力的特點(diǎn)。根據(jù)結(jié)構(gòu),該電路有四種形式單端輸入、單端輸出;單端輸入、雙端輸出;雙端輸入、單端輸出和雙端輸入、雙端輸出。雙端輸出的差模放大倍數(shù)為CVDBERAR而共模放大倍數(shù),共模抑制比。單端輸出時(shí),差模放大倍數(shù)為雙0VCAVDCMRCK端輸出的一半,即12VDCVDVDBEARR而共模放大倍數(shù),為恒流源的等效電阻。2CVCERAE四、實(shí)驗(yàn)連線1、注意實(shí)驗(yàn)所用三極管已焊接,3K、13K、75K已焊接,無需連線2、按圖41所需定值電阻與實(shí)驗(yàn)庫板對應(yīng)定值電阻用短實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,可調(diào)電阻與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)100K用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,電源12V,GND用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,信號輸入與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)信號源輸出端用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1按照實(shí)驗(yàn)原理圖41,將圖42各部分連接成以下實(shí)驗(yàn)中不同輸入輸出所需的差分電路。VI12VCC12VVCC12VVEE12VRB1510RC110KRC210KRP1330RERB251010KRE33KRE413KRP210K75K10KVORL10KT19013T29013T39013T49013ABAB圖42帶恒流源差分放大電路的連接線路圖2測量靜態(tài)工作點(diǎn);1放大器的調(diào)零將輸入端短路并接地,接通直流電源12V,調(diào)節(jié)調(diào)零電位器(已經(jīng)連接好做實(shí)驗(yàn)時(shí)1PR不用再連線,用來控制調(diào)節(jié)電路的對稱性來抑制零點(diǎn)漂移),RL負(fù)載可不接,用萬用表測量,1CV之間的電壓V。,使雙端輸出電壓。2C0OV2測量靜態(tài)工作點(diǎn)零點(diǎn)調(diào)好后,用萬用表測量T1,T2,T3晶體管的各極對地電壓并填入表41中。表51對地電壓1CV23C1BV23B1EV23E測量值(V)3測量差模直流電壓放大倍數(shù)在輸入端加入直流電壓信號。按表42要求測量并記錄,由測量數(shù)據(jù)算出單端01IDV和雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。注意先調(diào)好DC信號的OUT1和OUT2,使其數(shù)據(jù)分別為十01V和01V再接入、。1IV2I表42差模輸入測量值計(jì)算值測量及其計(jì)算值輸入信號1CV2CVO雙()C1AD雙0OV4測量共模直流電壓放大倍數(shù)將兩個(gè)輸入瑞短接,接到直流信號源的輸入端,信號源另一端接地;DC信號先后接OUTL和OUL2,分別測量并填入表43中。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(jìn)一步算出共模抑制比CMRR的絕對值。DCA表43共模輸入測量值計(jì)算值測量及其計(jì)算值輸入信號1CV2CO雙()C2AD雙0ODCMR5測量交流信號差模電壓放大倍數(shù)1斷開直流信號源,將信號發(fā)生的輸出瑞接入三極管T1,T2的兩個(gè)輸入端,構(gòu)成雙端輸入,調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的頻率正弦信號,其輸出幅值調(diào)至0V,用示波器觀察輸出端。1FKHZ接通12V的電源,增大信號發(fā)生的輸出電壓用示被器觀察輸出波形,在輸出波形不出現(xiàn)IV失真的情況下,用毫伏表測和T1,T2的輸出,。記入表44中。IV1O22從T1的輸入端加入正弦交流傳號分別測量、記錄單端及雙端輸出電50,IMVFKHZ壓,填入表45中計(jì)算雙端的差模放大倍數(shù)。注意輸入交流信號時(shí)用示波器監(jiān)視,波形,若出現(xiàn)失真現(xiàn)象時(shí),可減小輸入電壓1O2V值,使,都不失真為止。1OV2表44輸入VIVC1(V)VC2(V)AD1VC1/VIVOADVO/VIAD2VC2/VI表45測量儀計(jì)算值電壓值放大倍數(shù)輸入信號VC1VC2VO正弦信號VI六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)計(jì)算圖41電路的靜態(tài)工作點(diǎn),與預(yù)習(xí)計(jì)算結(jié)果比較2整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算各種接法的AD,并與理論計(jì)算相比較。3計(jì)算實(shí)驗(yàn)步驟3中AC和CMRR值。4總結(jié)差放電路的性能和特點(diǎn)。七、思考題1習(xí)差動放大器的工作原理。重點(diǎn)復(fù)習(xí)帶恒流源的差動放大器助工作原理。2論估算圖41所示電路的靜態(tài)工作點(diǎn)各級的ICO和。CEOV3算圖41所示電路的差模放大倍數(shù)和單端輸出時(shí)的共模放大倍數(shù)。4動放大器的差模輸出電壓是與輸入電壓的差還是和成正比5到差動放大器兩管基極的輸入信號幅值相等,相位相同時(shí),輸出電壓等于多少6動放大器對差模輸入倍號起放大作用,還是起抑制作用7假設(shè)差動放大器的TL集電極為輸出端。試指出該放大器的反相輸入端和同相輸入端。八、實(shí)驗(yàn)器材模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱一臺雙蹤示波器一臺萬用表一臺連線若干其中,模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源模塊,元器件模組以及“差動放大電路”模板。實(shí)驗(yàn)五集成電路RC正弦波振蕩器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握橋式RC正弦波振蕩器的電路構(gòu)成原理。2熟悉正弦波振蕩器的高速測試方法。3觀察RC參數(shù)對振蕩頻率的影響,學(xué)習(xí)振蕩頻率的測定方法。二、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)RC橋式振蕩器的工作原理。2圖52所示電路中,調(diào)節(jié)R1起什么作用,兩個(gè)二極管起什么作用三、實(shí)驗(yàn)原理與參考電路1基本RC橋式振蕩電路如圖51所示,它由兩部分組成,即放大電路和選頻網(wǎng)絡(luò)。由圖中可知由于Z1、Z2VF和R1、RF正好形成一個(gè)四臂電橋,因此這種振蕩電路常稱為RC橋式振蕩電路。AZ1Z2CCRRR1FVOIFV圖51RC橋式振蕩電路由圖可知,在時(shí),經(jīng)RC反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭\(yùn)放同相端的電壓與同相,即有和。這樣,放大電路和由Z1、Z2組成的反饋網(wǎng)絡(luò)剛好形成正反饋系統(tǒng),可以滿足相位平衡條件,因而有可能振蕩。實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅的方法是使電路的RF/R1值隨輸出電壓幅度增大而減小。起振時(shí)要求放大器的增益3,例如,RF用一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻代替,當(dāng)輸出電壓增加使RF的功耗增大時(shí),熱敏電阻RF減小,放大器的增益下降,使的幅值下降。如果參數(shù)選擇合適,可使輸出電壓幅值基本恒定,且波形失真較小。由于集成運(yùn)放接成同相比例放大電路,它的輸出阻抗可視為零,而輸入阻抗遠(yuǎn)比RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的阻抗大得多,可忽略不計(jì),因此,振蕩頻率即為RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的。RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成正弦振蕩電路的正反饋,在處,正反饋系數(shù),而R1和RF當(dāng)構(gòu)成電路中的負(fù)反饋,反饋系數(shù)。F與F的關(guān)系不同,導(dǎo)致輸出波形的不同。2如圖52,RC橋式振蕩電路由RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和同放大電路組成,圖中RC選頻網(wǎng)絡(luò)形成正反饋電路,并由它決定振蕩頻率F0,R3和RP形成負(fù)反饋回路,由它決定起振的幅值條件和調(diào)節(jié)波形的失真與穩(wěn)幅控制。在滿足的條件下,該電路的1212,RC振蕩頻率0FR起振幅值條件13ABVFA即2BAR式中為二極管的正向動態(tài)電阻。43,/BDRR四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1(注意)圖52實(shí)驗(yàn)所需全部電容已焊接,實(shí)驗(yàn)連線時(shí)再不用連接,按圖52所需定值電阻與實(shí)驗(yàn)庫板對應(yīng)定值電阻用短實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,可調(diào)電阻與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)33K用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,電源12V,12V,GND用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連。2用示波器觀察輸出波形。A1R110KVOR210KC101FC201FRP33KR33KR410K圖523按表51內(nèi)容測試數(shù)據(jù)表51R1C1F10K01U測量值估算值10K0047U20K01U4調(diào)整RP觀察波形的變化。5解出兩只二極管,再調(diào)整RP,觀察波形變化,分析出現(xiàn)現(xiàn)象的原因,及二極管的作用。圖52所示電路中,改變振蕩頻率時(shí)為保持其振蕩條件不被破壞,必須使兩個(gè)電阻或兩個(gè)電容同步調(diào)節(jié),使工藝增加了難度,采用圖53所示電路,就可以只調(diào)一個(gè)電阻,即可調(diào)頻,又可以保持振蕩條件。圖53(1)(注意)圖53實(shí)驗(yàn)所需全部電容已焊接,實(shí)驗(yàn)連線時(shí)再不用連接,按圖53所需定值電阻與實(shí)驗(yàn)庫板對應(yīng)定值電阻用短實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,可調(diào)電阻與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)22K用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,電源12V,12V,GND用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連。(2)調(diào)節(jié)RP2,使電路起振,輸出電壓幅度浮動(3)調(diào)整RP1,記錄輸出電壓V0的頻率變化范圍,同時(shí)觀察波變化情況。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析、比較兩電路的優(yōu)缺點(diǎn)。2分析理論計(jì)算填寫實(shí)驗(yàn)值誤差的原因。3分析反饋電位器及二極管的作用,用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)加以說明。六、思考題1圖54中,正反饋文路是由_組成,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)且_特性,要改變振蕩頻率,只要改變_或_的數(shù)值即可。2圖54中,1RP和R1組成_反饋,其中_是用來調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù),使AU3的。A1R110KC201F1RP100KVOC101FR22K2RP22K圖54七、實(shí)驗(yàn)元件與儀器模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱一臺雙蹤示波器一臺萬用表一臺連線若干其中,模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源模塊,元器件模組以及“集成電路RC正弦波振蕩器”模板。實(shí)驗(yàn)六集成功率放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉功率放大電路的特點(diǎn)。2掌握集成功率放大器的主要性能及測量方法。3增加對音頻放大的認(rèn)識。二、預(yù)習(xí)要求1分析圖61所示電路中各三極管工作狀態(tài)及交越失真情況。2電路一中若不加輸入信號。V2、V3管的功耗是多少3電阻R4、R5的作用是什么有什么特殊要求4復(fù)習(xí)集成功放工作原理,若電路圖122中VCC12V、RL8,估算該電路的PCM、PV值。5根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容自擬實(shí)驗(yàn)步驟及記錄表格。三、實(shí)驗(yàn)原理及參考電路1功率放大器的特點(diǎn)和分類功率放大器的作用是給某些電子設(shè)備中換能器提供一定的輸出功率,如收音機(jī)中的揚(yáng)聲器、繼電器中的電感線圈等。當(dāng)負(fù)載一定時(shí),希望輸出的功率盡可能大,輸出信號的非線性矢量盡可能小,效量盡可能高。功率放大器根據(jù)三極管的靜態(tài)工作電流的不同,可分為甲類、乙類、甲乙類三種。甲類功率放大器的電流IC0,三極管在信號一周內(nèi)導(dǎo)通,電源始終不斷地輸送功率,在沒有信號輸入時(shí)(即靜態(tài)),這些功率全部消耗在管子和電阻上;當(dāng)有信號輸入時(shí)(即動態(tài)),其中一部份轉(zhuǎn)化為有用的輸出功率,所以,輸出功率較小,輸出功率較低。2互補(bǔ)推挽功率放大器乙類、甲乙類功率放大器雖然效率高,但它的輸出波形嚴(yán)重失真,為了妥善解決失真和效率的矛盾,采用了互補(bǔ)推挽式電路,如圖61。VCCVCCT1T2IC1IC2RLUO圖61基本互補(bǔ)推挽電路當(dāng)UI0,T1、T2截止,UO0,當(dāng)UI為負(fù)半周,T2截止,T1放大,負(fù)載上有電流流過,正半周時(shí),T1截止,T2放大,兩只管子在無信號時(shí)均不工作。而有信號時(shí),輪流導(dǎo)通,故稱互補(bǔ)推挽式電路。3典型功率放大器的介紹功率放大器有雙電源供電的OCL電路(無輸出電容),也有單電源供電的OTL電路(無輸出變壓器)。如圖62單電源供電的OTL電路,圖中Q1級組成前置放大器。它工作在甲類,RB11,RW,RB12,RE11,為它的偏置電路,Q2和Q3組成互補(bǔ)推挽電路輸出級。4集成功率放大電路(以LM386為例)LM386是種音頻集成功放,具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。如圖63所示為LM386的一種基本用法,也是外接入件最少的一種用法,C1為輸出電容。由于引腳1和8開路,集成功放的電壓增益為26DB,即電壓放大倍數(shù)為20。利用RW可調(diào)節(jié)揚(yáng)聲器的音量。R和C2串聯(lián)構(gòu)成校正網(wǎng)絡(luò)用來進(jìn)行相位補(bǔ)償。LM386VIRW10KC2005FVCCVOC1250F234567R10K圖63LM386外接元件最少的用法靜態(tài)時(shí)輸出電容上電壓為VCC/2,LM386的最大不失真輸出電壓的峰一峰值約為電源電壓VCC。設(shè)負(fù)載電阻為R,最大輸出功率表達(dá)式為2/8CCOMLLVPR此時(shí)的輸出電壓有效值的表達(dá)式為/2CIMUVUA當(dāng)、時(shí),16CV32LR1OPW83IV四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一)互補(bǔ)對稱功率放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖63所示8SPEAKERRL51KVCCCOUTD1D2RW100KRB1147KRB1227KRE1147KRC111KRC121KR410KRC3110KQ1Q2Q3C4220UFVICIN47F圖63乙類推挽輸出功率放大器1調(diào)整直流工作點(diǎn),使點(diǎn)電壓為05VCC。2測量最大不失真輸出功率與效率。3改變電源電壓(12V6V),測量并比較輸出功率和效率。4比較放大器在帶51K和8負(fù)載時(shí)的功耗和效率。5去掉RC11,短接兩個(gè)二極管,觀察輸出波形,并記錄。(二)集成功率放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖64圖64集成功率放大電路1注意圖64實(shí)驗(yàn)所需C1、C2電容已焊接,實(shí)驗(yàn)連線時(shí)再不用連接,按圖64可調(diào)電阻與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)22K用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,電容與庫板對應(yīng)電容用短實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,電源12V,GND用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,不加信號時(shí),測靜態(tài)工作電流。2在輸入端接KHZ信號,用示波器觀察輸出波形,逐漸增加輸入電壓幅度,直至出現(xiàn)失真為止,記錄此時(shí)輸入電壓,輸出電壓幅值,并記錄波形。3去掉10U電容C2、C3重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。4改變電源電壓(送5V、3V)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量值,計(jì)算各種情況下POM、PV及。2作出電源電壓與輸出電壓,輸出功率的關(guān)系曲線。六、思考題1OTL電路為什么臺出現(xiàn)交越失真2在不斷開電路的情況下,怎樣測量放大器的各級工作電流3圖61中,D1,D2兩個(gè)二極管的作用是什么4在聯(lián)調(diào)過程中,當(dāng)前級與功放級連接后輸出電壓很小,可能是哪些因素造成的應(yīng)如何調(diào)整七、實(shí)驗(yàn)元件及儀器模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱一臺雙蹤示波器一臺萬用表一臺連線若干其中,模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源模塊,元器件模組以及“集成功率放大電路”模板實(shí)驗(yàn)七共射共集放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?進(jìn)一步熟悉放大電路技術(shù)指標(biāo)的測試方法。2了解多級放大電路的級間影響。3進(jìn)一步學(xué)習(xí)和鞏固通頻帶的測試方法和用示波器測量電壓波形的幅值與相位。二、預(yù)習(xí)要求1閱讀電子技術(shù)基礎(chǔ)(模擬部分)有關(guān)章節(jié),熟悉阻容耦合兩級放大器的工作原理及級間影響。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)所給定的電路參數(shù),估算RB11的阻值以及各級放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。設(shè)50。13當(dāng)輸入信號為F1KHZ正弦波時(shí),估算第一級電壓放大倍數(shù)和總的電壓放大倍數(shù),計(jì)算該1VAVA放大器的輸入電阻和輸出電阻(設(shè)100K)。IRO4了解共集放大電路的特點(diǎn)。三、實(shí)驗(yàn)原理與參考電路1、參考電路參考電路如圖71所示。該電路為共射共集組態(tài)的阻容耦合兩級放大電路。第一級是共射放大電路,實(shí)驗(yàn)一中已經(jīng)掌握。第二級是共集放大電路,其靜態(tài)工作點(diǎn)可通過電位器RP來調(diào)整,兩級均采用NPN型硅三極管3DG6。注意實(shí)驗(yàn)所用電容、三極管已焊接,無需連線圖71共射共集放大電路由于級間耦合方式是阻容耦合,電容對直流有隔離作用,所以兩級的靜態(tài)工作點(diǎn)是彼此獨(dú)立,互不影響。實(shí)驗(yàn)時(shí)可一級一級地分別調(diào)整各級的最佳工作點(diǎn)。對于交流信號,各級之間有著密切的聯(lián)系前級的輸出電壓是后級的輸入信號,而后級的輸入阻抗是前級的負(fù)載。第一級采用了共射電路,具有較高的電壓放大倍數(shù),但輸出電阻較大。第二級采用共集電路,雖然電壓放大倍數(shù)小(近似等于1),但輸入電阻大RI2(RB2RP)/,向第一級索取功率小,對第一級影響?。煌?LR時(shí)其輸出電阻小,可彌補(bǔ)單級共射電路輸出電路大的缺點(diǎn),使整個(gè)放大電路的帶負(fù)載大大增強(qiáng)。2、靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置與調(diào)整由于第一級共射電路需具備較高的電壓放大倍數(shù),靜態(tài)工作點(diǎn)可適當(dāng)設(shè)置得高一些。在圖71所示電路參數(shù)中,上偏置電阻RB11為待定電阻,若取ICQ為113MA,試計(jì)算,選擇RB11的阻值范圍。第二級共集電路,可通過調(diào)節(jié)電位器RP改變靜態(tài)工作點(diǎn),使其能達(dá)到輸出電壓波形最大不失真。分別設(shè)置好兩級的靜態(tài)工作點(diǎn)后,即可按實(shí)驗(yàn)一的測試方法分別測出兩級的靜態(tài)工作點(diǎn)。3、電壓放大倍數(shù)的測量電壓放大倍數(shù)AV是指總的輸出電壓與輸入電壓的有效值之比,即OVIVA為了了解多級放大電路級與級之間的影響,還需分別測量出第一級的電壓放大倍數(shù)AV1,第二級的電壓放大倍數(shù)AV2,則總的電壓放大倍數(shù)12VV對圖71所示電路參數(shù),電壓放大倍數(shù)121/CIVBEERAR22/IBPLRR212VVA4、輸入輸出電阻的測量該放大電路的輸入電阻即第一級共射電路的輸入電阻;輸出電阻即第二級共集電路的輸出電阻。1121222/1IIBBEEECPLOVOVRRRRRARI和RO的測量方法同實(shí)驗(yàn)二。5、幅頻特性的測量多級放大電路的通頻帶要比任何一級放大電路的通頻帶窄,級數(shù)越多,通頻帶越窄。通頻帶的測量方法同實(shí)驗(yàn)一之逐點(diǎn)測量法。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1(注意)圖71實(shí)驗(yàn)所需全部電容、三極管已焊接,實(shí)驗(yàn)連線時(shí)再不用連接,按圖71所需定值電阻與實(shí)驗(yàn)庫板對應(yīng)定值電阻用短實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,可調(diào)電阻與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū)100K用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,電源12V,GND用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線相連,信號輸入用長實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。按圖71電路所示參數(shù)計(jì)算第一級上偏置電阻RB11的阻值范圍(設(shè)ICQ1113MA),并將其值標(biāo)在電路圖上;2在實(shí)驗(yàn)箱上組裝共射共集兩級放大電路,接入12V直流電源;3合上開關(guān)S,調(diào)試出F1KHZ,VI20MV的正弦信號至放大器的輸入端,用示波器觀察輸出電壓的波形。調(diào)節(jié)電位器RP,使達(dá)到最大不失真。關(guān)閉信號源,用萬用表分別測量第一級與OVOV第二級的靜態(tài)工作點(diǎn),將數(shù)據(jù)填入表71中。表71QTICQ/MAVCEQ/VVBE/V第一級第二級4、打開信號源,調(diào)試出F1KHZ,VI30MV的正弦波信號,測試多級放大器總的電壓放大倍數(shù)和分級電壓放大倍數(shù)、,將數(shù)據(jù)填入表72中。VA1VA2表72VO1VO2VORL1RL2,RL15K斷開SVORLVI1LRRL151K合上SRL1RL2LRR51KRL1RL21OVIVA21OV2OVIVARO30MV5、定性測繪VI,VO,VO2的波形選用VO2作外觸發(fā)電壓,送至示波器的外觸發(fā)接線端。將雙蹤示波器的一個(gè)通道CH1接輸入電壓VI,而另一個(gè)通道CH2則分別接VO1和VO2,用示波器分別觀察它們的波形,定性將它們畫在圖72中,比較它們的相位關(guān)系。6、測試兩級放大電路的通頻帶兩級放大電路的通頻帶比任何一級單級放大電路的通頻帶要窄。測試通頻帶的方法同實(shí)驗(yàn)一。7、測試多級放大電路的輸出電阻RO測試方法同實(shí)驗(yàn)一。OOOVIVO1VO2(VO)TTT圖72繪制各級電壓波形五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形;2利用所學(xué)模擬電子技術(shù)的理論知識,對測試結(jié)果進(jìn)行誤差分析,找出產(chǎn)生誤差的原因,提出減少實(shí)驗(yàn)誤差的措施;3測量出AV1、AV2以及AV的數(shù)值,與理論計(jì)算值相比較,分析誤差原因;六、思考題1測量放大器輸出電阻時(shí),利用公式來計(jì)算RO。OLVR如果負(fù)載電阻RL改變,輸出電阻RO會變化嗎應(yīng)如何選擇RL的阻值,使測量誤差較小2在圖71所示電路中,第二級的電壓放大倍數(shù),為什么將RL51K接到第二級輸21VA出端得到的輸出電壓比將RL直接接到第一級輸出端得到的輸出電壓要大些七、實(shí)驗(yàn)器材模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱一臺雙蹤示波器一臺萬用表一臺連線若干其中,模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源模塊,元器件模組以及“共射共集放大電路”模板。實(shí)驗(yàn)八比例求和運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握用集成運(yùn)算放大器組成比例、求和電路。2掌握比例、求和運(yùn)算電路的特點(diǎn)及性能。3學(xué)會上述電路的測試和分析方法。4掌握各電路的工作原理。二、預(yù)習(xí)要求1計(jì)算表81中的VO和AF。2估算表83中的理論值。3估算表84中的理論值。4計(jì)算表86中的值。OV5計(jì)算表87中的值。三、實(shí)驗(yàn)原理及參考電路(一)、比例運(yùn)算電路1工作原理比例運(yùn)算(反相比例運(yùn)算與同相比例運(yùn)算)是應(yīng)用最廣泛的一種基本運(yùn)算電路。A反相比例運(yùn)算,最小輸入信號等條件來選擇運(yùn)算放大器和確定外圍電路元件參數(shù)。MINU如下圖所示。AVIVORF100KR110KR210KAB輸入電壓經(jīng)電阻R1加到集成運(yùn)放的反相輸入端,其同相輸入端經(jīng)電阻R2接地。輸出電壓IU經(jīng)RF接回到反相輸入端。通常有R2R1/RFO由于虛斷,有I0,則UIR20。又因虛短,可得UU0由于I0,則有I1IF,可得FO1I由此可求得反相比例運(yùn)算電路的電壓放大倍數(shù)為1IIFFOUFRA反相比例運(yùn)算電路的輸出電阻為ROF0輸入電阻為RIFR1B同相比例運(yùn)算AVIVORF100KR110KR210KAB輸入電壓接至同相輸入端,輸出電壓通過電阻RF仍接到反相輸入端。R2的阻值應(yīng)為IUOUR2R1/RF。根據(jù)虛短和虛斷的特點(diǎn),可知II0,則有OFURU1且UUUI,可得IO11FIOUFRA同相比例運(yùn)算電路輸入電阻為IIFR輸出電阻ROF0以上比例運(yùn)算電路可以是交流運(yùn)算,也可以是直流運(yùn)算。輸入信號如果是直流,則需加調(diào)零電路。如果是交流信號輸入,則輸入、輸出端要加隔直電容,而調(diào)零電路可省略。選擇集成運(yùn)算放大器時(shí),首先應(yīng)查閱手冊,了解運(yùn)放主要參數(shù),一般為了減小閉環(huán)增益誤差,提高放大電路的工作穩(wěn)定性,應(yīng)盡量選用失調(diào)溫漂小,開環(huán)電壓增益高,輸入電阻高,輸出電阻低的運(yùn)算放大器。特別是在交流放大時(shí),為減小放大電路的頻率失真和相位失真(動態(tài)誤差),集成運(yùn)算放大器的增益帶寬積GB和轉(zhuǎn)換速度SR必須滿足以下關(guān)系FBAUFMAXAX2ORUS式中FMAX為輸入信號最高工作頻率,UOMAX為最大輸出電壓幅值對于同相比例電路運(yùn)算電路,還要特別注意存在共模輸入信號的問題,也就是說,要求集成運(yùn)算放大器允許的共模輸入電壓范圍必須大于實(shí)際的共模輸入信號幅值。并要求有很高的共模抑制比。(二)求和運(yùn)算電路1反相求和基本電路如下圖所示R2UI1U0R1R圖315UI2R3UUUI3I1I2I3IF8AVI2VORF100KR110KR310KABR210KVI112/FR根據(jù)“虛短”、“虛斷”的概念12IIOFU12FOIIRUU當(dāng)R1R2R,則12OIR2同相求和由讀者自己分析。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1電壓跟隨器實(shí)驗(yàn)電路如圖81所示,接好線之后,接12V的直流電源。AVIVORL51K圖81電壓跟隨器(1)按表81內(nèi)容實(shí)驗(yàn)并測量記錄。表81IV20500511LRO5(2)斷開直流信號源,在輸人端加入頻率的正弦信號,用毫伏表測量10,5IFHZV輸出端的信號電壓并用示波器觀察、的相位關(guān)系,記錄于表82中。OVOVI表82UIVUOVUI波形UO波形VA實(shí)測值計(jì)算值2反相比例放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖82所示。接好電路后,接12V的直流電源。AVIVORF100KR110KR210KAB圖82反相比例放大器(1)按表83內(nèi)容實(shí)驗(yàn)并測量記錄。表83直流輸入電壓UI(MV)301003001000理論估算(MV)實(shí)測值(MV)輸出電壓UO誤差(2)斷開直流傳號源,在輸入端加人頻率的正弦信號,用毫伏表測量10,5IFHZV輸出端的信號電壓VO并用示波器觀察VO,VI的相位關(guān)系,記錄于表85中。表85UIVUOVUI波形UO波形VA實(shí)測值計(jì)算值(3)測量圖82電路的上限截止頻率。3同相比例放大器電路如圖83所示。(1)按表86實(shí)驗(yàn)測量并記錄。AVIVORF100KR110KR210KAB圖83同相比例放大器表86直流輸入電壓UI(MV)3010030010003000理論估算(MV)實(shí)測值(MV)輸出電壓UO誤差(2)斷開直流信號源,在輸人端加入頻率的正弦信號,用毫伏表測量10,5IFHZV輸出端的信號電壓VO并用示波器觀察VO,VI的相位關(guān)系,記錄于表87中。表87UIVUOVUI波形UO波形VA實(shí)測值計(jì)算值(3)測出電路的上限截止頻率4反相求和放大電路實(shí)驗(yàn)電路如圖84所示。按表88內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量,并與預(yù)習(xí)計(jì)算比較。表88VI1(V)0303VI1(V)0202VO(V)AVI2VORF100KR110KR310KABR210KVI1圖84反相求和放大電路5雙端輸入求和放大電路實(shí)驗(yàn)電路如圖85所示。按表89要求實(shí)驗(yàn)并測量記錄。表89VI1(V)1202VI2(V)051802VO(V)AVI2VORF100KR110KR310KABR210KVI1圖85雙端輸入求和電路五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1總結(jié)本實(shí)驗(yàn)中5種運(yùn)算電路的特點(diǎn)及性能。2分析理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的原因。六、思考題1運(yùn)算放大器在同相放大和反相放大時(shí),在接法上有什么異同點(diǎn)同相放大器若把反饋電路也接到同相端行不行為什么2(設(shè)計(jì))用反相比例運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)UO4UI,RIF10K3用同相比例運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)UO5UI4實(shí)現(xiàn)UOAUFUI2UI1電路。要求AUF4,RIF10K以上輸入信號大小,交、直流自定。七、實(shí)驗(yàn)儀器模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱一臺雙蹤示波器一臺萬用表一臺連線若干其中,模擬電子線路實(shí)驗(yàn)箱用到信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源模塊,元器件模組以及“比例求和運(yùn)算電路”模板。實(shí)驗(yàn)九微分積分電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會用運(yùn)算放大器組成積分微分電路。2學(xué)會分析積分微分電路的特點(diǎn)及其性能。3掌握運(yùn)算放大電路的工作原理。二、預(yù)習(xí)要求1分析圖93電路,若輸入正弦波,與的相位差是多少當(dāng)輸入信號為100HZ有效值為OVIV2V時(shí),OV2分析圖94電路,若輸入方波,與的相位差是多少當(dāng)輸入信號為160HZ幅值為LV時(shí),OI輸出O3擬定實(shí)驗(yàn)步驟,做好記錄表格。三、實(shí)驗(yàn)原理及參考電路1基本積分電路下圖91所示為基本積分電路。其輸出電壓與輸入電壓成積分運(yùn)算關(guān)系。圖91基本積分電路利用虛地的概念VI0,II0,則有即是電容C的充電電流,即則式中VOT1為T1時(shí)刻電容兩端的電壓值,即初始值。積分運(yùn)算電路的輸出輸入關(guān)系也常用傳遞函數(shù)表示為假設(shè)輸入信號VS是階躍信號,且電容C初始電壓為零
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