模擬電子技術(shù)指導(dǎo)書(shū)遼東學(xué)院信息技術(shù)學(xué)院模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)主編楊震姓名學(xué)號(hào)班級(jí)專(zhuān)業(yè)層次2015年12月目錄實(shí)驗(yàn)一常用電子儀器的使用1實(shí)驗(yàn)二單級(jí)交流放大器4實(shí)驗(yàn)三射級(jí)輸出器的測(cè)試7實(shí)驗(yàn)四差動(dòng)放大器10實(shí)驗(yàn)五負(fù)反饋放大電路14實(shí)驗(yàn)六集成運(yùn)算放大器基本運(yùn)算電路18實(shí)驗(yàn)七有源濾波器231實(shí)驗(yàn)一常用電子儀器的使用實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)指導(dǎo)教師日期時(shí)間教學(xué)周數(shù)實(shí)驗(yàn)分室名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)實(shí)驗(yàn)員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)示波器、函數(shù)信號(hào)產(chǎn)生器的基本使用方法；2初步掌握用數(shù)學(xué)存儲(chǔ)示波器觀察各種波形和讀取波形參數(shù)的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）儀器使用方法1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用功能簡(jiǎn)介能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波和直流頻率范圍100MHZ8MHZ振幅05MV10VPP使用方法選擇波形按“功能”鍵1調(diào)整衰減按“FSTEP/衰減”鍵一次，旋轉(zhuǎn)盤(pán)或按箭頭鍵選擇衰減0，20，40，和60DB。2調(diào)整振幅調(diào)節(jié)“幅度”旋鈕，改變輸出函數(shù)振幅。按“幅度/偏量”鍵，顯示振幅。3調(diào)整頻率液晶顯示無(wú)游標(biāo)出現(xiàn)，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)使游標(biāo)出現(xiàn)。按箭頭鍵移動(dòng)游標(biāo)，以改變頻率；轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)改變頻率。2示波器使用方法1開(kāi)電源之前檢查輸入電壓，確認(rèn)電壓轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)所在檔與輸入的電壓一致，接通電源，按照下表11設(shè)置示波器。上述旋鈕均處于規(guī)定位置后，打開(kāi)電源，或INTEN鈕順時(shí)針轉(zhuǎn)，約15秒后將出現(xiàn)亮線。若系統(tǒng)不用，電源仍連接，把INTEN鈕逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以降低亮度。注意在正常直觀操作下，把下列非矯正功能裝置放到“CAL”位置。VAR轉(zhuǎn)到箭頭方向，同時(shí)VOTLS/DIV校正到指定的值1SWPVAR轉(zhuǎn)到箭頭方向，同時(shí)TIME/DIV校正到指定的值用CH1位置把掃描線放到屏中心的水平標(biāo)度線上，此時(shí)掃描線可能由于地磁場(chǎng)作用使其標(biāo)度線傾斜，調(diào)前面光跡轉(zhuǎn)動(dòng)裝置直到掃描線為水平。2若使用探頭，信號(hào)被減小到1/10送入示波器，為避免測(cè)量誤差要進(jìn)行檢查。把探頭的尖端連到矯正矩形波電壓CAL05V，1KHZ的輸出端。若矯正電容是最佳的，波形是方波。若不是，調(diào)節(jié)探頭上的半固定調(diào)節(jié)器（微調(diào)器）到最佳。3測(cè)量方法直流電壓的測(cè)量把ACGNDDC開(kāi)關(guān)放到GND，位置處于零電平以利于在屏上觀察。這個(gè)位置不一定在屏的中心。VOLTS/DIV放在適當(dāng)電平，把ACGNDDC開(kāi)關(guān)放到DC，此時(shí)，由于掃描線只在直流電壓線上移動(dòng)，直流電壓信號(hào)可以用VOLTS/DIV的值乘移動(dòng)寬度來(lái)取得。交流電壓的測(cè)量和直流電壓的測(cè)量一樣，零電平可以放到便于檢查的任何處。此外若小振幅信號(hào)疊加在直流電壓上，為便于觀測(cè)而放大信號(hào)，ACGNDDC開(kāi)關(guān)可放到AC，使直流電不通過(guò)，對(duì)觀察的靈敏度可提高。周期和頻率的測(cè)量掃描時(shí)間（TIME/DIV）乘波形周期占的格數(shù)為波形周期，頻率為周期的倒數(shù)，但若使用10MAG（5MAG），掃描被放大，TIME/DIV必須轉(zhuǎn)換到1/10（1/5）的指示值。使用中要注意以下幾點(diǎn)，否則測(cè)量結(jié)果不正確“探頭衰減”設(shè)置必須與探頭實(shí)際衰減一致。（按通菜單顯示）波形超出了顯示屏（過(guò)量程），此時(shí)讀數(shù)不準(zhǔn)確或?yàn)椤啊?，?qǐng)調(diào)整垂直標(biāo)度，以確保讀數(shù)有效。信號(hào)的頻率顯示與右下角的頻率不一致時(shí)（此時(shí)波形不穩(wěn)），按“觸發(fā)菜單”，改變觸發(fā)信源，單通道輸入時(shí)選擇信號(hào)做信源，選擇“觸發(fā)耦合”，信號(hào)頻率不高時(shí)，選擇“高頻抑制”，信號(hào)頻率較高時(shí)，選擇“低頻抑制”。如果讀數(shù)區(qū)顯示“”，則為波形記錄不完整，使用電壓/格和時(shí)間/格來(lái)糾正此問(wèn)題。如果信號(hào)很?。◣缀练?，則波形上疊加了噪聲電壓，（此時(shí)波形不穩(wěn)且不清晰），需按“采集”鍵，選擇“平均”模式來(lái)減少噪聲，次數(shù)越高，波形越好。（二）實(shí)驗(yàn)原理示波器用于觀察電路中各點(diǎn)的波形，以監(jiān)視電路是否正常工作，同時(shí)還用于測(cè)量波形的周期，幅度，相位差及觀察電路的特性曲線等。數(shù)學(xué)存儲(chǔ)示波器不但有模擬示波器的一般功能，還能對(duì)信號(hào)的各種參數(shù)進(jìn)行測(cè)量、存儲(chǔ)和運(yùn)算。1正弦信號(hào)的測(cè)量正弦波的主要參數(shù)為幅值、周期或頻率，測(cè)量正弦波的峰峰值時(shí)，讀出波形峰峰值在垂直方向所占的格數(shù)H，以及垂直刻度數(shù)A（電壓/格），則正弦波的峰峰值VPPHA，幅值UMUPP2UM，有效值U2。測(cè)量周期時(shí)，讀出正弦波一個(gè)周期在水平方向所占格數(shù)L，以及水平刻度值B（時(shí)間/格），則正弦波周期TLB。2方波信號(hào)的測(cè)量方波脈沖信號(hào)的主要波形參數(shù)為周期T，脈沖寬度TP及幅值UM，測(cè)量方法與正弦波信號(hào)的測(cè)量相同。（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備6500型數(shù)字存儲(chǔ)示波器1臺(tái)；函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1測(cè)量正弦波信號(hào)的參數(shù)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出正弦波，按照表12的要求調(diào)節(jié)電壓和頻率，用示波器觀察并分別測(cè)量其周期和峰峰值，并同時(shí)顯示值記入表格中。將測(cè)量值、計(jì)算值與顯示值比較，分析誤差原因。表1222測(cè)量方波信號(hào)的參數(shù)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出方波，按照表13的要求調(diào)節(jié)電壓和頻率，用示波器分別測(cè)量幅值和周期，填入表13中，將測(cè)量值、計(jì)算值與顯示值比較，分析誤差原因。表13三、實(shí)驗(yàn)要求1實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)示波器等儀器的原理；2預(yù)習(xí)示波器等儀器使用方法并在實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格按照儀器使用方法操作。四、思考題1用交流電壓表測(cè)量交流電壓時(shí)，信號(hào)頻率的高低對(duì)讀數(shù)有無(wú)影響能否用DA16型毫伏表測(cè)量20HZ以下的交流電壓。2用示波器觀察波形時(shí)，要達(dá)到如下要求，應(yīng)調(diào)節(jié)哪些旋鈕1波形清晰2波形穩(wěn)定3亮度及波形在屏幕上位置適中4改變波形個(gè)數(shù)5改變波形高度3用示波器觀察正弦波時(shí)，若屏幕上出現(xiàn)下列現(xiàn)象時(shí)，是哪些開(kāi)關(guān)和旋鈕位置不對(duì)如何調(diào)節(jié)注本次實(shí)驗(yàn)不寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，采取當(dāng)堂考試的辦法評(píng)定成績(jī)。3實(shí)驗(yàn)二單級(jí)交流放大器實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)指導(dǎo)教師日期時(shí)間教學(xué)周數(shù)實(shí)驗(yàn)分室名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)實(shí)驗(yàn)員一、1234實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳钊肜斫夥糯笃鞯墓ぷ髟怼W(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，理解電路元件參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)和放大器性能的影響。掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測(cè)試方法。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)內(nèi)容和步驟（一）單級(jí)交流放大器電路圖21圖211、調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)1不加輸入信號(hào)（輸入端短接），調(diào)節(jié)基極偏置電阻RB2,使VC3V。測(cè)量晶體管基極電位VB和發(fā)射極電位VE的值記錄到表21中，同時(shí)計(jì)算基極和集電極電流IB、IC的值也記錄到該表中。2計(jì)算基極和集電極電流IB、IC。應(yīng)按下式計(jì)算IBECVBRBRB1RB2RBECVCRCIC注意在測(cè)量電阻值RB2時(shí)，應(yīng)將它與三極管斷開(kāi)，并切斷電源。也可以用萬(wàn)用表測(cè)量RB1及RC兩端電壓VRC,則IB4VRB1VRC，IC。RB1RC表212動(dòng)態(tài)調(diào)試，測(cè)量電壓放大倍數(shù)1測(cè)量電壓放大倍數(shù)輸入端和低頻信號(hào)發(fā)生器輸出端連接，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器使其輸出頻率為F1KHZ、UI5MV正弦波，輸出端接負(fù)載電阻分別為RL2K、RL51K、RL，用毫伏表測(cè)量輸出電壓的值且記錄于表22中，并計(jì)算在不失真情況下的電壓放大倍數(shù)A。2觀察負(fù)載電阻的變化對(duì)放大倍數(shù)的影響。在上步的基礎(chǔ)上，改變RC的阻值令RC3K，負(fù)載不變?nèi)詾镽L2K，重新測(cè)量電壓放大倍數(shù)，記錄于表23中。3觀察輸入、輸出電壓相位關(guān)系。保持信號(hào)發(fā)生器輸出頻率為F1KHZ、UI5MV正弦波，用示波器觀察當(dāng)RC2K、RL2K時(shí)的輸入電壓和輸出電壓波形，比較輸入電壓和輸出電壓相位關(guān)系，并畫(huà)于表24中。5（4）觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器輸出波形的影響。輸入端和低頻信號(hào)發(fā)生器輸出端連接，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器使其輸出頻率為F1KHZ、UI5MV的正弦波，輸出端接負(fù)載電阻為RL51K。用示波器觀察輸入電壓和輸出電壓波形，畫(huà)于表25中。逐步增大RB2的阻值，測(cè)量并記錄VC，觀察并記錄VO波形；減小RB2的阻值，測(cè)量并記錄VC，觀察并記錄VO波形。表25（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備1實(shí)驗(yàn)箱2示波器3信號(hào)發(fā)生器4毫伏表5數(shù)字萬(wàn)用表（三）預(yù)習(xí)要求1閱讀教材中有關(guān)單管放大電路的內(nèi)容并估算實(shí)驗(yàn)電路的性能指標(biāo)。假設(shè)3DG6的100，RB120K，RB260K，RC24K，RL24K。估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，電壓放大倍數(shù)AU，輸入電阻RI和輸出電阻RO2能否用直流電壓表直接測(cè)量晶體管的UBE為什么實(shí)驗(yàn)中要采用測(cè)UB、UE，再間接算出UBE的方法3怎樣測(cè)量RB2阻值4當(dāng)調(diào)節(jié)偏置電阻RB2，使放大器輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時(shí)，晶體管的管壓降UCE怎樣變化5改變靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器的輸入電阻RI有否影響改變外接電阻RL對(duì)輸出電阻RO有否影響三、實(shí)驗(yàn)要求1認(rèn)真預(yù)習(xí)相關(guān)理論內(nèi)容（詳見(jiàn)預(yù)習(xí)要求）2詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析6實(shí)驗(yàn)三射級(jí)輸出器的測(cè)試實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)指導(dǎo)教師日期時(shí)間教學(xué)周數(shù)實(shí)驗(yàn)分室名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)實(shí)驗(yàn)員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握射級(jí)輸出器電路的特點(diǎn)和性能。2進(jìn)一步熟悉放大電路各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試方法。3理解射極輸出器電壓跟隨范圍的意義。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（一）實(shí)驗(yàn)說(shuō)明射級(jí)輸出器電路具有輸入電阻高、輸出電阻低、電壓放大倍數(shù)接近于1、輸出電壓與輸入電壓同相的特點(diǎn)，輸出電壓能夠在較大的范圍內(nèi)跟隨輸入電壓作線性變化，又稱(chēng)為射極跟隨器。其主要技術(shù)指標(biāo)為輸入電阻輸出電阻電壓放大倍數(shù)為了加大輸入電阻，同時(shí)降低輸出電阻，電路中應(yīng)選用值較大的晶體管，且偏置電阻R應(yīng)盡可能大，而RE不能太小，使工作電B流IE較大為好。電壓跟隨范圍，指跟隨器輸出電壓隨輸入電壓作線性變化的區(qū)域。在右圖所示的晶體管輸出特性曲線上，如果把靜態(tài)工作點(diǎn)Q取在交流負(fù)載線的中點(diǎn)，電壓UCE可有最大不失真的動(dòng)態(tài)范圍，此時(shí)輸出電壓UO的跟隨范圍可達(dá)最大值。（二）射級(jí)輸出器的實(shí)驗(yàn)電路如圖32所示圖31圖32圖337（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、實(shí)驗(yàn)板2、示波器3、信號(hào)發(fā)生器4、數(shù)字萬(wàn)用表5、毫伏表（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1測(cè)試靜態(tài)工作點(diǎn)射級(jí)輸出器直流通路如圖33，按表31中數(shù)據(jù)測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)，將結(jié)果填入表中。表312測(cè)量電壓放大倍數(shù)電路如圖32所示。實(shí)驗(yàn)電路中的源內(nèi)阻RS51K，輸入信號(hào)的頻率為1KHZ，輸入信號(hào)的幅度選擇應(yīng)使電路輸出在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中不產(chǎn)生波形失真，在不接負(fù)載電阻RL和負(fù)載電阻RL2K情況下將測(cè)量結(jié)果填寫(xiě)在表32中。3測(cè)量射級(jí)輸出器的輸入電阻與輸出電阻RIVI輸入電阻為VIV，由此可得RIRRSRISVSVIS輸出電阻值斷開(kāi)負(fù)載R，測(cè)量負(fù)載開(kāi)路時(shí)的輸出電壓VOO，然后接上負(fù)載R2K，再次測(cè)量輸出電壓LLVO，按公式ROVOO1RL計(jì)算，填入表33中。VO4電壓跟隨范圍保持輸入信號(hào)為1KHZ，逐漸增大輸入信號(hào)UI的大小，用示波器觀察輸出波形，記錄UI和UO的值，得出電壓跟隨范圍。表348三、實(shí)驗(yàn)要求1測(cè)量RI、RO和AV時(shí)，應(yīng)在輸出不失真的情況下進(jìn)行。若輸出波形失真，可適當(dāng)降低輸入信號(hào)的大小。2詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、理論計(jì)算圖32的靜態(tài)工作點(diǎn)并與實(shí)測(cè)值比較。2、整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說(shuō)明射極輸出器的特點(diǎn)。9實(shí)驗(yàn)四差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)指導(dǎo)教師日期時(shí)間教學(xué)周數(shù)實(shí)驗(yàn)分室名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)實(shí)驗(yàn)員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深對(duì)差動(dòng)放大器性能及特點(diǎn)的理解2學(xué)習(xí)差動(dòng)放大器主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）實(shí)驗(yàn)原理圖41是差動(dòng)放大器的基本結(jié)構(gòu)。它由兩個(gè)元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)K撥向左邊時(shí)，構(gòu)成典型的差動(dòng)放大器。調(diào)零電位器RP用來(lái)調(diào)節(jié)T1、T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)，使得輸入信號(hào)UI0時(shí)，雙端輸出電壓UO0。RE為兩管共用的發(fā)射極電阻，它對(duì)差模信號(hào)無(wú)負(fù)反饋?zhàn)饔茫蚨挥绊懖钅ｋ妷悍糯蟊稊?shù)，但對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)饔?，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。圖41差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)電路當(dāng)開(kāi)關(guān)K撥向右邊時(shí)，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大器。它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻RE，可以進(jìn)一步提高差動(dòng)放大器抑制共模信號(hào)的能力。1、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算典型電路EEUBEIE（認(rèn)為UB1UB20）REIC1IC2恒流源電路1IE2IC3IE3R2UEEUBER1R2CCRE310IC1IC11I2C32、差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)當(dāng)差動(dòng)放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)AD由輸出端方式?jīng)Q定，而與輸入方式無(wú)關(guān)。雙端輸出RE，RP在中心位置時(shí)，ADUOUIRC1RBRBE1RP2單端輸出AD1UC11UC21AD，AD2ADUI2UI2RC11RP2RE2當(dāng)輸入共模信號(hào)時(shí)，若為單端輸出，則有UC1AC1AC2若為雙端輸出，在理想情況下UIRBRBERC2REACUO0UI實(shí)際上由于元件不可能完全對(duì)稱(chēng)，因此AC也不會(huì)絕對(duì)等于零。3、共模抑制比CMRR為了表征差動(dòng)放大器對(duì)有用信號(hào)（差模信號(hào)）的放大作用和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，通常用一個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)衡量，即共模抑制比CMRRADADDB或CMRR20LOGACAC差動(dòng)放大器的輸入信號(hào)可采用直流信號(hào)或交流信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供頻率F1KHZ的正弦信號(hào)作為輸入信號(hào)。（二）預(yù)習(xí)要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)，估算典型差動(dòng)放大器和具有恒流源的差動(dòng)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)及差模電壓放大倍數(shù)（取12100）。2測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，放大器輸入端A、B與地應(yīng)如何連接3實(shí)驗(yàn)中怎樣獲得雙端和單端輸入差模信號(hào)怎樣獲得共模信號(hào)4怎樣進(jìn)行靜態(tài)調(diào)零點(diǎn)用什么儀表測(cè)UO（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1、12V直流電源2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3、雙蹤示波器4、交流毫伏表5、直流電壓表（四）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、典型差動(dòng)放大器性能測(cè)試按圖41連接實(shí)驗(yàn)電路，開(kāi)關(guān)K撥向左邊構(gòu)成典型差動(dòng)放大器。1測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)放大器零點(diǎn)將放大器輸入端A、B與地短接，接通12V直流電源，用直流電壓表測(cè)量輸出電壓UO，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP，使UO0。調(diào)節(jié)要仔細(xì)，力求準(zhǔn)確。11測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)零點(diǎn)調(diào)好以后，用直流電壓表測(cè)量T1、T2管各電極電位及射極電阻RE兩端電壓URE，記入表41中，并計(jì)算IC、IB及UCE的值，填入表41中。表412測(cè)量差模電壓放大倍數(shù)將函數(shù)發(fā)生器接放大器的A輸入端與地，放大器B輸入端接地，構(gòu)成單端輸入方式。調(diào)節(jié)輸入信號(hào)為F1KHZ，UI100MV的正弦信號(hào)，用示波器觀察輸出端（集電極C1或C2與地之間），在輸出波形無(wú)失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)UC1，UC2，記入表42中，并觀察UI，UC1，UC2之間的相位關(guān)系及URE隨UI改變而變化的情況。3測(cè)量共模電壓放大倍數(shù)將放大器A、B端短接，信號(hào)源接A端與地之間，構(gòu)成共模輸入方式。調(diào)節(jié)輸入信號(hào)F1KHZ，UI1V，在輸出電壓無(wú)失真的情況下，測(cè)量UC1，UC2之值記入表42，并觀察UI，UC1，UC2之間的相位關(guān)系及URE隨UI改變而變化的情況。2、具有恒流源的差動(dòng)放大電路性能測(cè)試將圖41電路中開(kāi)關(guān)K撥向右邊，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大電路。重復(fù)內(nèi)容12、13的要求，記入表42。12三、實(shí)驗(yàn)要求1、認(rèn)真預(yù)習(xí)相關(guān)理論內(nèi)容（詳見(jiàn)預(yù)習(xí)要求）2、詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)電路估算典型差動(dòng)放大電路放大器與具有恒流源的差動(dòng)放大器兩種情況下的靜態(tài)工作點(diǎn)和差模電壓放大倍數(shù)，可取12100。2、總結(jié)兩種情況下的優(yōu)缺點(diǎn)。13實(shí)驗(yàn)五負(fù)反饋放大電路實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)指導(dǎo)教師日期時(shí)間教學(xué)周數(shù)實(shí)驗(yàn)分室名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)實(shí)驗(yàn)員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)負(fù)反饋放大電路主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。2加深理解放大電路中引入負(fù)反饋的方法和負(fù)反饋對(duì)放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟（一）實(shí)驗(yàn)原理負(fù)反饋在電子電路中有著非常廣泛的應(yīng)用,雖然它使放大器的放大倍數(shù)降低，但能在多方面改善放大器的動(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等。因此，幾乎所有的實(shí)用放大器都帶有負(fù)反饋。負(fù)反饋放大器有四種組態(tài)，即電壓串聯(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)負(fù)反饋為例，分析負(fù)反饋對(duì)放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。1、圖51為帶有負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大電路，在電路中通過(guò)RF把輸出電壓UO引回到輸入端，加在晶體管T1的發(fā)射極上，在發(fā)射極電阻RF1上形成反饋電壓UF。根據(jù)反饋的判斷方法可知，它屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋。主要性能指標(biāo)如下1閉環(huán)電壓放大倍數(shù)AVFAV1AVFV其中AVUOUI基本放大器（無(wú)反饋）的電壓放大倍數(shù)，即開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)。1AVFV反饋深度，它的大小決定了負(fù)反饋對(duì)放大器性能改善的程度。圖51帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大器2反饋系數(shù)FVRF1RFRF13輸入電阻14RIF1AVFVRIRI基本放大器的輸入電阻4輸出電阻ROFRO1AVOFVRO基本放大器的輸出電阻AVO基本放大器RL時(shí)的電壓放大倍數(shù)2、本實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量基本放大器的動(dòng)態(tài)參數(shù)，怎樣實(shí)現(xiàn)無(wú)反饋而得到基本放大器呢不能簡(jiǎn)單地?cái)嚅_(kāi)反饋支路，而是要去掉反饋?zhàn)饔茫忠逊答伨W(wǎng)絡(luò)的影響（負(fù)載效應(yīng)）考慮到基本放大器中去。為此1在畫(huà)基本放大器的輸入回路時(shí)，因?yàn)槭请妷贺?fù)反饋，所以可將負(fù)反饋放大器的輸出端交流短路，即令UO0，此時(shí)RF相當(dāng)于并聯(lián)在RF1上。2在畫(huà)基本放大器的輸出回路時(shí)，由于輸入端是串聯(lián)負(fù)反饋，因此需將反饋放大器的輸入端（T1管的射極）開(kāi)路，此時(shí)（RFRF1）相當(dāng)于并接在輸出端。可近似認(rèn)為RF并接在輸出端。根據(jù)上述規(guī)律，就可得到所要求的如圖52所示的基本放大器。圖52基本放大器（二）實(shí)驗(yàn)儀器1實(shí)驗(yàn)箱2示波器3信號(hào)發(fā)生器4毫伏表5數(shù)字萬(wàn)用表（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)電路圖如圖53所示1、調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)連接圖53的靜態(tài)通路，調(diào)整圖中的W1和W2，使UC1UC256V（取55V），測(cè)量各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)，填入表51中。表5115圖53實(shí)驗(yàn)電路圖2觀察負(fù)反饋對(duì)放大倍數(shù)的影響。按圖53將電路補(bǔ)充完整，在輸入端加入U(xiǎn)I2MV、F1KHZ的正弦波信號(hào)，分別測(cè)量電路在開(kāi)環(huán)（A，A斷開(kāi)且將A接地）與閉環(huán)工作時(shí)（A與A連接）的輸出電壓（應(yīng)保證輸出波形不失真），并計(jì)算電路在開(kāi)環(huán)和閉環(huán)工作時(shí)的電壓放大倍數(shù)A，記入表52（EC12V）中。3觀察負(fù)反饋對(duì)放大倍數(shù)穩(wěn)定性的影響。在上述情況下，改變電源電壓將EC從12V變到10V。分別測(cè)量電路在開(kāi)環(huán)與閉環(huán)工作狀態(tài)時(shí)的輸出電壓（保持輸出波形不失真），計(jì)算電壓放大倍數(shù)，記入表52（EC10V）中，比較穩(wěn)定度。4觀察負(fù)反饋對(duì)波形失真的影響將圖53電路開(kāi)環(huán)，逐步加大UI的幅度，用示波器觀察輸出信號(hào)出現(xiàn)失真（注意不要過(guò)分失真），記錄失真波形于表53中。將電路閉環(huán)（A與A相連接），保持輸入電壓不變，觀察輸出波形，記錄在表53中。增加UI的幅度，使輸出波形接近于開(kāi)環(huán)時(shí)失真的輸出波形，記錄此時(shí)的UI值。表53165幅頻特性測(cè)量（對(duì)帶寬的影響）在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上EC12V、UI1MV，輸出端不接負(fù)載，調(diào)信號(hào)源使F下降（保持UI不變）測(cè)量UO，且在AU0707AVO處多測(cè)幾點(diǎn)，找出下限頻率。同理令F上升找出上限頻率，不接負(fù)載，有、無(wú)反饋進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)記入表54。表54三、實(shí)驗(yàn)要求1、認(rèn)真預(yù)習(xí)相關(guān)理論內(nèi)容（詳見(jiàn)預(yù)習(xí)要求）2、詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析總結(jié)負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。17實(shí)驗(yàn)六集成運(yùn)算放大器基本運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課時(shí)指導(dǎo)教師日期時(shí)間教學(xué)周數(shù)實(shí)驗(yàn)分室名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)實(shí)驗(yàn)員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究由集成運(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正確理解運(yùn)算電路中各元件參數(shù)之間的關(guān)系和“虛短”、“虛斷”、“虛地”的概念。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)運(yùn)算電路，滿足U0（10UI15UI2）的運(yùn)算關(guān)系。（二）實(shí)驗(yàn)原理1、理想運(yùn)算放大器特性集成運(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(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的元器件組成負(fù)反饋電路時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)比例、加法、減法、積分、微分等模擬運(yùn)算電路。理想運(yùn)放，是將運(yùn)放的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化，滿足下列條件的運(yùn)算放大器稱(chēng)為理想運(yùn)放。開(kāi)環(huán)電壓增益AUD輸入阻抗RI輸出阻抗RO0帶寬FBW失調(diào)與漂移均為零等。理想運(yùn)放在線性應(yīng)用時(shí)的兩個(gè)重要特性1輸出電壓UO與輸入電壓之間滿足關(guān)系式UOAUD（UU）由于AUD，而UO為有限值，因此，UU0。即UU，稱(chēng)為“虛短”。2由于RI，故流進(jìn)運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流可視為零，即IIB0，稱(chēng)為“虛斷”。這說(shuō)明運(yùn)放對(duì)其前級(jí)吸取電流極小。上述兩個(gè)特性是分析理想運(yùn)放應(yīng)用電路的基本原則，可簡(jiǎn)化運(yùn)放電路的計(jì)算。2、基本運(yùn)算電路1反相比例運(yùn)算電路電路如圖61所示。對(duì)于理想運(yùn)放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為UO減小輸入級(jí)偏置電流引起的運(yùn)算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻R2R1/RF。RFU。為了R1I圖61反相比例運(yùn)算電路圖62反相加法運(yùn)算電路182反相加法電路電路如圖62所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為UORFRUI1FUI2R3R1/R2/RFR1R23同相比例運(yùn)算電路圖63A是同相比例運(yùn)算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為UO1RFUIR2R1/RFR1當(dāng)R1時(shí)，UOUI，即得到如圖63B所示的電壓跟隨器。圖中R2RF，用以減小漂移和起保護(hù)作用。一般RF取10K，RF太小起不到保護(hù)作用，太大則影響跟隨性。A同相比例運(yùn)算電路B電壓跟隨器圖63同相比例運(yùn)算電路4差動(dòng)放大電路（減法器）對(duì)于圖64所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng)R1R2，R3RF時(shí)，有UORFI2UI1R1圖64減法運(yùn)算電路圖圖65積分運(yùn)算電路5積分運(yùn)算電路反相積分電路如圖65所示。在理想化條件下，輸出電壓UO等于UOT1TOUIDTUCO，R1C19式中UCO是T0時(shí)刻電容C兩端的電壓值，即初始值。如果UIT是幅值為E的階躍電壓，并設(shè)UCO0，則UOT1ETEDTT，即輸出R1CR1CO電壓UOT隨時(shí)間增長(zhǎng)而線性下降。顯然RC的數(shù)值越大，達(dá)到給定的UO值所需的時(shí)間就越長(zhǎng)。積分輸出電壓所能達(dá)到的最大值受集成運(yùn)放最大輸出范圍的限值。在進(jìn)行積分運(yùn)算之前，首先應(yīng)對(duì)運(yùn)放調(diào)零。為了便于調(diào)節(jié)，將圖中K1閉合，即通過(guò)電阻R2的負(fù)反饋?zhàn)饔脦椭鷮?shí)現(xiàn)調(diào)零。但在完成調(diào)零后，應(yīng)將K1打開(kāi)，以免因R2的接入造成積分誤差。K2的設(shè)置一方面為積分電容放電提供通路，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)積分電容初始電壓UCO0，另一方面，可控制積分起始點(diǎn)，即在加入信號(hào)UI后，只要K2一打開(kāi)，電容就將被恒流充電，電路也就開(kāi)始進(jìn)行積分運(yùn)算。（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件112V直流電源2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器3交流毫伏表4直流電壓表5、集成運(yùn)算放大器A7411四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)前按設(shè)計(jì)要求選擇運(yùn)算放大器、電阻等元件的參數(shù)，看清運(yùn)放組件各管腳的位置；切忌正、負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否則將會(huì)損壞集成塊。1調(diào)零參照?qǐng)D66連接實(shí)驗(yàn)電路，接通12V電源，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RW，使輸出VO0V，運(yùn)放調(diào)零后，在后面的實(shí)驗(yàn)中不用再調(diào)零。2反向比例運(yùn)算電路如圖57所示。根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算AVO/VI，按給定的VI值計(jì)算和測(cè)量對(duì)應(yīng)的VO值，把結(jié)果填入表61中。圖66圖673同相比例運(yùn)算電路電路圖如圖68所示。根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算AVO/VI，按給定的VI值計(jì)算和測(cè)量對(duì)應(yīng)的VO值，把計(jì)算和實(shí)測(cè)結(jié)果填入表52中。20表62圖68圖694反相加法運(yùn)算電路按如圖69所示連接電路。接通電源（12V），根據(jù)給定的VI1和VI2的值，計(jì)算并測(cè)量VO的值，將結(jié)果填入表63中，驗(yàn)證UORFRUI1FUI2R3R1/R2/RFR1R2表635減法運(yùn)算電路電路圖如圖610所示。圖610按如圖610所示連接電路。接通電源（12V），根據(jù)給定的VI1和VI2的值，計(jì)算并測(cè)量VO的值，21將結(jié)果填入表54中，驗(yàn)證UORFI2UI1，有R1R2，R3RF。R1表646設(shè)計(jì)運(yùn)算電路，滿足UO（10UI15UI2）的運(yùn)算關(guān)系。（五）預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)集成運(yùn)放線性應(yīng)用部分內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)計(jì)算各電路輸出電壓的理論值。2在反相加法器中，如UI1和UI2均采用直流信號(hào)，并選定UI21V，當(dāng)考慮到運(yùn)算放大器的最大輸出幅度12V時(shí)，UI1的大小不應(yīng)超過(guò)多少伏3為了不損壞集成塊，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意什么問(wèn)題三、實(shí)驗(yàn)要求1認(rèn)真預(yù)習(xí)相關(guān)理論內(nèi)容（詳見(jiàn)預(yù)習(xí)要求）2詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，作好實(shí)驗(yàn)總結(jié)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析22實(shí)驗(yàn)七有源濾波器實(shí)驗(yàn)類(lèi)型實(shí)驗(yàn)課時(shí)指導(dǎo)教師日期時(shí)間教學(xué)周數(shù)實(shí)驗(yàn)分室名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)號(hào)實(shí)驗(yàn)員一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉用運(yùn)放、電阻和電容組成有源低通濾波、高通濾波和帶通、帶阻濾波器。2學(xué)會(huì)測(cè)量有源濾波器的幅頻特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）實(shí)驗(yàn)原理（A）低通（B）高通C帶通（D）帶阻圖71四種濾波電路的幅頻特性示意圖由RC元件與運(yùn)算放大器組成的濾波器稱(chēng)為RC有源濾波器，其功能是讓一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，抑制或急劇衰減此頻率范圍以外的信號(hào)?？捎迷谛畔⑻幚怼?shù)據(jù)傳輸、抑制干擾等方面，但因受運(yùn)算放大器頻帶限制，這類(lèi)濾波器主要用于低頻范圍。根據(jù)對(duì)頻率范圍的選擇不同，可分為低通LPF、高通HPF、帶通BPF與帶阻BEF等四種濾波器，它們的幅頻特性如圖71所示。具有理想幅頻特性的濾波器是很難實(shí)現(xiàn)的，只能用實(shí)際的幅頻特性去逼近理想的。一般來(lái)說(shuō)，濾波器的幅頻特性越好，其相頻特性越差，反之亦然。濾波器的階數(shù)越高,幅頻特性衰減的速率越快，但RC網(wǎng)絡(luò)的節(jié)數(shù)越多，元件參數(shù)計(jì)算越繁瑣，電路調(diào)試越困難。任何高階濾波器均可以用較低的二階RC有濾波器級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)。1低通濾波器（LPF）低通濾波器是用來(lái)通過(guò)低頻信號(hào)衰減或抑制高頻信號(hào)。如圖72（A）所示，為典型的二階有源低通濾波器。它由兩級(jí)RC濾波環(huán)節(jié)與同相比例運(yùn)算電路組成，23其中第一級(jí)電容C接至輸出端，引入適量的正反饋，以改善幅頻特性。圖72（B）為二階低通濾波器幅頻特性曲線。A電路圖B頻率特性圖72二階低通濾波器電路性能參數(shù)AUP1FORF二階低通濾波器的通帶增益R11截止頻率，它是二階低通濾波器通帶與阻帶的界限頻率。2RCQ1品質(zhì)因數(shù)，它的大小影響低通濾波器在截止頻率處幅頻特性的形狀。3AUP2高通濾波器（HPF）與低通濾波器相反，高通濾波器用來(lái)通過(guò)高頻信號(hào)，衰減或抑制低頻信號(hào)。只要將圖72低通濾波電路中起濾波作用的電阻、電容互換，即可變成二階有源高通濾波