1、模擬電子技術(shù)實驗,實驗一 實驗二 實驗三 實驗四 實驗五 實驗六 實驗七 實驗八 實驗九 實驗十,實驗一常用電子儀器的使用 實驗二晶體管共射極單管放大器 實驗三場效應(yīng)管放大器 實驗四負(fù)反饋放大器 實驗五射極跟隨器 實驗六差動放大器 實驗七：綜合設(shè)計實驗 實驗八集成運算放大器的基本應(yīng)用(I) 實驗九低頻功率放大器 實驗十集成運算放大器的基本應(yīng)用（II） 實驗十一直流穩(wěn)壓電源 實驗十二 集成運算放大器的基本應(yīng)用（III）,模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗,實驗一常用電子儀器的使用,實驗?zāi)康?1、學(xué)習(xí)電子電路實驗中常用的電子儀器示波器、函數(shù)信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表、頻率計等的主要技術(shù)指標(biāo)、性能及正確

2、使用方法。 2、初步掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號波形和讀取波形參數(shù)的方法。 實驗原理 在模擬電子電路實驗中，經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、函數(shù)信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表及頻率計等。它們和萬用電表一起，可以完成對模擬電子電路的靜態(tài)和動態(tài)工作情況的測試。,實驗中要對各種電子儀器進(jìn)行綜合使用，可按照信號流向，以連線簡捷，調(diào)節(jié)順手，觀察與讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局，各儀器與被測實驗裝置之間的布局與連接如圖11所示。接線時應(yīng)注意，為防止外界干擾，各儀器的共公接地端應(yīng)連接在一起，稱共地。信號源和交流毫伏表的引線通常用屏蔽線或?qū)Ｓ秒娎|線，示波器接線使用專用電纜線，直流電源的接線用普通導(dǎo)線。,圖11

3、模擬電子電路中常用電子儀器布局圖,示波器,示波器是一種用途很廣的電子測量儀器，它既能直接顯示電信號的波形，又能對電信號進(jìn)行各種參數(shù)的測量?，F(xiàn)著重指出下列幾點： 尋找掃描光跡 將示波器Y軸顯示方式置“ALT/交替”，輸入耦合方式置“GND”，開機預(yù)熱后，若在顯示屏上不出現(xiàn)光點和掃描基線，可按下列操作去找到掃描線：適當(dāng)調(diào)節(jié)亮度旋鈕。觸發(fā)方式開關(guān)置“自動”。適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直 （ ）、水平（ ）“位移”旋鈕，使掃描光跡位于屏幕中央。,面板圖,2）、雙蹤示波器一般有五種顯示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三種單蹤顯示方式和“交替”“斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式?！敖惶妗憋@示一般適宜于輸入信號頻率較高時使用

4、?！皵嗬m(xù)”顯示一般適宜于輸入信號頻率較底時使用。 3）、為了顯示穩(wěn)定的被測信號波形，“觸發(fā)源選擇”開關(guān)一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號取自示波器內(nèi)部的Y通道。,面板圖,4）、觸發(fā)方式開關(guān)通常先置于“自動”調(diào)出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開關(guān)于“常態(tài)”，通過調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。 有時，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測信號的波形不在X軸方向左右移動，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。,面板圖,5）、適當(dāng)調(diào)節(jié)“掃描速率”開關(guān)及“Y軸靈敏度”開關(guān)使屏幕上顯示一二個周期的被測信號波形。在測量幅值時，應(yīng)注意將“

5、Y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時針旋到底，且聽到關(guān)的聲音。在測量周期時，應(yīng)注意將“X軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時針旋到底，且聽到關(guān)的聲音。還要注意“擴展”旋鈕的位置。 根據(jù)被測波形在屏幕坐標(biāo)刻度上垂直方向所占的格數(shù)（div或cm）與“Y軸靈敏度”開關(guān)指示值（v/div）的乘積，即可算得信號幅值的實測值。根據(jù)被測信號波形一個周期在屏幕坐標(biāo)刻度水平方向所占的格數(shù)（div或cm）與“掃速”開關(guān)指示值（t/div）的乘積，即可算得信號頻率的實測值。,面板圖,返回：5 6 7 8 前往：10 11 12 13 14 15 16 17 18,1電源開關(guān)（POWER） 2電源指示燈

6、3聚焦控制（FOCUS） 用于調(diào)節(jié)聚焦直至掃描線最細(xì) 4基線旋轉(zhuǎn)（TRACE ROTATION） 用于調(diào)節(jié)掃描線使其和水平刻度線平行。 5輝度控制（INTENSITY） 8通道1輸入端（Y1 INPUT） 被測信號由此輸入Y1通道。當(dāng)示波器工作在XY方式時，輸入到此端的信號作為X軸信號。,面板圖,9通道2輸入端（Y2 INPUT） 被測信號由此輸入Y2通道。當(dāng)示波器工作在XY方式時，輸入到此端的信號作為Y軸信號。 10、11輸入耦合開關(guān)（ACGNDDC） 用以選擇被測信號饋至Y軸放大器輸入端的耦合方式。 AC：耦合交流分量，隔離輸入信號的直流分量。 GND：Y軸放大器的輸入端接地。 ：輸入信號

7、直接加到軸放大器輸入端，包涵交、直流成分。,面板圖,12、13伏/度選擇開關(guān)（VOLTS/DIV） 用于選擇垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)?？梢苑奖愕赜^察垂直放大器上的各種幅度范圍的波形。當(dāng)使用探極時，屏幕讀數(shù)需10才是實際測量值。 14、15微調(diào)/擴展控制開關(guān)（VAR PULL5 GAIN） 當(dāng)旋轉(zhuǎn)微調(diào)旋鈕時，可小范圍地連續(xù)改變垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度。通常將此旋鈕順時針旋到底（校準(zhǔn)位置）。此旋鈕拉出時，垂直系統(tǒng)增益擴大5倍。 16位移（POSITION） 用于調(diào)節(jié)Y1信號垂直方向的位移。 17位移/Y2倒相（POSITION/PULL INVERT） 用于調(diào)節(jié)Y2信號垂直方向的位移。拉出時，Y2信號被倒相。當(dāng)儀器置于

8、（Y1+Y2）方式時，利用該功能即可得到（Y1Y2）的信號差。,面板圖,18工作方式開關(guān)（MODE） 用于選擇垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作方式。 Y1：只有加到Y(jié)1通道的信號能顯示 Y2：只有加到Y(jié)2通道的信號能顯示 ALT（交替）：加到Y(jié)1、Y2的信號能交替地顯示在熒光屏上，此工作方式常用于加在兩通道上信號頻率較高的情況。 CHOP（斷續(xù)）：加到Y(jié)1、Y2的信號受約250kHz自激振蕩電子開關(guān)的控制同時顯示在熒光屏上，此工作方式常用于加在兩通道上信號頻率較低的情況。 ADD（疊加）：顯示加到Y(jié)1、Y2信號之代數(shù)和,面板圖,20、21直流平衡調(diào)節(jié)（DC BAL） 用于直流平衡調(diào)節(jié)，方法如下： 置Y1、Y

9、2耦合開關(guān)接地，觸發(fā)方式為自動，移掃描線到刻度中心（垂直方向）。 將V/DIV開關(guān)在5mV和10mV檔之間變換，調(diào)直流平衡，直至掃描線無任何位移即可。 22掃描時間選擇開關(guān)（TIME/DIV） 用于選擇掃描時間因數(shù)，置于“XY”位置時，示波器工作于XY狀態(tài)。 23掃描微調(diào)（SWP VAR） 此旋鈕在校正位置時，掃描因數(shù)從TIME/DIV讀出，不在校正位置時可連續(xù)微調(diào)掃描因數(shù)，最大可擴大2.5倍。,面板圖,24位移/擴展（POSITION/PULL10MAG） 用于水平移動掃描線。拉出后將掃描擴展10倍，即TIME/DIV指示的是實際掃描時間的10倍。 25觸發(fā)源選擇開關(guān)（SOURCE） 用于選

10、擇掃描觸發(fā)信號源： 內(nèi)（INT）：取加到Y(jié)1或Y2的信號作為觸發(fā)源 電源（LINE）：取交流電源信號作為觸發(fā)源 外（EXT）：取加到外觸發(fā)輸入端的外觸發(fā)信號作為觸發(fā)源,面板圖,26內(nèi)觸發(fā)選擇開關(guān)（INT TRIG） 用于選擇不同的內(nèi)觸發(fā)信號源： Y1：取加到Y(jié)1的信號作觸發(fā)源。 Y2：取加到Y(jié)2的信號作觸發(fā)源。 組合方式（VERT MODE）：同時觀察兩個波形，同步觸發(fā)信號交替取自Y1和Y2。 27外觸發(fā)輸入（TRIG IN） 28觸發(fā)電平控制（LEVEL / PULL SLOPE） 通過調(diào)節(jié)觸發(fā)電平可確定波形掃描的起始點； 按進(jìn)為正極性觸發(fā)（常用），拉出為負(fù)極性觸發(fā)。,面板圖,29觸發(fā)方式選

11、擇（TRIG MODE） 自動（AUTO）：在有觸發(fā)信號時，同正常的觸發(fā)掃描，波形可穩(wěn)定顯示，無信號輸入時可顯示掃描線。 常態(tài)（NORM）：有觸發(fā)信號時才產(chǎn)生掃描，在沒有信號和非同步狀態(tài)下沒的掃描線。當(dāng)信號頻率很低（25Hz以下）時采用。 電視場（TVV）：用于觀察電視信號中的全場信號波形。 電視行（TVH）：用于觀察電視信號中的行信號波形。 31校正方波輸出（CAL 0.5V） 0.5V、1kHz方波信號輸出。 32接地端（GND）,面板圖,使用步驟,（1）選擇工作模式18 （2）選擇觸發(fā)源25 （3）選擇內(nèi)觸發(fā)源26 （4）選擇觸發(fā)方式29 （5）選擇合適的時間因數(shù)22 （6）選擇耦合方式

12、10、11 （7）選擇合適的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)12、13,面板圖,示波器探頭,函數(shù)信號發(fā)生器,函數(shù)信號發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號波形。輸出電壓最大可達(dá)20VPP。通過輸出衰減開關(guān)和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級到伏級范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。函數(shù)信號發(fā)生器的輸出信號頻率可以通過頻率分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 函數(shù)信號發(fā)生器作為信號源，它的輸出端不允許短路。,參照實驗系統(tǒng)的使用,交流毫伏表,交流毫伏表只能在其工作頻率范圍之內(nèi)，用來測量正弦交流電壓的有效值。為了防止過載而損壞，測量前一般先把量程開關(guān)置于量程較大位置上，然后在測量中逐檔減小量程。,數(shù)字式萬用表,1、直流電壓測量 將紅表筆插入“Vm

13、A”插孔7，黑表筆插入“COM”插孔5。將功能量程開關(guān)4置于直流電壓檔位，并將表筆并聯(lián)到待測電壓兩端。 2、交流電壓測量 將4置于交流電壓檔位，其余類同直流電壓測量。 3、直流電流測量 將紅表筆插入插孔7或6“10A”，黑表筆插入“COM”插孔5。將4置于直流電流檔位，并將表筆串聯(lián)到待測電路中。 4、電阻測量 將紅表筆插入插孔7，黑表筆插入“COM”插孔5。將4置于電阻測量檔位，并將表筆并聯(lián)到待測電阻兩端。,MF500型萬用表各功能的測量使用,頁 頁 頁,萬用表使用注意事項：其一，使用之前須進(jìn)行機械調(diào)零，使指針準(zhǔn)確地指示在標(biāo)度尺的零位上（最左端）；其二，紅表筆插“+”端，黑表筆插“-”端；其三

14、，使用時應(yīng)將萬用表水平放置；其四，讀數(shù)時射線應(yīng)與表盤指針垂直。 1、交流電壓的測量：將右換檔旋鈕旋至 V置上，左換檔旋鈕旋至待測量交流電壓值相應(yīng)的量限位置上，再將表筆跨接在被測電路兩端，當(dāng)不能預(yù)計被測電壓大約數(shù)值時，可將檔位旋在最大量限位置再根據(jù)指示值之大約數(shù)值重選適當(dāng)?shù)牧肯尬恢?，使指針得到最大的偏轉(zhuǎn)度。讀數(shù)見 刻度線（10V量限見10V專用刻度線）。,面板圖,2、直流電壓的測量：將右換檔旋鈕旋至 V位置上，左換檔旋鈕旋至待測量直流電壓值相應(yīng)的量限位置上，再將紅、黑表筆分別跨接在被測電路正、負(fù)電壓兩端，當(dāng)不能預(yù)計被測電壓大約數(shù)值時，可將檔位旋在最大量限位置再根據(jù)指示值之大約數(shù)值重選適當(dāng)?shù)牧肯尬?/p>

15、置，使指針得到最大的偏轉(zhuǎn)度。讀數(shù)見刻度線。測量2500V時，紅表筆由插孔2500 V引出。 3、直流電流的測量：將左換檔旋鈕旋至A位置上，右換檔旋鈕旋至待測直流電流值相應(yīng)的量限位置上，再將表筆串接在被測電路中（應(yīng)使電流從紅表筆流進(jìn)黑表筆流出），讀數(shù)見 刻度線。注意切勿將兩表筆直接跨接在電壓兩端。,面板圖,4、電阻的測量：將左換檔旋鈕旋至位置上，右換檔旋鈕旋至待測電阻值相應(yīng)的量限位置上，先進(jìn)行調(diào)零：兩表筆短接，再調(diào)節(jié)調(diào)零電位器使指針指示在標(biāo)度尺“0”的位置上，再將兩表筆分開跨接在待測電阻兩端測量，讀數(shù)見刻度線。為了提高測量精度，指針?biāo)甘颈粶y電阻之值應(yīng)盡可能指示在刻度中間一段。,面板圖,實驗內(nèi)容

16、,2、用示波器和交流毫伏表測量信號參數(shù),1、用機內(nèi)校正信號對示波器進(jìn)行自檢,返回首頁,實驗二晶體管共射極單管放大器,實驗?zāi)康?1、 學(xué)會放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。 2、 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試方法。 3、 熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設(shè)備的使用。,實驗原理 圖21為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用RB1和RB2組成的分壓電路，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。當(dāng)在放大器的輸入端加入輸入信號ui后，在放大器的輸出端便可得到一個與ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號u0，

17、從而實現(xiàn)了電壓放大。,圖21 共射極單管放大器實驗電路,第 48 49 50 51 52 53 54 55 頁,在圖21電路中，當(dāng)流過偏置電阻RB1和RB2 的電流遠(yuǎn)大于晶體管T 的基極電流IB時（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點可用下式估算,輸出電阻:,RiRB1 / RB2 / rbe,UCEUCCIC（RCRE）,電壓放大倍數(shù):,輸入電阻:,RORC,由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計和制作晶體管放大電路時，離不開測量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計前應(yīng)測量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計和裝配以后，還必須測量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點和各項性能指標(biāo)。一個優(yōu)質(zhì)放大器，必定是

18、理論設(shè)計與實驗調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識和設(shè)計方法外，還必須掌握必要的測量和調(diào)試技術(shù)。,放大器的測量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試，消除干擾與自激振蕩及放大器各項動態(tài)參數(shù)的測量與調(diào)試等。 1、 放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)試,1)靜態(tài)工作點的測量 測量放大器的靜態(tài)工作點，應(yīng)在輸入信號ui0的情況下進(jìn)行， 即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測量晶體管的集電極電流IC以及各電極對地的電位UB、UC和UE。一般實驗中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要測出UE，即可用 算出IC（也可

19、根據(jù) ，由UC確定IC）， 同時也能算出UBEUBUE，UCEUCUE 為了減小誤差，提高測量精度，應(yīng)選用內(nèi)阻較高的直流電壓表。,2)靜態(tài)工作點的調(diào)試 放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試是指對管子集電極電流IC（或UCE）的調(diào)整與測試。 靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時uO的負(fù)半周將被削底，如圖22(a)所示；如工作點偏低則易產(chǎn)生截止失真，即uO的正半周被縮頂（一般截止失真不如飽和失真明顯），如圖22(b)所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進(jìn)行動態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓u

20、i，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。,圖22(a),圖22(b),改變電路參數(shù)UCC、RC、RB（RB1、RB2）都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖23所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻RB2的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小RB2，則可使靜態(tài)工作點提高等。,圖23,這里所說的工作點“偏高” 或“偏低”不是絕對的，應(yīng) 該是相對信號的幅度而言， 如輸入信號幅度很小，即 使工作點較高或較低也不 一定會出現(xiàn)失真。所以確 切地說，產(chǎn)生波形失真是 信號幅度與靜態(tài)工作點設(shè) 置配合不當(dāng)所致。如需滿 足較大信號幅度的要求， 靜態(tài)工作點最好盡量靠近 交流負(fù)載線的中點。,2、放大

21、器動態(tài)指標(biāo)測試,放大器動態(tài)指標(biāo)包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓（動態(tài)范圍）和通頻帶等。 1)電壓放大倍數(shù)AV的測量 調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點，然后加入輸入電壓ui，在輸出電壓uO不失真的情況下，用交流毫伏表測出ui和uo的有效值Ui和UO，則,2)輸入電阻Ri的測量 為了測量放大器的輸入電阻，按圖24 電路在被測放大器的輸入端與信號源之間串入一已知電阻R，在放大器正常工作的情況下， 用交流毫伏表測出US和Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得,圖24,測量時應(yīng)注意下列幾點: 由于電阻R兩端沒有電路公共接地點，所以測量R兩端電壓 UR時必須分別測出US和Ui，然后按URUSU

22、i求出UR值。 電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產(chǎn)生較大的測量誤差，通常取R與Ri為同一數(shù)量級為好，本實驗可取R12K。,3)輸出電阻R0的測量 按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負(fù)載 RL的輸出電壓UO和接入負(fù)載后的輸出電壓UL，根據(jù) 即可求出 在測試中應(yīng)注意，必須保持RL接入前后輸入信號的大小不變。,4)最大不失真輸出電壓UOPP的測量（最大動態(tài)范圍） 如上所述，為了得到最大動態(tài)范圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點調(diào)在交流負(fù)載線的中點。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調(diào)節(jié)RW（改變靜態(tài)工作點），用示波器觀察uO，當(dāng)輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖25）時

23、，說明靜態(tài)工作點已調(diào)在交流負(fù)載線的中點。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出UO（有效值），則動態(tài)范圍等于?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UOPP來。,圖25,5)放大器幅頻特性的測量 放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)AU與輸入信號頻率f 之間的關(guān)系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖26所示，Aum為中頻電壓放大倍數(shù)，通常規(guī)定電壓放大倍數(shù)隨頻率變化下降到中頻放大倍數(shù)的倍，即0.707Aum所對應(yīng)的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH，則通頻帶fBWfHfL 放大器的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數(shù)AU。為此，可采用前述測AU的方法，每改

24、變一個信號頻率，測量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測量時應(yīng)注意取點要恰當(dāng)，在低頻段與高頻段應(yīng)多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不得失真。,圖26幅頻特性曲線,圖27晶體三極管管腳排列,3DG 9011(NPN) 3CG 9012(PNP) 9013(NPN),實驗設(shè)備與器件,1、12V直流電源 2、函數(shù)信號發(fā)生器 3、雙蹤示波器 4、交流毫伏表 5、直流電壓表 6、直流毫安表 7、頻率計 8、萬用電表 9、晶體三極管3DG61(50100)或 90111 （管腳排列如圖27所示） 電阻器、電容器若干,實驗內(nèi)容,實驗電路如圖21所示。各電子儀器可按實

25、驗一中圖11所示方式連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起，同時信號源、交流毫伏表和示波器的引線應(yīng)采用專用電纜線或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的外包金屬網(wǎng)應(yīng)接在公共接地端上。,1、調(diào)試靜態(tài)工作點 接通直流電源前，先將RW調(diào)至最大， 函數(shù)信號發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接通12V電源、調(diào)節(jié)RW，使IC2.0mA（即UE2.0V）， 用直流電壓表測量UB、UE、UC及用萬用電表測量RB2值。記入表21。 表2-1 IC2mA,圖21,2、測量電壓放大倍數(shù) 在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號uS，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓Ui10mV，同時用示波器觀察放大器輸出電壓uO波

26、形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下述三種情況下的UO值，并用雙蹤示波器觀察uO和ui的相位關(guān)系，記入表22。,表22 Ic2.0mA Ui mV,圖21,3、觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響 置RC2.4K，RL，Ui適量，調(diào)節(jié)RW，用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，在uO不失真的條件下，測量數(shù)組IC和UO值，記入表23。,表23RC2.4K RL UimV,測量IC時，要先將信號源輸出旋鈕旋至零（即使Ui0）。,圖21,4、觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響 置RC2.4K，RL2.4K， ui0，調(diào)節(jié)RW使IC2.0mA，測出UCE值，再逐步加大輸入信號，使輸出電壓u0 足夠大但不失真。

27、 然后保持輸入信號不變，分別增大和減小RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出u0的波形，并測出失真情況下的IC和UCE值，記入表24中。每次測IC和UCE 值時都要置ui0，即去掉信號源。,表24 RC2.4K RL UimV,圖21,5、測量最大不失真輸出電壓 置RC2.4K，RL2.4K，按照實驗原理2.4)中所述方法，同時調(diào)節(jié)輸入信號的幅度和電位器RW，用示波器和交流毫伏表測量UOPP及UO值，記入表25。,表25 RC2.4K RL2.4K,圖21,*6、測量輸入電阻和輸出電阻 置RC2.4K，RL2.4K，IC2.0mA。輸入f1KHz的正弦信號，在輸出電壓uo不失真的情況下，用交流毫伏表測出U

28、S，Ui和UL記入表2-6。 保持US不變，斷開RL，測量輸出電壓Uo，記入表2-6。,表2-6 Ic2mA Rc2.4K RL2.4K,圖21,實驗總結(jié) 1、 列表整理測量結(jié)果，并把實測的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計算值比較（取一組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較），分析產(chǎn)生誤差原因。 2、總結(jié)RC，RL及靜態(tài)工作點對放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的影響。 3、討論靜態(tài)工作點變化對放大器輸出波形的影響。 4、分析討論在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題。,共射極單管放大器與帶有負(fù)反饋的兩級放大器共用實驗?zāi)K,返回首頁,實驗三場效應(yīng)管放大器,實驗?zāi)康?1、了解結(jié)型場效應(yīng)管的性能和特點 2、進(jìn)

29、一步熟悉放大器動態(tài)參數(shù)的測試方法 實驗原理 場效應(yīng)管是一種電壓控制型器件。按結(jié)構(gòu)可分為結(jié)型和絕緣柵型兩種類型。由于場效應(yīng)管柵源之間處于絕緣或反向偏置，所以輸入電阻很高（一般可達(dá)上百兆歐）又由于場效應(yīng)管是一種多數(shù)載流子控制器件，因此熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強，噪聲系數(shù)小。加之制造工藝較簡單，便于大規(guī)模集成，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。,1、結(jié)型場效應(yīng)管的特性和參數(shù) 場效應(yīng)管的特性主要有輸出特性和轉(zhuǎn)移特性。圖31所示為N溝道結(jié)型場效應(yīng)管3DJ6F的輸出特性和轉(zhuǎn)移特性曲線。,圖31 3DJ6F的輸出特性和轉(zhuǎn)移特性曲線,其直流參數(shù)主要有飽和漏極電流IDSS，夾斷電壓UP等；交流參數(shù)主要有低頻跨導(dǎo) 表31列

30、出了3DJ6F的典型參數(shù)值及測試條件,2、場效應(yīng)管放大器性能分析 圖32為結(jié)型場效應(yīng)管組成的共源級放大電路。,圖32,66 67,其靜態(tài)工作點,中頻電壓放大倍數(shù)AVgmRLgmRD / RL 輸入電阻RiRGRg1 / Rg2 輸出電阻 RORD,計算。但要注意，計算時UGS要用靜態(tài)工作點處之?dāng)?shù)值。,式中跨導(dǎo)gm可由特性曲線用作圖法求得，或用公式,3、輸入電阻的測量方法 場效應(yīng)管放大器的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)和輸出電阻的測量方法，與實驗二中晶體管放大器的測量方法相同。其輸入電阻的測量，從原理上講，也可采用實驗二中所述方法，但由于場效應(yīng)管的Ri比較大，如直接測輸入電壓US和Ui，則限于測量儀器

31、的輸入電阻有限，必然會帶來較大的誤差。因此為了減小誤差，常利用被測放大器的隔離作用，通過測量輸出電壓UO來計算輸入電阻。測量電路如圖33所示。,圖33 輸入電阻測量電路,在放大器的輸入端串入電阻R，把開關(guān)K擲向位置1（即使R0），測量放大器的輸出電壓U01AVUS；保持US不變，再把K擲向2（即接入R），測量放大器的輸出電壓U02。由于兩次測量中AV和US保持不變，故,由此可以求出,式中R和Ri不要相差太大，本實驗可取R100200K。,由此可以求出,68,實驗設(shè)備與器件 1、12V直流電源2、函數(shù)信號發(fā)生器 3、雙蹤示波器 4、交流毫伏表 5、直流電壓表 6、結(jié)型場效應(yīng)管3DJ6F1 電阻器

32、、電容器若干。,實驗內(nèi)容 1、靜態(tài)工作點的測量和調(diào)整 接圖32連接電路，令ui0，接通12V電源，用直流電壓表測量UG、US和UD。檢查靜態(tài)工作點是否在特性曲線放大區(qū)的中間部分。如合適則把結(jié)果記入表32。 若不合適，則適當(dāng)調(diào)整Rg2和RS，調(diào)好后，再測量UG、US和UD 記入表32。,表32,2、電壓放大倍數(shù)AV、輸入電阻Ri和輸出電阻RO的測量 1)AV和RO的測量 在放大器的輸入端加入f1KHz的正弦信號Ui（50100mV），并用示波器監(jiān)視輸出電壓u0的波形。在輸出電壓u0沒有失真的條件下，用交流毫伏表分別測量RL和RL10K時的輸出電壓UO（注意：保持 Ui幅值不變），記入表33。用示

33、波器同時觀察ui和uO的波形，描繪出來并分析它們的相位關(guān)系。,表33,電路圖,2)Ri的測量 按圖33改接實驗電路，選擇合適大小的輸入電壓US（約50100mV），將開關(guān)K擲向“1”，測出R0時的輸出電壓U01，然后將開關(guān)擲向“2”，（接入R），保持US不變，再測出U02，根據(jù)公式 求出 Ri，記入表34。,表34,實驗總結(jié) 1、整理實驗數(shù)據(jù)，將測得的AV、Ri、Ro和理論計算值進(jìn)行比較。 2、把場效應(yīng)管放大器與晶體管放大器進(jìn)行比較，總結(jié)場效應(yīng)管放大器的特點。 3、分析測試中的問題，總結(jié)實驗收獲。,返回首頁,實驗四負(fù)反饋放大器,實驗?zāi)康?加深理解放大電路中引入負(fù)反饋的方法和負(fù)反饋對放大器各項性

34、能指標(biāo)的影響。 實驗原理 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)。本實驗以電壓串聯(lián)負(fù)反饋為例，分析負(fù)反饋對放大器各項性能指標(biāo)的影響。,1、圖41為帶有負(fù)反饋的兩級阻容耦合放大電路，在電路中通過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)反饋的判斷法可知，它屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋。,圖41,77 79,主要性能指

35、標(biāo)如下 1) 閉環(huán)電壓放大倍數(shù) 其中AVUOUi 基本放大器（無反饋）的電壓放大倍數(shù)，即開環(huán)電壓放大倍數(shù)。 1AVFV 反饋深度，它的大小決定了負(fù)反饋對放大器性能改善的程度。,反饋系數(shù),3)輸入電阻 Rif(1AVFV )Ri Ri 基本放大器的輸入電阻 4) 輸出電阻,RO 基本放大器的輸出電阻 AVO 基本放大器RL時的電壓放大倍數(shù),2、本實驗還需要測量基本放大器的動態(tài)參數(shù)，怎樣實現(xiàn)無反饋而得到基本放大器呢？不能簡單地斷開反饋支路，而是要去掉反饋作用，但又要把反饋網(wǎng)絡(luò)的影響（負(fù)載效應(yīng)）考慮到基本放大器中去。1) 在畫基本放大器的輸入回路時，因為是電壓負(fù)反饋，所以可將負(fù)反饋放大器的輸出端交流

36、短路，即令uO0，此時 Rf相當(dāng)于并聯(lián)在RF1上。 2)在畫基本放大器的輸出回路時，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）開路，此時（RfRF1）相當(dāng)于并接在輸出端?？山普J(rèn)為Rf并接在輸出端。,基本放大器,帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的 兩級阻容耦合放大器,78,實驗設(shè)備與器件 1、12V直流電源 2、函數(shù)信號發(fā)生器 3、雙蹤示波器4、 頻率計 5、 交流毫伏表 6、 直流電壓表 7、晶體三極管3DG62(50100) 或90112 電阻器、電容器若干。,實驗內(nèi)容 1、測量靜態(tài)工作點 按圖41連接實驗電路，取UCC12V，Ui0，用直流電壓表分別測量第一級、第二級的靜態(tài)工

37、作點，記入表4-1。,表4-1,2、測試基本放大器的各項性能指標(biāo) 將實驗電路按圖42改接，即把Rf斷開后分別并在RF1和RL上，其它連線不動。 1)測量中頻電壓放大倍數(shù)AV，輸入電阻Ri和輸出電阻RO。 以f1KHZ，US約5mV正弦信號輸入放大器， 用示波器監(jiān)視輸出波形uO，在uO不失真的情況下，測量US、Ui、UL，記入表42。 保持US不變，斷開負(fù)載電阻RL（注意，Rf不要斷開），測量空載時的輸出電壓UO，記入表42。,表42,2)測量通頻帶 接上RL，保持1)中的US不變，然后增加和減小輸入信號的頻率，找出上、下限頻率fh和fl，記入表43。 3、測試負(fù)反饋放大器的各項性能指標(biāo) 將實驗

38、電路恢復(fù)為圖41的負(fù)反饋放大電路。 適當(dāng)加大US（約10mV），在輸出波形不失真的條件下，測量負(fù)反饋放大器的AVf、Rif和ROf， 記入表42；測量fhf和fLf，記入表43。,表43,*4、觀察負(fù)反饋對非線性失真的改善 1)實驗電路改接成基本放大器形式，在輸入端加入f1KHz 的正弦信號，輸出端接示波器，逐漸增大輸入信號的幅度，使輸出波形開始出現(xiàn)失真，記下此時的波形和輸出電壓的幅度。 2)再將實驗電路改接成負(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，輸出波形的變化。,實驗總結(jié) 1、將基本放大器和負(fù)反饋放大器動態(tài)參數(shù)的實測值和理論估算值列表進(jìn)行比較。

39、2、根據(jù)實驗結(jié)果，總結(jié)電壓串聯(lián)負(fù)反饋對放大器性能的影響。,返回首頁,實驗五射極跟隨器,實驗?zāi)康?1、 掌握射極跟隨器的特性及測試方法 2、 進(jìn)一步學(xué)習(xí)放大器各項參數(shù)測試方法 實驗原理 射極跟隨器的原理圖如圖51所示。 它是一個電壓串聯(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。,圖51 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 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

40、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，實驗線路如圖52所示。,即只要測得A、B兩點的對 地電位即可計算出Ri。,90 91 93,圖52 射極跟隨器實驗電路,輸出電阻RO,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:,電壓放大倍數(shù) 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。

41、 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，uo便不能跟隨ui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)工作點應(yīng)選在交流負(fù)載線中點，測量時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 U0PP2UO,實驗設(shè)備與器件 1、12V直流電源2、函數(shù)信號發(fā)生器 3、雙蹤示波器 4、交流毫伏表 5、直流電壓表 6、頻率計 7、3DG1

42、21 (50100)或9013 電阻器、電容器若干。,實驗內(nèi)容,1、靜態(tài)工作點的調(diào)整 接入負(fù)載RL1K，接通12V直流電源，在A點加入f1KHz正弦信號us，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最大不失真輸出波形，然后移除信號源，置us對地短接，用直流電壓表測量晶體管各極對地電位，將測得數(shù)據(jù)記入表51。注意，測量UB時不能直接B極（基極）對地測量，正確的方法是先測出上偏置電阻（RB）上的電壓URB，再用UC-URB獲得。IE也是通過測量UE，再用UE/RE獲得。,表51,電路圖,2、測量電壓放大倍數(shù)Av 移除Us 對地的短接線，在A點重新接入信

43、號源，用交流毫伏表分別測出Us、Ui、UL的值。記入表52。移除負(fù)載RL1K， 測出Uo記入表5-2。,表52,電路圖,3、測試跟隨特性 接入負(fù)載RL1k，在A點加入f1kHz正弦信號uS，用示波器監(jiān)視輸出波形，在輸出波形不失真的情況下，調(diào)節(jié)信號為不同幅度，用交流毫伏表測出ui和uL的值，記入表53。,表53,4、測試頻率響應(yīng)特性 保持輸入信號ui幅度不變，改變信號源頻率，用示波器監(jiān)視輸出波形，用交流毫伏表測量不同頻率下的輸出電壓UL值，記入表54。,表54,實驗六差動放大器,實驗?zāi)康?1、加深對差動放大器性能及特點的理解 2、學(xué)習(xí)差動放大器主要性能指標(biāo)的測試方法 實驗原理 圖61是差動放大器

44、的基本結(jié)構(gòu)。 它由兩個元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。當(dāng)開關(guān)K撥向左邊時，構(gòu)成典型的差動放大器。調(diào)零電位器RP用來調(diào)節(jié)T1、T2管的靜態(tài)工作點，使得輸入信號Ui0時，雙端輸出電壓UO0。RE為兩管共用的發(fā)射極電阻， 它對差模信號無負(fù)反饋作用，因而不影響差模電壓放大倍數(shù)，但對共模信號有較強的負(fù)反饋作用，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。,圖61 差動放大器實驗電路,當(dāng)開關(guān)K撥 向右邊時， 構(gòu)成具有恒 流源的差動 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 提高差動放 大器抑制共 模信號的能 力。,104 105 106 107 108 109,1、靜態(tài)工作點的估算

45、典型電路,（認(rèn)為UB1UB20）,恒流源電路,2、差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù) 當(dāng)差動放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時，差模電壓放大倍數(shù)Ad由輸出端方式?jīng)Q定，而與輸入方式無關(guān)。 雙端輸出:RE，RP在中心位置時， 單端輸出,當(dāng)輸入共模信號時，若為單端輸出，則有 若為雙端輸出，在理想情況下 實際上由于元件不可能完全對稱，因此AC也不會絕對等于零。,共模抑制比CMRR,為了表征差動放大器對有用信號（差模信號）的放大作用和對共模信號的抑制能力，通常用一個綜合指標(biāo)來衡量，即共模抑制比 或 差動放大器的輸入信號可采用直流信號也可采用交流信號。本實驗由函數(shù)信號發(fā)生器提供頻率f1KHZ的

46、正弦信號作為輸入信號。,實驗設(shè)備與器件,1、12V直流電源 2、函數(shù)信號發(fā)生器 3、雙蹤示波器 4、交流毫伏表 5、直流電壓表 6、晶體三極管3DG63，或90113 要求T1、T2管特性參數(shù)一致。 7、電阻器、電容器若干。,實驗內(nèi)容,典型差動放大器性能測試 按圖6-1連接實驗電路，開關(guān)K撥向左邊構(gòu)成典型差動放大器。 1) 測量靜態(tài)工作點 調(diào)節(jié)放大器零點 信號源不接入。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。,測量靜態(tài)工作點 零點調(diào)好以后，用直流電壓表測量T1、T2管各電極電位及射極電阻RE兩端電壓U

47、RE，記入表61。,表61,電路圖,2) 測量差模電壓放大倍數(shù) 斷開直流電源，將函數(shù)信號發(fā)生器的輸出端接放大器輸入A端，地端接放大器輸入B端構(gòu)成單端輸入方式，調(diào)節(jié)輸入信號為頻率f1KHz的正弦信號，并使輸出旋鈕旋至零， 用示波器監(jiān)視輸出端（集電極C1或C2與地之間）。 接通12V直流電源，逐漸增大輸入電壓Ui（約100mV），在輸出波形無失真的情況下，用交流毫伏表測 Ui，UC1，UC2，記入表62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。,電路圖,CMRR=,3)測量共模電壓放大倍數(shù) 將放大器A、B短接，信號源接A端與地之間，構(gòu)成共模輸入方式， 調(diào)節(jié)輸入信號

48、f=1kHz，Ui=1V，在輸出電壓無失真的情況下，測量UC1， UC2之值記入表62，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。,電路圖,具有恒流源的差動放大電路性能測試 將圖61電路中開關(guān)K撥向右邊，構(gòu)成具有恒流源的差動放大電路。重復(fù)內(nèi)容12)、13)的要求，記入表62。,電路圖,實驗總結(jié),1、 整理實驗數(shù)據(jù)，列表比較實驗結(jié)果和理論估算值，分析誤差原因。 1) 靜態(tài)工作點和差模電壓放大倍數(shù)。 2) 典型差動放大電路單端輸出時的CMRR實測值與理論值比較 3) 典型差動放大電路單端輸出時CMRR的實測值與具有恒流源的差動放大器CMRR實測值比較。 2、 比較

49、ui，uC1和uC2之間的相位關(guān)系。 3、 根據(jù)實驗結(jié)果，總結(jié)電阻RE和恒流源的作用。,返回首頁,實驗八集成運算放大器的基本應(yīng)用(I) 模擬運算電路 ,實驗?zāi)康?1、研究由集成運算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運算電路的功能。 2、了解運算放大器在實際應(yīng)用時應(yīng)考慮的一些問題。 實驗原理 集成運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電路。當(dāng)外部接入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)等模擬運算電路。,理想運算放大器特性: 在大多數(shù)情況下，將運放視為理想運放，就是將運放的各項

50、技術(shù)指標(biāo)理想化，滿足下列條件的運算放大 器稱為理想運放。 開環(huán)電壓增益 Aud= 輸入阻抗ri= 輸出阻抗ro=0 帶寬 fBW= 失調(diào)與漂移均為零等。,理想運放在線性應(yīng)用時的兩個重要特性： （1）輸出電壓UO與輸入電壓之間滿足關(guān)系式 UOAud（U+U） 由于Aud=，而UO為有限值，因此，U+U0。即U+U，稱為“虛短”。 （2）由于ri=，故流進(jìn)運放兩個輸入端的電流可視為零，即IIB0，稱為“虛斷”。這說明運放對其前級吸取電流極小。 上述兩個特性是分析理想運放應(yīng)用電路的基本原則，可簡化運放電路的計算。,基本運算電路,為了減小輸入級偏置電流引起的運算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻R2R1

51、 / RF。,1) 反相比例運算電路 電路如圖81所示。對于理想運放， 該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為,121,圖81,2)反相加法電路 電路如圖82所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為,R3R1 / R2 / RF,123,圖82,3) 同相比例運算電路 圖83(a)是同相比例運算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 R2R1 / RF 當(dāng)R1時，UOUi，即得到如圖83(b)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,122,圖83(a),圖83(b),4) 差動放大電路（減法器） 對于圖8-4所示的減

52、法運算電路，當(dāng)R1R2， R3RF時， 有如下關(guān)系式,124,圖8-4,5) 積分運算電路 反相積分電路如圖85所示。在理想化條件下， 輸出電壓uO等于,如果ui(t)是幅值為E的階 躍電壓，并設(shè)uc(o)0，則,式中uC(o)是t0時刻電容C兩端的電壓值，即初始值。,圖85,125,即輸出電壓 uO(t)隨時間增長而線性下降。顯然RC的數(shù)值越大，達(dá)到給定的UO值所需的時間就越長。積分輸出電壓所能達(dá)到的最大值受集成運放最大輸出范圍的限值。 K的設(shè)置為積分電容放電提供通路，同時可實現(xiàn)積分電容初始電壓uC(0)0，在進(jìn)行積分運算之前，將圖中K閉合，可控制積分起始點，即在加入信號ui后， 只要K一打

53、開， 電容就將被恒流充電，電路也就開始進(jìn)行積分運算。,實驗設(shè)備與器件,1、12V直流電源 2、函數(shù)信號發(fā)生器 3、交流毫伏表 4、直流電壓表 5、集成運算放大器A7411 電阻器、電容器若干。,實驗內(nèi)容,實驗前要看清運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，否則將會損壞集成塊。 1、反相比例運算電路 1) 按圖81連接實驗電路，接通12V電源，輸入端對地短路，進(jìn)行調(diào)零和消振。 2) 輸入f100Hz，Ui0.5V的正弦交流信號，測量相應(yīng)的UO，并用示波器觀察uO和ui的相位關(guān)系，記入表8-1。,表8-1Ui0.5V，f100Hz,2、同相比例運算電路 1) 按圖83(a)連接實

54、驗電路。實驗步驟同內(nèi)容1，將結(jié)果記入表82。 2) 將圖83(a)中的R1斷開，得圖83(b)電路重復(fù)內(nèi)容1)。,表82Ui0.5Vf100Hz,3、 反相加法運算電路 1) 按圖82連接實驗電路。調(diào)零和消振。 2)輸入信號采用實驗箱上的直流可調(diào)信號源 ，實驗時要注意選擇合適的直流信號幅度以確保集成運放工作在線性區(qū)。用直流電壓表測量輸入電壓Ui1、Ui2及輸出電壓UO，記入表83。,表83,4、減法運算電路 1) 按圖84連接實驗電路。調(diào)零和消振。 2) 采用直流輸入信號，實驗步驟同內(nèi)容3，記入表84。,表84,5、積分運算電路 實驗電路如圖85所示。 1)閉合K2，使uC(o)0 2) 預(yù)先

55、調(diào)好直流輸入電壓Ui0.5V，接入實驗電路，再打開K2，然后用直流電壓表測量輸出電壓UO，每隔5秒讀一次UO，記入表8-5，直到UO不繼續(xù)明顯增大為止。,表8-5,實驗總結(jié),1、 整理實驗數(shù)據(jù)，畫出波形圖（注意波形間的相位關(guān)系）。 2、 將理論計算結(jié)果和實測數(shù)據(jù)相比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。 3、 分析討論實驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。,返回首頁,實驗十 集成運算放大器的基本應(yīng)用（II） 電壓比較器 ,實驗?zāi)康?1、 掌握電壓比較器的電路構(gòu)成及特點 2、 學(xué)會測試比較器的方法 實驗原理 電壓比較器是集成運放非線性應(yīng)用電路，它將一個模擬量電壓信號和一個參考電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生

56、躍變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦波形變換電路及應(yīng)用于模擬與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。,圖101所示為一最簡單的電壓比較器，UR為參考電壓，加在運放的同相輸入端，輸入電壓ui加在反相輸入端。,電路圖,傳輸特性,當(dāng)uiUR時，運放輸出高電平，穩(wěn)壓管Dz反向穩(wěn)壓工作。輸出端電位被 其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓UZ，即 uOUZ 當(dāng)uiUR時，運放輸出低電平，DZ正向?qū)?，輸出電壓等于穩(wěn)壓管的正 向壓降UD，即 uoUD 因此，以UR為界，當(dāng)輸入電壓ui變化時，輸出端反映出兩種狀態(tài): 高電 位和低電位。,常用的電壓比較器有過零比較器、具有滯回特性的過零比較器、雙限比較器（又稱窗口比較器）等。

57、1、過零比較器 電路如圖102所示為加限幅電路的過零比較器，DZ為限幅穩(wěn)壓管。信號從運放的反相輸入端輸入，參考電壓為零,從同相端輸入。當(dāng)Ui0時，輸出UO-(UZ+UD)，當(dāng)Ui0時，UO+(UZ+UD)。其電壓傳輸特性如圖102（b）所示。 過零比較器結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高，但抗干擾能力差。,電路圖,電壓傳輸特性,133,圖103為具有滯回特性的過零比較器 過零比較器在實際工作時，如果ui恰好在過零值附近，則由于零點漂移的存在，uO將不斷由一個極限值轉(zhuǎn)換到另一個極限值，這在控制系統(tǒng)中，對執(zhí)行機構(gòu)將是很不利的。為此， 就需要輸出特性具有滯回現(xiàn)象。 從輸出端引一個電阻分壓正反饋支路到同相輸入端，若u

58、o改變狀態(tài)，點也隨著改變電位，使過零點離開原來位置。當(dāng)uo為正（記作U+） ，則當(dāng)uiU后，uO即由正變負(fù)（記作U-），此時U變?yōu)閁。故只有當(dāng)ui下降到U以下，才能使uO再度回升到U+，于是出現(xiàn)圖中所示的滯回特性。 U與U的差別稱為回差。改變 R2的數(shù)值可以改變回差的大小。,滯回比較器,具有滯回特性的過零比較器,滯回特性,窗口（雙限）比較器 簡單的比較器僅能鑒別輸入電壓ui比參考電壓UR高或低的情況，窗口比較電路是由兩個簡單比較器組成，如圖104所示，它能指示出ui值是否處于和之間。如Ui，窗口比較器的輸出電壓UO等于運放的正飽和輸出電壓(+Uomax)，如果Ui或Ui，則輸出電壓U0等于運放的負(fù)飽和輸出電壓 (UOmax)。,窗口比較電路,傳輸特性,136,實驗設(shè)備與器件,1、 12V 直流電源 2、 函數(shù)信號發(fā)生器 3、 雙蹤示波器 4、 直流電壓表 5、 交流毫伏表 6、 運算放大器 A7412 7、穩(wěn)壓管 2CW2311 8、 二極管 41482 電阻器等,實驗內(nèi)容,1、過零比較器 實驗電路如圖102所示 (1) 接通12V電源。 (2) 測量ui懸空時的UO值。 (3) ui輸入500Hz、幅值為