模拟电子技术实验II指导书版Word下载.docx
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2、正确使用电压表、万用表、信号发生器、示波器、交流亳伏表等实验设备;
3、按电路图联接实验线路和合理布线,能初步分析并排除故障:
4、具有根据实验任务确定实验方案、设讣实验线路和选择仪器设备的初步能力;
5、认貞•观察实验现象,正确读取实验数据和记录实验波形并加以检查和判断,分析实验结果,
正确撰写实验报告。
实验一单管放大电路实验1
实验二多级放大电路实验7
实验三运算放大器应用综合实验12
实验四信号产生及有源滤波仿真实验18
附录1:
模拟电路实验板简介23
附录2:
预习报告及实验报告的撰写介绍25
实验一单管放大电路实验
一、实验目的
1、熟悉分压式偏宜共射极单管放大电路和射极输出器的组成。
2、掌握放大电路静态工作点的调试方法,加深静态工作点对放大电路性能的影响。
3、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。
二、实验设备及仪器
模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流亳伏表。
三、实验容及步骤
(一)实验容1:
三极管共射放大电路
图1.1三极管共射放大电路
1、连线如图1.1所示的分压式偏置共射放大电路。
2、共射放大电路静态工作点的测量
接通电源V©
调节电位器RP1,使发射极电位U==2.6V,用直流电压表测量U,、匕以及电阻Rc:
上的电压S的值,填入表1・1中。
表1.1静态直流工作点参数测量
测量
值(V)
计算值
Ue
Ub
Uc
URc
Ie(mA)
Ic(mA)
Uce(V)
3、共射放大电路交流参数测量
维持已调好的静态工作点不变,在输入端加入f=lkHz、u2=100mVrms的正弦波信号,分别用交流亳伏表和双踪示波器测量⑴、山、U。
的值,并观察输入、输岀波形及英相位,将结果填入表1.2中。
表1.2动态交流参数测量
条件
测量值(mV)
计算值
波形
Ri.
Us
Ui
Uo
Av
Avs
Ri
Ro
输入(Ui)
输出(Uo)
8
2kQ
输入电阻和输出电阻的讣算方法如下:
•••nr.=—•••
式中:
s为&
=8时的输出开路电压,Uo=2kQ时的输岀负载电压。
4、观察负载电阻对放大倍数的影响
在上步实验的基础上,把负载电阻Rl换成5.lkQ,重新测左放大倍数,将结果填入表1.3中。
表1・3负载变化对交流动态参数的影响
Rl
U$
U1
5.1kQ
5.最大不失真输岀电压Gp的测量
逐渐增大信号源电压U:
并同时凋节RP1,用示波器观察Uo。
当输出波形同时出现削底和缩顶时,说明静态工作点已调到交流负载线的中点。
此时,反复调节a,使输出波形为临界不失頁•状态。
此时•测量放大器的静态工作点,并用示波器和亳伏表测量电路各处数值,并填入表1・4中。
表1・4最大不失真输出测量
测量仪器
u(・
UCE
us(mV)
Ui(mV)
Uo(V)
输入波形
输出波形
数字直流蚯表(V)
—
数字交流亳伏表
示波器
6、观察静态工作点的变化对波形失真的影响
在最大不失真输入信号U:
不变的情况下,改变P1,用示波器分别观察到上部或下部削顶现象,将示波器观察波形填入表1.5中,然后撤除输入信号a,用数字直流电压表测量4填入表1.5中。
表1・5饱和失真与截止失真
失真类型
波形
Uc(V)
截止失真
饱和失真
7、电路故障状况观察
图1・1电路中CelJF路时的故障现象观察、Rel2短路时的故障现象观察,记录观察结果。
(二)实验容2:
三极管共集放大电路
连线如图1.2所示的为共集放大电路。
(说明:
集电极电阻采用导线短路连接)1、共集放大电路静态工作点的调试
调节RP1,使山约为5V,用直流电压表测量的Us4的数据,将结果填入表1.6中。
表1・6静态直流工作点参数测量
测量值(V)
Ube(V)
UCE(V)
2、共集放大电路交流参数测量
U:
输入幅值预置依次为100、300、500mVrms的1kHz正弦波,但应使电路输出在整个测量过程中不失真,在负载电阻&
=8和乩=2以2的情况下,测量u:
、u’、u。
数据,将测量数据填入表1.7中.并分别计算有关参数,输入电阻及输出电阻的汁算方法参见共射放大电路。
表1・7动态交流参数测量
次数
计算参数
Ay
l
oo
2
3
(三)实验容3:
场效应管共源放大电路
+12V
图1・3场效应管共漏放大电路
按照图1.3连线,构成场效应管共源放大电路。
1、静态工作点参数测量
表1.8场效应管共源静态直流工作点参数测量
Ug
5
Ugs(V)
Uds(V)
Id(mA)
2、交流参数测量
表1.9场效应管共源动态交流参数测量
R>
CO
四、预习要求
4.1熟悉实验原理
1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路和射极输出器的构成。
2、熟悉共射放大电路和和射极输岀器静态工作点及调试方法。
3、什么是信号源电压u:
?
什么是放大器的输入信号⑴?
什么是放大器的输出信号4?
如何用示波器和交流亳伏表测疑这些信号?
4、如何通过动态指标的测量求出放大器的电压放大倍数儿、输入电阻R:
和输岀电阻R。
?
5、了解负载变化对放大器的放大倍数的影响。
6、仿真共射放大电路观察静态工作点选择得不合适或输入信号山过大所造成的失真现象,从而掌握放大器不失真的条件。
4.2预习报告
撰写实验预习报告,参见附录2关于预习报告的撰写要求。
1、理论计算部分:
1)设图1.1放大电路的参数为0=120、R“=60kQ、R„=20kQ.Rc=Rc=2.4kQ、Rel=100Q、血=lkQ、Vcc=12V,估算静态工作点Q和交流参数A、.、R:
、R。
。
2)设图1.2放大电路的参数为R”=60kQ、P=120,估算静态工作点Q和交流参数A、.、R:
、汕。
2、Multisim软件仿真部分:
1)图1.1放大电路中的三极管9013用2N2222,其余元件参数按照图1.1标示配置,仿真测试静态工作点Q和交流参数乐、R,、Roo
2)图1.2放大电路中的三极笛9013用2N2222,其余元件参数按照图1.1标示配宜,仿真测试静态工作点Q和交流参数A、.、&
、Roo
理论计算及仿真测试,填写一份预习实验数据表,自己参照实验数据表拟岀。
五、实验报告
实验报告由预习报告和实验结果、结果分析等构成。
参见附录2关于预习报告的撰写要求。
1、整理实验数据,得出实验结果。
2、并对实验结果进行比较和分析。
实验二多级放大电路实验
一、实验目的
1、学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调试方法。
2、学习两级放大电路电压放大倍数的测量。
3、掌握两级放大电路输入、输出的相位关系。
4、了解放大电路中引入负反馈的方法及反馈组态,以及负反馈对放大电路性能的影响。
二、实验设备及仪器
三、实验容及步骤
(-)两级放大电路
1、晶体管两级放大电路原理图如图2.1所示。
图2.1两级晶体管放大电路
2、静态工作点的调试
1分别调试各级的静态工作点,将每级的静态工作点设在交流负载线的中间(即VCC^6V)O两级的调试方法相同。
以第一级为例,在输入端输入频率为1kHz正弦波信号u’,用示波器观察本级输出波形,在逐渐增大u:
的同时调节RP1,直至使输出信号波形幅度为最大且不失真。
2第二级输入端与信号源之间必须加接耦合电容。
3将信号源拆除,用直流电压表测量两级的三极管各脚的直流工作电压,将数据填入表2.1中。
表2.1两级放大电路的静态工作点参数测量
第一级T】
(V)
第二级T?
(V)
Ubi
Uei
Uci
UcEl
UB2
UE2
UC2
Ud:
3、测量两级放大电路的电压放大倍数
连接好级间连线,在第一级输入端输入1kHz正弦波信号⑴,调节信号发生器,使u:
逐渐减小,用示波器观察输出信号心的波形不失真,此时用交流亳伏表和示波器测量各级的输入、输岀交流电压值和波形,记录于表2.2和表2・3中。
表2.2两级放大电路的动态交流参数测量
交流亳伏表测量数据(mV)
示波器测量数据Uopp(mV)
Uj
Uo!
Uo2
Uol
Ri=5.1kQ
表2・3两级放大电路的波形观察
各点波形
UO|
4、根据测量的数据,将电压放大倍数的汁算结果填入表2・4中。
表2.4两级放大电路的放大倍数
缶J%
A=u%
比=Al.比2
九J%
(二)负反馈放大电路实验
1、电压串联负反馈放大电路原理图如图2・2所示。
1在实验板上按照实验电路原理图连线后,接通电源,分别调卩电位器RP1、RP2,使S、%约为
7.2Va
2在第一级的输入端加入频率为1kHz正弦波信号U:
用示波器分别观察第一级和第二级放大器的输出u“和g的波形,若出现上、下均失真,则减小⑴,若仅出现上半波或下半波失真,则可少许调节RP1或RP2,直到两级放大器的输岀信号波形都不失貞•为止(在后而的实验过程中,不要再变动RP1、RP2)。
③断开输入信号分别测量晶体管&
各电极的直流电位.将数据记入表2.5中。
表2.5电压串联负反馈放大电路静态直流参数测量
第一级Ti(V)
第二级T2(V)
uEI
3、观察负反馈深度对放大倍数的影响
1断开负反馈支路,在第一级的输入端加入频率为1kHz、幅度适中的正弦波信号⑴,用示波器观察输岀波形u。
:
,保证3波形不失真。
2保持⑴不变,Rl=5.lkQ,接通负反馈支路,当&
分别为10kQ.5・lkQ、8时,用交流亳伏表
测量U1、u“、3的值,将数据记入表2.6(Rt=5.lkQ)
表2.6电压串联负反馈放大电路动态交流参数测量
Rr
Us(mV)
Uoi(mV)
Uo2(mV)
Av=U<
)2/Ui
10kQ
5」kQ
4、观察负反馈对输岀电压(电流)、放大倍数稳左性的影响
保持⑴不变,接通负反馈支路,且R;
=5.lkQ不变,当&
分别为2kQ、5.1kQ、8时,用交流亳伏表测量u:
、u。
的值,将数据记入表2.7中。
5、观察负反馈对输出波形性能的影响
1断开负反馈支路,用示波器观察皿的波形,逐渐加大⑴,使"
波形出现微失真:
2在u:
不变的情况下,接通负反馈支路,且R;
=5.lkQ不变,用示波器观察U2的波形。
将上述两种波形画于表2.8中。
表2.7负反馈输出特性稳定性测量
Uj(mV)
uoi(mV)
Uo2(mV)
2kQ
表2.8负反馈对输出波形性能的影响
Us(Ui)波形
U。
OO
四、预习要求
1、熟悉单管放大电路不失真的调整方法。
2、预习多级放大电路的耦合方式,掌握阻容耦合放大电路各级静态工作点的调试方法。
3、预习多级放大电路电压放大倍数的测量方法、步骤及计算。
4、分析多级放大电路各级输入、输岀电压的相位关系。
5、预习负反馈电路的类型,学会分析反馈组态以及负反馈对放大电路各项技术性能的影响。
4.2预习报告
1、理论计算部分:
1)图2.1放大电路,设每级的也为60kQ,氐=0戶160,其余参数如图所示,估算每级放大器的静态工作点和交流参数Av、R:
2)图2.2放大电路,按深度负反馈的估算方法,试估算图2.3闭环电压放大倍数Avto
2^Multisim软件仿真部分:
1)图2.1放大电路中的三极管9013ffl2N2222,其余元件参数按照图2.1标示配置,仿真测试静态工作点Q和交流参数Av、R,、Roo
2)图2.2放大电路中的三极管9013用2N2222,其余元件参数按照图1.1标示配置,仿真测试静态工作点Q和交流参数A、.、&
理论计算及仿真测试,填写一份预习实验数据表,自己参照实验数据表拟出。
五、实验报告
六、注意事项:
实验中如发现寄生振荡,可采用以下措施消除:
1、重新布线,尽可能走短线。
2、避免将输出信号的地引回到放大器的输入级。
3、分别使用测量仪器,避免互相干扰。
实验三运算放大器应用综合实验
1、了解运算放大器的基本使用方法,学会使用通用型线性运放UA74E
2、应用集成运放构成基本运算电路一一比例运算电路,测泄它们的运算关系。
3、掌握加法、减法运算电路的构成、基本工作原理和测试方法。
4、学会用运算放大器组成单门限电压比较器和滞回比较器。
5、掌握单门限电压比较器和滞回比较器的传输特性。
(一)运放的线性应用一比例及加减法电路实验
1、反相比例运算
反相比例运算电路如图3.1所示,按图接线。
根据表3.1给左的a值,测量对应的u。
值并记入表3.1中。
并用示波器观察输入V:
和输出V。
波形及相位。
理论值:
“
O
注意:
①当V:
为宜流信号时,u:
直接从实验台上的-5〜+5V直流电源上获取,用数字直流电压表分别测量⑴、Uoo
②当山为交流信号时,u:
由函数信号发生器提供频率为1kHz正弦波信号,用交流亳伏表分别测量u’、u0O(下同)
图3.1反相比例运算电路
表3.1测量结束后,将Rf改为电位器Rp,观察输入ui—左,调节Rp,输出的变化规律。
表3.1反相比例参数测量
直流信号(mV)
lKHz正弦信号(mVrms)
200
-200
500
-500
100
300
实测值5
理论值Uo
实测lAvl
2、同相比例运算
同相比例运算电路如图3.2所示,根据表7.2给立的山值,测量对应的u。
值并记入表3.2中。
并用示波器观察输入u:
和输出u。
uo=(1+&
/RJ)uFllu:
o
表3・2测虽:
结束后,将Rf改为电位器Rp,观察输入ui—怎,调节Rp,输出的变化规律。
表3.2同相比例参数测量
1KHzIE弦信号(mVmis〉
实测值Uo
理论值u0
3、加法运算
加法运算原理电路如图3.3。
根据表7.3给左的u:
、皿值,测疑对应的u°
值,并记入表3.3中。
理论计算:
Uo^Rr/Ro(uxx+ux:
)=-10(ulx+u12),对于反相输入满足的条件是RfRg
山:
、g输入直流时,分别从两路-5〜+5Y可调直流电源电压获取。
u“、ux输入交流正弦信号时,将电源板上的正弦输出信号分别加载到扩展板Rp3、Rp4电位器上下两端,两个电位器中间端分别输出U心UQ用数字交流亳伏表测量输出符合要求即可。
R1
图3.3加法运算电路(反相輸入)
表3.3加法电路测量
信号源
直流信号源(V)
Uii
0.2
-0.6
-0.2
山2
0」
0.1
-0.3
实测值V"
计算值V"
测试完成表3.3后,可以改为同相输入方式的加法电路.自拟测试表格比较。
4、减法运算
减法运算原理电路如图3.4所示。
根据表3.4给泄的皿、皿值,测量对应的u°
值,并记入表
3.4中。
理论计算:
uo=(]+&
/&
)g-Rf/R3U12=llUh-10ul3o
图3.4减法运算电路
us皿输入直流时,分别从两路-5〜+5Y可调直流电源电压获取。
usu汐输入交流正弦信号时,
将电源板上的正弦输岀信号分别加载到扩展板Rp3、Rp4电位器上下两端,两个电位器中间端分别输出UmUq用数字交流亳伏表测量输岀符合要求即可。
表3.4减法电路测量
Ui!
1.0
0.8
0.6
Uj2
1.2
-0.5
0.4
实测值UO
计算值%
(二)运放的非线性应用一比较器实验
1、单门限电压比较器电路原理如图3・5所示。
+12V
按图3.5电路接线。
in为f=500Hz,最大值为5V的正弦波(由函数信号发生器提供),山分别为OV、2V、-2V(u;
从实验台电源板-5〜+5V可调直流电源上获取),用双踪示波器观察山、w的波形和读出门限电压sg和一峰值电氐将其波形、数据记入表3・5中,并画出其传输特性。
表3.5单门限电压比较器参数测试
基准电压山(V)
-2
电压值
门限电压Ut(V)
Hi峰一峰值(V)
11。
峰一峰值(V)
传输特性
Ut为U。
与山在垂直方向上的交点。
2、滞回比较器电路原理如图3・6所示。
①w接入-5〜+5V可调直流电源,先调节比较器输出电压V。
为负值,缓慢调[九,使⑴由负变正,此时的U’值为上门限电压UW测出上门限电压S和输出电压心:
继续调节U:
使U』增大,观察U-和U。
有无变化。
®
u:
接入-5〜+5V可调直流电源,先调盯比较器输出电压a为正值,缓慢调节山使g由正变负,此时的山值为下门限电压山,测出下门限电压山一和输出电压u。
继续调Vfa,使|uj增大,观察叶和u°
将数据记入表3・6中。
表3.6滞回比较器的门限特性
输入电压Ui(V)
门限电压ur(V)
输出电压山(V)
正突变电压值
负突变电压值
Utf
UOH
UOL
③u:
接f=500Hz,最大值为6V的正弦波(由函数信号发生器提供),用双踪示波器观察ga的波形,读出上、下门限电压、U:
和U。
峰值电压,将其波形和数据记入表3.7中,并画岀苴传输特性。
表3・7滞回比较器的电压转输特性
输入、输出波形
最大值Hi(V)
6
UT卜(V)
ut-(V)
Uoii(V)
UOL(V)
1、集成电路运算放大器的主要参数。
2、同相比例、反相比例电路的构成以及输出、输入之间的运算关系。
3、加法、减法电路的构成及运算关系。
4、用运算放大器组成单门限电压比较器和滞回比较器的
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