第3章模拟电子技术部分实验Word文档格式.docx
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Vbe
Ve
Vc
Vb
Rb(k?
lE(mA)
Ic(mA)
Ib(A)
注:
直接测量Vbe或利用Vbe=Vb—Ve计算Vbe都可
3•测量电压增益Av并观察Rl对Av的影响
(1)空载(即Rl=〜时的Av
在放大器的输入端加入1kHz的正弦信号,输出空载,用示波器同时观察输入、输出信号。
调节输入信号大小,在输出端获得最大不失真波形时(此时由热噪声引入的影响最小),测量输入电压Vi和输出电压Vo,将数据添入下表
(2)测量带负载RL=2k2?
时的Av
在放大器的输出端连接Rl=2k2?
,重复步骤
(1)的操作,将数据填入下表
给定参数
实测(Vp-p)
实测计算
估算
负载(?
Vi(mv)
Vo(v)
Av
Rl=x
RL=2k2?
4.(选作)测放大器的输入电阻ri和输出电阻ro
(1)放大器的输入电阻ri
在输入回路中串接一个已知电阻Rs=5k1,在电阻的左侧加入1kHz正弦信号,调节信号幅度,使输出信号最大不失真,用示波器测量输入信号的幅度记为Vs,则放大器的输入电阻ri=Rs/[(Vs/Vi)—1]
(2)放大器的输出电阻ro
输入一确定的Vi信号,将Rl=x时的Vo记为Vo,将Rl=2K2?
的Vo记为Vl,则放大器的输出电阻r°
=[(Vo/Vl)—l]RL
将上面测量数据及计算结果填入下表
测输入电阻(Rs=5k1)
测输出电阻(Rl=2K2?
实测
测
算
估算
Vs(mv)
ri
Rl=b
Vl(v)
Rl=2K2?
ro
五•实验报告要求
1绘制实验原理图
2•整理实验数据,画出必要的波形和曲线
3•对实验结果和实验现象进行分析讨论。
4•回答思考题
六、思考题
1.Rb代表什么?
如何测量?
2.Q点过咼或过低分别出现什么失真?
3.2实验二射极跟随器
、实验目的
1•掌握射极跟随器的特性及测量方法。
2•进一步学习放大器各项参数测量方法。
、实验原理
射极跟随器的电路原理图如图3.2.1所示。
它是一个电压串联负反馈放大电路。
由于信号从发射极输出,故称该电路为射极跟随器。
该电路的特点是:
第一,电压放大倍数近似等于1,这是深度电压负反馈的结果。
但是,它的射极电流仍比基极电流要大得多,所以它具有一定的电流和功率放大作用;
第二,输入、输出信号同相;
第三,输入阻抗高,输出阻抗低;
第四,输出电压能在较大范围内跟随输入电压作线性变化。
1•示波器
2•信号发生器
3•数字万用表
四、实验内容与步骤
1.按图322电路接线
2.直流工作点的调整
将电源十12v接上,在B点加f=1kHZ正弦波信号,输出端用示波器监视,反复调整Rp及信号源输出幅度,使输出幅度在示波器屏幕上得到一个最大不失真波形,然后断开输入信号,用万用表测量晶体管各极对地的电位,即为该放大器静态工作点,将所测数据填入表3.2.1中。
表3.2.1
Ve(v)
Vb(v)
Vc(v)
Ie=Ve/Re(计算)
3.测量电压放大倍数Av
接入负载Rl=1kQ,在B点加f=1kHz信号,调输入信号幅度(此时偏置电位器Rp不能再旋动),用示波器观察,在输出最大不失真情况下用示波器测出Vi,Vl值,将所测数据填入表3.2.2中。
表3.2.2
Vi(v)
Vl(v)
Av=Vl/Vi
4.测量输出电阻ro
在B点加f=1kHz正弦波信号,Vi=100mV左右(Vp-p=200mv可由信号源衰
减20db后获得),接上负载Rl=2k2Q时,用示波器观察输出波形,并测出空载
输出电压Vo(Rl=x),有负载输出电压Vl(Rl=2k2Q)的值
ro=(Vo/Vl一1)Rl
将所测数据填入表323中
表3.2.3
Vo(mv)
Vl(mv)
ro=(Vo/Vl—1)Rl
5.测量放大器输入电阻ri(米用换算法)
在输入端串入5k1Q电阻,A点加入f=1kHz某一确定幅度的正弦信号,用示波器观察空载(Rl=x)输出波形,用示波器分别测A,B点对地电位VVi。
ri=[Vi/(Vs—Vi)]?
R=R/[(Vs/Vi)—1]
将测量数据填入表3.2.4中
表3.2.4
Vs(v)
ri=R/[(Vs/Vi)—1]
6.(选作)测射极跟随器的跟随特性并测量输出电压峰峰值Vopp。
接入负载Rl=2k2Q时,在B点加入f=1kHz的正弦信号,逐点增大输入信号幅度Vi,用示波器监视输出端,在波形不失真时,测出所对应的Vl值,计算出Av,并用示波器测量输出电压的峰峰值Vopp,与使用万用表测得的对应输出电压有效值比较.将所测数据填入表3.2.5中。
表3.2.5
1
2
3
4
5
Vi(mv)
Vopp(v)
五、实验报告
1•绘出实验原理电路图,标明实验的元件参数值。
2.整理实验数据及说明实验中出现的各种现象,得出有关的结论;
画出必要
的波形及曲线.
3•实验结果与理论计算比较,分析产生误差的原因.
3.3实验三负反馈放大电路
一、实验目的
1•研究负反馈对放大器性能的影响。
2•掌握反馈放大器性能的测试方法。
二、实验仪器
1•双踪示波器。
2•音频信号发生器。
3•数字万用表。
三、实验原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用。
其原理是通过降低放大器的放
大倍数,从而获得放大器多方面动态参数的改善。
如稳定放大倍数,改善输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽通频带等。
因此,几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态,即电压串联,电压并联,电流串联,电流并联。
本实验以电压串联负反馈为例,分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
四、实验内容
1•负反馈放大器开环和闭环放大倍数和输出电阻的测量
图3.3.1反馈放大电路
②图接线,Rf先不接入。
②输入端B点接入f=IkHzVi=lmv左右的正弦波
输入Imv信号采用输入端衰减法(一般采用实验箱上加衰减的办法,即
信号源用一个较大的信号。
例如输入端A点加100mv,在实验板上经100:
1衰减电阻信号在B点降为Imv)调整工作点使输出信号不失真。
注意:
如发现有寄生振荡,可采用以下措施消除:
a)重新布线,尽可能走线最短。
b)可在三极管eb间加几P到几百P的电容。
c)信号源与放大器用屏蔽线连接。
如若无法得到1mv信号,也可将信号略微取得大一些,如4mv-10mv之间的某值也可。
③用示波器观察Uol、uo的波形,在保证输出波形不失真和无振荡的情况下,按表331所示测量Vi、V。
的值,并计算Au和r。
的值。
表3.3.1
Vo(v)
Au
ro(甜
Rl=x
RL=1k5Q
其中ro的计算公式是:
ro=(竺-1)Rl
UoL
式中:
UoO是输出端空载时的输出电压,UoL是接入负载Rl时的输出电压。
(2)闭环电路
禾U用图3.3.1中的Cf、Rf支路引入级间电压串联负反馈。
令f=lkHzVi=lmv左右按表3.3.2所示,分别测量Rl=^和RL=1k5Q时Vo值,并计算Auf和ro。
根据实测结果,验证Auf是否近似等于1/F,并讨论电压级间负反馈电路的带负载能力。
表3.3.2
Auf
2.观察负反馈对非线性失真的改善作用(此时取RL=1k5Qf=1kHz)
(1)将图3.3.1电路开环,逐步加大Vi的幅度,使输出信号出现失真(注意不要过份失真)记录失真波形幅度。
(2)将电路闭环,观察输出情况,并适当增加Vi幅度,使输出幅度接近开环
时失真波形及波形幅度。
(3)选做:
若Rf=3kQ不变,但Rf接入1Vi的基极,会出现什么情况?
实验验证之。
(4)画出上述各步实验的波形图。
3•测放大器频率持性
(1)将图3.3.1电路先开环(此时RL=1k5Q),选择Vi;
适当幅度(频率为1kHz)使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。
(2)保持输入信号幅度不变逐步增加频率,直到输出波形减小为原来的
70%,此时信号频率即为放大器fh。
(3)条件同上,但逐渐减小频率,测得fL。
⑷将电路闭环,重复
(1)〜(3)步骤,并将结果填入表333。
表3.3.3
fh(KHz)
fL(Hz)
:
开环
闭环
2.将实验值与理论之比较,分析误差原因。
3.根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响
3.4实验四差动放大电路
1•熟悉差动放大器工作原理
2•掌握差动放大器的基本测试方法
1•双踪示波器
2•数字万用表
3•信号源
三、预习要求
1•计算图3.4.1的静态工作点(设rbe=3k,B=100)及电压放大倍数
2•在图3.4.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。
四、实验原理
图3.4.1
这是一个带恒流源的差动放大电路。
它由两个完全对称的单极共射放大电路组成。
它有两个输入端Vi1和Vi2和两个输出端Vc1和Vc2。
当Vi1=Vi2=°
时,由于电路参数完全对称,两个管子的Vbe,B和Icbo参数变化相同,使I“和lc2,▼[和V2的变化完全相等,使零点漂移受到抑制。
当输入信号电压Vi1=-Vi2时,电路的两个输入端大小相等、极性相反的信号电压经对称的单管放大电路放大,在输出端得到大小相等、极性相反的放大信号。
同理,当两端输入大小相等、极性
相同的信号电压时,在输出端得到的是大小相等、极性相同的放大了的信号电压,经过差分,最后输出电压为零,抑制了共模信号。
因此,带恒流源的差动放大电路具有静态工作点稳定、对共模信号有高抑制能力,而对差模信号有放大能力的特点。
根据结构,该电路有四种形式:
单端输入、单端输出;
单端输入、双端输出;
双端输入、单端输出;
双端输入、双端输出。
双端输出的差模放大倍数为A,dRL而共模放大倍数Ave"
。
共模抑制比KcmrAT>:
单端输出
Rb%e|Avc|
时,差模放大倍数为双端输出的一半,即:
Avd^_Avd^Axd」,而
22(Rb+rbJ
共模放大倍数Avc—^,Re为恒流源的等效内阻。
2Re
五、实验内容及步骤
1•测量静态工作点
(1)调零
将输入端短路并接地,接通直流电源,调节电位器1Rp使双端输出电压v°
=°
(2)测量静态工作点
测量V「V2、V3各极对地电压填入表3.4.1中
表341
对地电压
Vc1
Vc2
Vc3
Vb1
Vb2
Vb3
Ve1
Ve2
Ve3
2•双端输入测量差模电压放大倍数
在输入端加入直流电压信号Vid=-0.2。
按表3.4.2要求测量并记录,由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
注意调节DC信号的0UT1和0UT2使得接入时的vi1和vi2电压分别为+0.1v和-0.1v。
3•双端输入测量共模电压放大倍数
将输入端b1和b2短接,接到信号源的输入端,信号源另一端接地一一共模
等效输入方式。
DC信号分先后接OUT1和OUT2,分别测量并添入表342。
由
测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
进一步算出共模抑制比
表342
测量
及计
值
输入
信号Vi
差模输入
共模输入
共模抑
制比
测量值
(v)
计算值
(V)
(V)
Vo
Adi
Ad2
Ad
双
Vci
Ai
Ac2
Ac
Kcmr
直流+0.1v
直流-0.1v
4•单端输入的差放电路实验
(1)在图3.4.1中将b2接地,组成单端输入差动放大器,从bl端输入直流信号V广Q1V,测量单端及双端输出,填表3.4.3记录电压值。
计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。
并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。
表3.4.3
及计算值
输入信号m
电压值
放大倍数
Ad1
A
直流+0.1V
直流-0.1V
正弦信号(50mv、1KHz)
(选作)
(2)(选作)从b1端加入正弦交流信号vi=50mv(有效值),f=1000Hz分别测量记录单端及双端输出电压,填入表343。
计算单端及双端的差模放大倍数。
(注意:
输入交流信号时,用示波器监视Vc1和Vc2波形,若有失真现象时,可减小输入电压值,使Vc1和Vc2都不失真为止。
六、实验报告
1•根据实测数据计算图3.4.1电路的静态工作点,与预习结果相比较。
2•整理实验数据,计算各种接法的几并与理论值相比较。
3•计算实验步骤3中A和Kcmr值。
4•总结差放电路的性能和特点。
3.5实验五比例求和电路
1•掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能
2•学会上述电路的测试和分析方法
1.数字万用表
2.实验箱
1•计算表3.5.1中的V。
和Af
2.估算表3.5.2、表3.5.3中的理论值
3.估算表3.5.4、表3.5.5中的理论值
4•计算表3.6.6中的V。
5.计算表3.6.7中的v。
四、实验原理
集成运放是一种高放大倍数、直接耦合的多级放大器,它具有很高的开环电压增益,高
输入电阻,低输出电阻,并具有较宽的通频带,所以其得到广泛的应用。
五、实验内容
1.电压跟随器
实验电路如图3.5.1所示
l5K1
图3.5.1
按表3.5.1内容实验并测量记录。
表3.5.1
直流Vi(V)
-2
-0.5
+0.5
V°
Rl=°
°
Rl=5K1
输入取零时,应接地。
2.反向比例放大器
实验电路如图3.5.2所示
图3.5.2
(1)按表3.5.2内容实验并测量记录。
输入的直流电压Vj(mV)需要在运放接上时进行测量
表3.5.2
输入直流电压Vi(mV)
30
100
300
1000
3000
输出电压
Vo(mV)
理论估算值
实测值
误差(%)
(2)按表3.5.3内容实验并测量记录。
表3.5.3
测试条件
实测值(v)
Vi=0
Vi=800mv
%。
rl开路,直流输入信号
V|由0变为800mv
凸UAB
凸UR2
"
UR1
^UOL=U旷
Vj=800mv,Rl由开路
Rl=o°
-U0L
变为5k1
测量电路的上限截止频率。
波形幅度下降为原信号的70%。
3•同向比例放大器
实验电路如图3.5.3
图3.5.3
(1)按表3.5.4实验测量并记录。
输入的直流电压Vj(mV)需要在运放接上时进行测量
表3.5.4
输入直流电压Vj(mV)
(mV)
(mv)
误差
(%)
(2)按表3.5.5内容实验并测量记录。
表3.5.5
牝。
AB
Rl开路,直流输入信号
Vi由0变为800mv
^UR2
^UR1
^UOL
Vi=800mv,Rl由开路变
为5k1
Rl虫
测出电路的上限截止频率。
4.反向求和放大电路
实验电路如图3.5..4所示,输入信号为直流电压。
R1
10K
itO―
心c一n—p
R2
图3.5.4
按表3.5.6内容进行实验测量,并与预习计算比较。
输入的直流电压信号大小需要在运放接上时进行测量
表3.5.6
Vii(v)
0.3
-0.3
Vi2(v)
0.2
理论值Vo(v)
测量值Vo(v)
5.双端输入求和放大电路
实验电路如图3.5.5所示,输入信号为直流电压。
图3.5.5
按表3.5.7实验测量并记录。
表3.5.7
Vil(v)
Vi2(v)
0.5
1.8
-0.2
理论值Vo(v)
测量值Vo(v)
1•总结本实验中5种运算电路的特点及性能。
3.分析理论计算与实验结果误差的原因。
3.6实验六集成电路RC正弦波振荡器
RC正弦波振荡器有桥式正弦振荡器,双T网络式和移相式振荡器等类型,这里讨论桥式振荡器
1掌握桥式RC正弦波振荡器的电路构成及工作原理。
2•熟悉正弦波振荡器的调整、测试方法。
3.观察RC参数对振荡频率的影响,学习振荡频率的测定方法。
1.双踪示波器
2.低頻信号发生器
1.复习RC桥式振荡器的工作原理。
2.完成下列填空题:
(1)图3.6.2中,正反馈支路是由成,这个网络具有特
性,要改变振荡频率,只要改变或的数值即可。
(2)图3.6.2中,2Rp和Ri组成馈,其中用来调节放
大器的放大倍数,使Au>
3的。
四、电路原理
图361丸厂桥式按荡器
图3.6.1是RC桥式振荡器的原理电路,这个电路由两部分组成,即放大器
Av和选频网络FvoAv为由集成运放所组成的电压串联负反馈放大器,取其输入
阻抗高和输出阻抗低的特点。
而Fv则由乙、Z2组成,同时兼作正反馈网络。
由图可知,Zi、Z2和Ri,R2正好形成一个四臂电桥,电桥的对角线顶点接到放大器的两个输入端,桥式振荡器的名称即由此得来的(这种振荡器常称为文氏桥振荡器)o
图362
1按图3.6.2接线,注意电阻1Rp=R1=10K需预先调好再接入。
2•用示波器观察输出波形,并将测出Vo的频率foi与计算值相比较。
3.改变振荡频率
在实验箱上设法使文氏桥电阻R仁30K,先将1Rp调到30K,然后在R1与地端串入1个20K电阻即可。
测出此时Vo的频率fo2,并将其与计算值相比较。
改变参数前,必须先关断实验箱电源开关,检查无误后再接通电源。
测fo之前,应适当调节2Rp使Vo无明显失真后,再测定频率。
4.测定运算放大器放大电路的闭环电压放大倍数Auf
先测出图3.6.2电路的输出电压Vo值后,关断实验箱电源,保持2Rp不变,断开图362“A”点接线,把低频信号发生器的输出电压调至最小接至运
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