模拟电路 实验指导书.docx
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模拟电路实验指导书
模拟电路
实验指导书
2006.2.20
实验一单级放大电路
一.实验目的
1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱。
2.掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。
3.学习测量放大器Q点,Av、ri、ro的方法,了解共射极电路的特性。
4.学习放大器的动态性能。
二.实验仪器
1.示波器
2.信号发生器
3.数字万用表
三.预习要求
1.三极管及单管放大器工作原理。
2.放大器动态及静态测量方法。
四.实验内容及步骤
1.装接电路
图1.1单级放大电路
(1)用万用表判断实验箱上三极管1V1的极性及好坏,放大倍数以及电解电容1C1-1C4的极性及好坏。
记录Ic为0.5mA,1mA,1.5mA时的β值。
(2)按图1.1所示连接电路(注意接线前先测量+12v电源,关闭电源后再接线),Rb2先不接,Rp5调到电阻最大的位置。
(3)接线后仔细检查,确认无误后接通电源。
2.静态调整
调整Rp5使VE=2.2V左右,计算并填表1.1。
表1.1
实测
实测计算
VBE(V)
VCE(V)
Rb(KΩ)
IB(μA)
IC(mA)
3.动态研究
(1)将信号发生器调到f=1KHz,幅值为3mv,接到放大器输入端Vi处,观察Vi和Vo波形、并比较相位。
如Vo波形失真,应减小Vi。
(2)信号源频率不变,逐渐加大幅度,观察Vo不失真时的最大值并填表1.2。
表1.2RL=
实测
实测计算
估算
Vi(mV)
Vo(V)
Av
Av
(3)保持Vi=3mv不变,放大器接入负载RL,在改变RL、Rc数值的情况下测量Vo,并将计算结果填入表1.3。
表1.3
给定参数
实测
实测计算
估算
Rc
RL
Vi(mV)
Vo(V)
Av
Av
2K
5K1
2K
2K2
5K1
5K1
5K1
2K2
(4)保持Vi=3mv不变,增大或减小Rp,观察Vo波形变化,测量并填入表1.4。
表1.4
Rp5值
Vb
Vc
Ve
输出波形情况
最大
合适
最小
注意:
若失真观察不明显可增大或减小Vi幅值重测。
4.测放大器输入,输出电阻。
(1)输入电阻测量
在输入端串接一个5K1如图1.2,测量Vs与Vi,即可计算ri。
图1.2输入电阻测量
(2)输出电阻测量
图1.3输出电阻测量
在输出端接入可调电阻作为负载,选择合适的RL值使放大器输出不失真(接示波器监视),测量有负载和空载时的Vo,即可计算ro。
将上述测量及计算结果填入表1.5中。
表1.5
测输入电阻RS=5K1
测输出电阻
实测
测算
估算
实测
测算
估算
VS(mV)
Vi(mV)
ri
ri
Vo
RL=
Vo
RL=
ro(KΩ)
ro(KΩ)
五实验报告
1.注明你所完成的实验内容和思考题,简述相应的基本理论。
2.选择你在实验中感受最深的一个实验内容,写出较详细的实验报告,要求你能够使一个懂得电子电路原理但没有看过本实验指导书的人可以看懂你的实验报告,并相信你在实验中得出的基本结论。
实验二负反馈放大电路
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.信号发生器。
3.数字万用表。
三预习要求
1.认真阅读实验内容要求,估计待测量内容的变化趋势。
2.图2.1电路中晶体管β值为120,计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。
四实验内容
1.负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试。
(1)开环电路
图2.1负反馈放大电路
①按图接线,RF先不接入。
②输入端接入Vi=1(mV)、f=1KHz的正弦波。
调整接线和参数使输出不失真且无振荡。
③按表2.1要求进行测量并填表。
④根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻ro。
(2)闭环电路
①接通RF按
(1)的要求调整电路。
②按表2.1的要求测量并填表,计算Avf。
③根据实测结果,验证Avf≈
表2.1
RL(KΩ)
Vi(mV)
Vo(mV)
Av(Avf)
开环
1
3K
1
闭环
1
3K
1
2.负反馈对失真的改善作用
(1)将图2.1电路开环,逐步加大Vi的幅度,使输出信号出现失真(注意不要过分失真),记录失真波形幅度及波形图。
(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的幅度,并记录波形图。
(3)RF=3KΩ不变,但RF接入第一级的基极,会出现什么情况?
实验验证并观察波形。
(4)画出上述各步实验的波形图。
3.测放大器频率特性
(1)将图2.1电路先开环,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)保持输入信号不变逐步增加频率,直到波形减小到原来的70%,此时的信号频率即为放大器的fH。
(3)条件同上,但逐渐减小频率,测得FL.
(4)将电路闭环,重复1~3步骤,并将结果填入表2.2。
表2.2
fH(Hz)
Fl(Hz)
开环
闭环
五实验报告:
1.将实验值与理论值比较,分析误差原因。
2.根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。
实验三比例求和运算电路
一实验目的
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。
二实验仪器
1.数字万用表
2.示波器
3.信号发生器
三预习要求
1.计算表3.1中的Vo和Af。
2.估算表3.3中的理论值。
3.估算表3.4表3.5中的理论值。
4.计算表3.6中的Vo值。
5.计算表3.7中的Vo值。
四实验内容
1.电压跟随器
实验电路如图3.1所示。
图3.1电压跟随器
按表3.1内容实验并测量计录。
表3.1
Vi(V)
-2
-0.5
0
+.05
1
Vo(V)
RL=
RL=5K1
2.反相比例放大器
实验电路如图3.2所示。
图3.2反相比例放大器
(1)按表3.2内容实验并测量计录。
表3.2
直流输入电压U1(mV)
30
100
300
1000
输出电压
UO
理论计算(mV)
实测值(mV)
误差
(2)按表3.3内容实验并测量计录。
表3.3
测试条件
理论估算值
实测值
ΔU0
RL开路,直流输入信号Ui由0变为800mV
ΔUAB
ΔUR2
ΔUR1
ΔUOL
Ui=800mV
RL由开路变为5K1
(3)测量图3.2电路的上限截止频率。
3.同相比例放大器
电路如图3.3所示
(1)按表3.4和3.5实验测量并记录。
图3.3同相比例放大器
表3.4
直流输入电压U1(mV)
30
100
300
1000
输出电压
UO
理论计算(mV)
实测值(mV)
误差
表3.5
测试条件
理论估算值
实测值
ΔU0
RL开路,直流输入信号U1由0变为800mV
ΔUAB
ΔUR2
ΔUR1
ΔUOL
U1=800mV
RL由开路变为5K1
(2)测出电路的上限截止频率。
4.反相求和放大电路。
实验电路如图3.4所示。
按表3.6内容进行实验测量,并与预习计算比较。
表3.6
Vi1(V)
0.3
-0.3
Vi2
0.2
0.2
Vo(V)
图3.4反相和放大电器
5.双端输入求和放大器
实验电路为图3.5所示。
图3.5双端输入求和电路
表3.7
Vi1(V)
1
2
0.2
Vi2(V)
0.5
1.8
-0.2
Vo(V)
按表3.7要求实验并测量记录。
五实验报告
1.总结本实验中5种运算电路的特点及性能。
2.分析理论计算与实验结果误差的原因。
实验四积分与微分电路
一。
实验目的
1.学会与运用运算放大器组成积分微分电路。
2.学会积分微分电路的特点及性能。
二.实验仪器
1.数字万用表
2.信号发生器
3.双踪示波器
三.预习要求
1.分析图4.1电路,若输入正弦波,Vo与Vi的相位差是多少?
当输入信号是100Hz幅值为2V时,Vo=?
2.分析图4.2电路,若输入方波,Vo与Vi的相位差是多少?
当输入信号是160Hz幅值为1V时,Vo=?
3.拟定实验步骤,做好记录表格。
四.实验内容
1.积分电路:
实验电路如图4.1所示
图4.1积分电路
(1)取Vi=±1V、f=50Hz、100Hz、150Hz,200Hz的方波信号,断开开关K(开关K由一根连线代替,拔出连线一端作为断开。
)用示波器观察Vo变化。
(2)取Vi=1V(幅值)、f=50Hz、100Hz、150Hz,200Hz的正弦波信号,断开开关K,观察并记录Vo与Vi的相位,幅值关系。
(3)使图4.1中的积分电容改为0.1μ,断开K,Vi分别输入100Hz幅值为2V的方波,测量饱和输出电压及有效积分时间。
2.微分电路
实验电路如图4.2所示
图4.2微分电路
(1)输入正弦波信号,f=160Hz幅值为1V,用示波器观察Vo与Vi波形并测量输出电压。
(2)改变正弦波频率为:
20Hz、40Hz、80Hz、160Hz、320Hz、640Hz,观察Vo与Vi的相位、幅值变化情况并记录。
Vi的幅值在低频时如有变化应调为1V。
(3)输入方波,f=200Hz,V=±5V,用示波器观察Vo波形;按上述步骤重复试验。
3.积分——微分电路
实验电路如图4.3所示
图4.3积分——微分电路
(1)在Vi输入f=200Hz,V=±6V的方波信号,用示波器观察Vi和Vo的波形并记录。
(2)将f改为500Hz重复上述实验。
五实验报告
1.整理实验中的数据及波形,总结微分、积分电路的特点。
2.分析实验结果与理论计算的误差原因。
实验五有源滤波器
一实验目的
1.熟悉有源滤波器构成及其特性。
2.学会测量有源滤波器幅值特性。
二仪器及设备
1.示波器
2.信号发生器
三预习要求
1.预习教材有关滤波器的内容。
2.分析图5.1,图5.2,图5.3所示电路。
写出它们的增益特性表达式。
3.计算图5.1,图5.2电路的截止频率,图5.3的中心频率。
4.画出三个电路的幅频特性曲线。
四实验内容
1.高通滤波器
实验电路如图5.1所示
图5.1高通滤波器
按表5.1内容测量并记录
表5.1
Vi(V)
1
1
1
1
1
1
1
f(Hz)
50
100
160
200
225
300
400
Vo(V)
2.低通滤波器
实验电路如图5.2所示
图5.2低通滤波器
按表5.2内容测量并记录
表5.2
Vi(V)
1
1
1
1
1
1
1
f(Hz)
0
50
90
110
130
160
180
Vo(V)
3.带阻滤波器
实验电路如图5.3所示
图5.3带阻滤波器
(1)实测电路中心频率。
(2)以实测中心频率为中心,测出电路幅频特性。
五实验报告
1.整理实验数据,画出各电路曲线,并与各计算值对比分析误差。
2.如何组成带通滤波器?
试设计一中心频率为300Hz带宽为200Hz的带通滤波器。
实验六电压比较器
一实验目的
1.掌握比较器的电路构成及特点。
2.学会测试比较器的方法。
二仪器设备
1.双踪示波器
2.信号发生器
3.数字万用表
三预习要求
1.分析图6.1电路,弄清以下问题
(1)比较器是否要调零?
原因何在?
(2)比较器两个输入端电阻是否要求对称?
为什么?
(3)运放两个输入端电位差如何估计?
2.分析图6.2电路,计算:
(1)使Vo由+Vom变为-Vom的Vi临界值。
(2)使Vo由-Vom变为+Vom的Vi临界值。
(3)若由Vi输入有效值为1V的正弦波,试画出Vi-Vo波形图。
3.分析图6.3电路,重复2的各步。
4.按实习内容准备记录表格及记录波形的座标纸。
四实验内容
1.过零比较器
实验电路如图6.1所示
图6.1过零比较器
(1)按图接线Vi悬空时测Vo电压。
(2)Vi输入500Hz幅值为1V的正弦波,观察Vi-Vo波形并记录。
(3)改变Vi幅值,观察Vo变化。
2.反馈滞回比较器
实验电路如图6.2所示
图6.2反馈滞回比较器
(1)按图接线,Vi接DC电压源,测出Vo由+Vom→-Vom时Vi的临界值。
(2)同上,Vo由-Vom→+Vom的临界值。
(3)Vi接500Hz幅值1V的正弦信号,观察并记录Vi-Vo波形。
(4)将电路中的100K电阻改为200K,重复上述实验。
3.同相滞回比较器
实验电路如图6.3所示
图6.3通向滞回比较器
(1)参照2自拟实验步骤及方法。
(2)将结果与2相比较。
五实验报告
1.整理实验数据及波形图,并与预算计算值相比较。
2.总结几种比较器特点。
实验七集成电路RC正弦波振荡器的设计与调试
一实验目的
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设计、调整、测试方法。
3.观察RC参数对振荡频率的影响。
学习振荡频率的测试方法。
二实验仪器
1.双踪示波器
2.信号发生器
3.万用表
4.直流稳压电源
三预习要求
1.复习文氏电桥RC桥式振荡器的工作原理。
2.设计实验电路、拟定实验步骤及数据表格。
四实验任务
1.设计文氏电桥RC正弦波振荡器,要求达到下列指标:
(1)振荡频率150HZ±10%
(2)输出正弦波峰峰值不小于15V
(3)用示波器观察输出正弦波波形无明显失真。
(4)所用器件:
电压±12V、运放LM741、电容0.1μ可调电阻22K
2.安装并调整所设计的电路,使其达到设计指标,记录测得的实际振荡频率及输出正弦波峰峰。
3.改变C为2200PF,记录测得的实际振荡频率及输出正弦波峰峰值。
4.改变文氏电桥R为30K,记录测得的实际振荡频率及输出正弦波峰峰值。
5.自拟详细步骤,测定RC串并联网络的幅频特性曲线。
注意:
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。
五实验报告
1.电路中那些参数与振荡频率有关,将振荡频率的实测值与理论估算值相比较,分析产生误差的原因。
2.总结改变负反馈深度对振荡器起震的幅值条件及输出波形的影响。
3.作出RC串并联网络的幅频特性曲线。
实验八集成功率放大电路
一实验目的
1.熟悉集成功率放大电路的特点。
2.掌握集成功率放大电路的主要性能指标及测量方法。
二实验仪器
1.双踪示波器
2.信号发生器
3.万用表
三预习要求
1.复习集成功率放大电路工作原理,对照图8.1分析电路工作原理。
2.在图8.1电路中,若Ucc=12V,RL=8Ω,估算该电路的Pom、Pv值。
3.阅读实验内容,准备记录表格。
四实验内容
1.按图8.1电路在实验板上插装电路。
不加信号时测静态工作电流。
2.在输入端接1KHZ信号,用示波器观察输出波形、输出电压幅值、并记录波形。
3.去掉10μ电容,重复上述实验。
4.改变电源电压(选5V、9V)重复上述实验。
图8.1
图8.2
五实验报告
1.根据实验测量值,计算各种情况下Pom、Pv、值。
2.作出电源电压与输出电压、输出功率的关系曲线。
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- 模拟电路 实验指导书 模拟 电路 实验 指导书