模拟电路实验讲义11级.docx
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模拟电路实验讲义11级.docx
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模拟电路实验讲义11级
模拟电路实验讲义(11级利用,16学时)
本讲义与实验参考书《电子线路设计·实验·测试(第三版)》(谢自美主编)配合利用,预习时以本讲义为线索,重点参考上述实验教材的相关内容。
实验要求
1.实验前必需充分预习,完成指定的预习任务。
预习要求如下:
1)认真阅读实验指导书,分析、把握实验电路的工作原理,并进行必要的估算。
2)完成各实验“预习要求”中指定的内容。
3)熟悉实验任务。
4)温习实验中所用各仪器的利用方式及注意事项。
2.利用仪器和实验箱前必需了解其性能、操作方式及注意事项,在利历时应严格遵守。
3.实验时接线要认真,彼此认真检查,确信无误才能接通电源,初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。
4.实验时应注意观看,假设发觉有破坏性异样现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应当即关断电源,维持现场,报告指导教师。
找出缘故、排除故障,经指导教师同意再继续实验。
5.实验进程中需要改接线时,应关断电源后才能拆、接线。
6.实验进程中应认真观看实验现象,认真记录实验结果(数据波形、现象)。
所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。
7.实验终止后,必需关断电源、拔出电源插头,并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。
8.实验后每一个同窗必需按要求独立完成实验报告。
实验一、二单级放大电路研究(7学时,两次)
一、实验目的
。
2.把握示波器、信号源等经常使用仪器利用的利用方式。
3.把握放大电路静态工作点的调试方式及其对放大电路性能的阻碍。
4.学习测量放大电路Q点,AV,ri,ro的方式,了解共射极电路特性。
5.学习和研究放大电路的动态性能。
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
1.三极管及单管放大电路工作原理。
2.放大电路静态和动态测量方式(实验参考书P112-113)。
3.双踪示波器的工作原理(实验参考书P390)。
4.经常使用电子元器件常识(实验参考书P408)。
5.设计性实验报告的要求(实验参考书P406)。
四、实验内容及步骤
1.装接电路与简单测量
图1.l工作点稳固的放大电路
(1)用万用表判定实验箱上三极管V的极性和好坏,电解电容C的极性和好坏。
(2)按图1.1所示,连接电路(注意:
接线前先测量+12V电源,关断电源后再连线),将RP的阻值调到适当位置。
注意:
图1.1中的电阻值能够依照需要改换为其他值。
接线完毕认真检查,确信无误后接通电源。
改变RP等,保证三极管工作在放大状态(试探:
放大状态的标志是什么?
)。
表1.1
实测
根据实测值计算
VBE(V)
VCE(V)
IB(μA)
IC(mA)
β
填写上表时,请详细说明测量与计算方式,测量时要保证三极管工作在放大状态,随时关注数据的合理性。
测量静态值时电容没必要接入。
注意:
Ib和Ic的测量和计算方式能够依照情形灵活选用间接测量法和直接测量法。
1间接测量法:
例如,能够通过测VRC和Rc等计算出IC。
此法虽不直观,但操作较简单。
②直接测量法:
即将微安表和毫安表直接串联在基极和集电极中测量。
此法直观,但操作不妥容易损坏器件和仪表。
(1)按图1.2所示电路接线。
(2)将信号发生器的输出信号调到f=1KHz左右,幅值约为500mV,接至放大电路的A点,通过R1、R2衰减(100倍),Vi点取得约5mV的小信号,观看Vi和VO端波形,并比较相位。
(3)信号源频率不变,慢慢加大信号源幅度,观看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
图1.2小信号放大电路
(4)测放大电路输入电阻
输入电阻测量原理如下:
在输入端串接一个5K1电阻如图1.3,保证输出信号不失真,测量VS与Vi,即可计算ri。
(2应该去掉1确实是图1.3中的R,什么缘故?
R2去掉后输出波形会失真,能够减小输入信号幅度,使输出不失真)。
图1.3输入电阻测量
将上述测量及计算结果填入表1.3中。
测算输入电阻(设:
RS=5K1)
测算输出电阻
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)
(5)研究负载对放大倍数的阻碍
维持Vi=5mV不变,放大器接入负载RL,在改变RL数值情形下测量,并将计算结果填表1.4(表中的电阻值能够依照需要更改成其他值,保证三极管工作在放大区)。
表1.4
给定参数
实测
实测计算
估算
RC
RL
Vi(mV)
VO(V)
AV
AV
5K1
5K1
5K1
2K2
(6)测放大电路输出电阻
输出电阻测量原理如下(见图1.4):
图1.4输出电阻测量
在输出端接入可调电阻(或某必然值电阻)作为负载,选择适合的RL值使放大电路输出不失真(接示波器监视),测量带负载时VL和空载时的VO,即可计算出rO。
将上述测量及计算结果填入表1.3中。
*(7)波形失真情形观看(选作)
Vi=5mV,如电位电路RP调剂范围不够,可改变Rb1(51K或150K),增大和减小RP,观看VO波形转变,假设失真观看不明显可增大Vi幅值(>50mV),并重测,将测量结果填入表1.5。
表1.5
RP
Vb
Vc
Ve
输出波形情况
最大
合适
最小
五、实验报告:
1.注明你所完成的实验内容和试探题,简述相应的大体结论。
2.选择你在实验中感受最深的一个实验内容,写出较详细的报告。
要求你能够使一个知道电子电路原理但没有看过本实验指导书的人能够看懂你的实验报告,并相信你实验中得出的大体结论。
试探题:
1.如何判定三极管是不是工作在放大状态?
2.如何利用示波器测量直流电压?
3.如何利用示波器测量正弦信号中的直流分量(平均值)?
4.如何利用万用表判定三极管的管脚?
实验三差动放大电路研究(3学时)
一、实验目的
l.熟悉差动放大电路工作原理。
2.把握差动放大电路的大体测试方式。
二、实验仪器
三、预习要求
1.计算图2.1的静态工作点(设rbc=3K,β=100)及电压放大倍数。
2.在图2.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。
四、实验内容及步骤
图2.1差动放大原理图
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,调剂电位器RPl使双端输出电压V0=0。
(2)测量静态工作点
测量V1、V2、V3
对地电压
Vc1
Vc2
Vc3
Vb1
Vb2
Vb3
Ve1
Ve2
Ve3
测量值(V)
填写表2.1时,要随时关注数据是不是合理,及时纠正可能显现的错误。
2.测量差模电压放大倍数。
在输入端加入直流电压信号Vid=土0.1V按表2.2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:
先将DC信号源OUTl和OUT2别离接入Vi1,和Vi2端,然后调剂DC信号源,使其输出别离为+0.05V和-0.05V。
3.测量共模电压放大倍数。
将输入端b1、b2短接,接到信号源的输入端,信号源另一端接地。
DC信号分前后接OUTl和OUT2,别离测量并填入表2.2。
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CMRR=
。
测量及
计算值
输入
信号Vid
差模输入
共模输入
共模抑制比
测量值(V)
计算值
测量值(V)
计算值
计算值
Vc1
Vc2
V0双
Ad1
Ad2
Ad双
Vc1
Vc2
V0双
Ac1
Ac2
AC双
CMRR
填写表2.2时,要及时算出Ad1,Ad2,Ad双的值,依照理论计算的结论,当输入信号改变时,它们的值(大小和符号)不该改变。
4.在实验板上组成单端输入的差放电路进行以下实验。
(1)在图1中将b2接地,组成单端输入差动放大器,从b1端输入直流信号V=±0.1V,测量单端及双端输出,填表2.3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。
测量仪计算值
输入信号
电压值
AV1
AV双
Vc1
Vc2
Vo
正弦信号(50mV、1KHz)
注意:
填写表2.3时,要随时关注数据是不是合理,及时纠正可能显现的错误。
(2)从b1端加入正弦交流信号Vi=0.05V,f=1000Hz别离测量、记录单端及双端输出电压,填入表2.3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υC1、υC2波形,假设有失真现象时,可减小输入电压值,使υC1、υC2都不失真为止。
而且,测量双端输出电压时,只能间接测量(求VC1与VC2的差值)而不能直接测量,因为示波器的“地线”会破坏电路的静态工作点。
)
五、实验报告
电路的静态工作点,与预习计算结果相较较。
2.整理实验数据,计算各类接法的Ad,并与理论计算值相较较。
C和CMRR值。
4.总结差放电路的性能和特点。
实验四负反馈放大电路研究(3学时)
一、实验目的
1.研究负反馈对放大电路性能的阻碍。
2.把握负反馈放大电路性能的测试方式。
二、实验仪器
1.双踪示波器。
2.音频信号发生器。
3.万用表。
三、预习要求
1.认真阅读实验内容要求,估量待测量内容的转变趋势。
β值为40,计算该放大电路开环和闭环电压放大倍数。
四、实验内容
(1)开环电路
1如图接线,RF先不接入。
②输入端接入Vi=lmV,f=lKHz的正弦波(注意:
输入lmV信号采纳输入端衰减法见实验一、二)。
调整接线和参数使输出不失真且无振荡(参考实验一、二方式)。
③按表3.1要求进行测量并填表。
④依如实测值计算开环放大倍数和输出电阻r0。
(2).闭环电路
①接通Rf按
(一)的要求调整电路。
②按表3.1要求测量并填表,计算Avf。
③依如实测结果,验证Avf≈
。
RL(KΩ)
Vi(mV)
V0(mV)
AV(Avf)
开环
∞
1
1K5
1
闭环
∞
1
1K5
1
(1)将图3.1电路开环,慢慢加大Vi的幅度,使输出信号显现失真(注意不要过份失真)记录失真波形幅度。
(2)将电路闭环,观看输出情形,并适当增加Vi幅度,使输出幅度接近开环时失真波形幅度。
(3)假设RF=3K不变,但RF接入1V1的基极,会显现什么情形?
实验验证之。
(正反馈,放大功能被破坏)
(4)画出上述各步实验的波形图。
(1)将图3.1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)维持输入信号幅度不变慢慢增加频率,直到波形减小为原先的70%,现在信号频率即为放大电路fH。
(3)条件同上,但慢慢减小频率,测得fL。
(4)将电路闭环,重复1~3步骤,并将结果填入表3.2。
fH(Hz)
fL(Hz)
开环
闭环
注意:
闭环时,由于fH较大,有可能超过信号源的上限频率,使fH无法测出。
五、实验报告:
1.将实验值与理论值比较,分析误差缘故。
2.依如实验内容总结负反馈对放大电路的阻碍。
实验五比例求和运算电路研究(3学时)
一、实验目的
1.把握用集成运算放大电路组成比例、求和电路的特点及性能。
2.学会上述电路的测试和分析方式。
二、实验仪器
三、预习要求
O和Af
3.估算表4.4、表中的理论值
O值
O值
四、实验内容
实验电路如图4.1所示。
图4.1电压跟从电路
按表4.1内容实验并测量记录。
Vi(V)
-2
0
1
VO(V)
RL=∞
RL=5K1
实验电路如图4.2所示。
图4.2反相较例放大电路
(1)按表4.2内容实验并测量记录。
直流输入电压Vi(mV)
30
100
300
1000
3000
输出电压VO
理论估算(mV)
实际值(mV)
误差
要专门注意分析Vi为3000mV时的理论计算值与测量值。
(2)按表4.3要求实验并测量记录。
测试条件
理论估算值
实测值
ΔV0
RL开路,直流输入信
号Vi由0变为800mV
ΔVAB
ΔVR2
ΔVR1
ΔV0L
RL由开路变为5K1,Vi=800mV
要注意表4.3中各量的物理意义,注意Δ的含义,以避免犯错。
(3)测量图4.2电路的上限截止频率。
(1)按表4.4和4.5实验测量并记录。
图4.3同相较例放大电路
直流输入电压Vi(mV)
30
100
300
1000
3000
输出电压VO
理论估算(mV)
实际值(mV)
误差
测试条件
理论估算值
实测值
ΔV0
RL开路,直流输入信
号Vi由0变为800mV
ΔVAB
ΔVR2
ΔVR1
ΔV0L
RL由开路变为5K1,Vi=800mV
要注意表4.5中各量的物理意义,注意Δ的含义,以避免犯错。
(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4.4所示。
按表4.6内容进行实验测量,并与预习计算比较。
Vi1(V)
Vi2(V)
VO(V)
图4.4反相求和放大电路
实验电路为图4.5所示。
图4.5双端输入求和电路
Vi1(V)
1
2
Vi2(V)
VO(V)
按表4.7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缘故。
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