模电实验报告新.docx

模电实验报告新.docx

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模电实验报告新

河北科技大学

实验报告

级专业班学号年月日

姓名同组人指导教师任文霞（任课教师）

实验名称实验三单管共射放大电路成绩

实验类型验证型批阅教师

一、实验目的

（1）掌握共射放大电路的静态工作点（Q）、电压放大倍数（Au）的测试方法。

（2）观测电路参数变化对放大电路的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。

二、实验仪器与元器件

（1）直流稳压电源1台

（2）信号发生器1台

（3）交直流毫伏毫安表1台

（4）6502型示波器1台

（5）单管放大电路模块1块

三、实验内容及步骤

熟悉实验面板上各元件的位置。

按图示电路接线，基极接入Rb2，集电极接入Rc＝2kΩ，发射极接入旁路电容Ce，负载电阻RL＝∞（开路）。

检查接线无误后，将直流电源输出的12V电压加到实验板上，并校准12V。

1．测量静态工作点

将电路的输入端对地短路。

调节Rp，使UC＝9V，保持Rp不变。

分别测量UB、UE的值，并将测量结果记入表2-3-1中。

表2-3-1静态工作点的测量

给定条件

测量结果

实测值计算

UC

UB

UE

UCE=UC—UE

IC＝（VCC－UC）/Rc

IB=UE/[（1+β）Re]

Rp合适值

Rc＝2kΩRL＝∞

9V

Rc＝3kΩRL＝∞

Rc＝2kΩRL＝2kΩ

2．测量电压放大倍数Au

去掉输入端对地短路线。

从电路输入端送入Ui＝5mV（有效值）、f＝1kHz的正弦波信号，当示波器观察的输出波形为放大的、不失真的正弦波时，测量输出电压Uo的值，并将测量结果及波形记入表2-3-2中。

关闭电源开关。

3．观测电路参数变化对电路的Q点、Au及输出波形的影响

（1）Rc变化：

Rc＝3kΩ，RL＝∞，Rp保持不变。

去掉输入信号，测量UC、UB和UE的值，将测量结果记入表2-3-1中。

电路的输入端接入Ui＝5mV、f＝1kHz正弦波信号，测量输出电压Uo的值，用示波器观察输出信号的波形，将结果记入表2-3-2中。

关闭电源开关。

（2）RL变化：

改变Rc＝2kΩ，RL＝2kΩ，Rp保持不变。

重复3.

（1）中的测量步骤，并将测量结果及波形记入表2-3-1和2-3-2中。

表2-3-2输出电压的测量及相关计算

测量结果

实测值计算

估算值

Ui＝5mVf＝1kHz

Uo

波形

Au＝Uo/Ui

Rc＝2kΩRL＝∞

Rc＝3kΩRL＝∞

Rc＝2kΩRL＝2kΩ

关闭电源开关

4．观测静态工作点设置不合适时对电路输出波形的影响

（1）Rc＝2kΩ，RL＝∞，将Rp调至最小值。

接入Ui＝5mV、f＝1kHz正弦波信号，用示波器观察输出信号的波形，并将失真波形记录下来。

去掉输入信号，测量UC、UB、UE的值，将测量结果及失真波形记入表2-3-3中。

（2）将Rp调至最大值。

接入输入信号，将Ui逐渐增大至20～30mV，用示波器观察输出信号的波形，并将失真波形记录下来。

去掉输入信号，测量UC、UB、UE的值，将结果及失真波形记入表2-3-3中。

表2-3-3失真状态的测量结果

给定条件

直流静态工作点

输出波形

工作状态

（饱和或截止）

UC

UB

UE

Rpmin

Rc＝2kΩ

RL＝∞

Rpmax

六、思考题

（1）总结Rc、RL变化对放大倍数Au的影响。

（2）测量过程中，所有仪器与实验电路的公共端必须接在一起，为什么？

（3）输入信号电压值的测量方法：

测量好后加到实验电路上不再测量；

加到实验电路上再测量；

先大致测量，加到电路上后再精确测量。

应选用哪一种？

为什么？

河北科技大学

实验报告

级专业班学号年月日

姓名同组人指导教师任文霞（任课教师）

实验名称实验四长尾式差分放大电路成绩

实验类型验证型批阅教师

一、实验目的

（1）掌握长尾式差分放大电路的工作原理，了解产生零漂的原因及抑制零漂的方法。

（2）学习差分放大电路的测试方法。

二、实验仪器与元器件

（1）直流稳压电源1台

（2）信号发生器1台

（3）交直流毫伏毫安表1台

（4）6502型示波器1台

（5）差分放大电路模块1块

三、实验内容及步骤

按电路原理图2-4-1接线，电阻Re与Rw滑动端相连，使电路构成长尾式差分放大电路。

检查接线无误后，将电源输出的±12V接到实验板上，使VCC＝＋12V、VEE＝－12V。

1．静态工作点的测量

（1）调零。

将电路的两个输入端同时对地短路，调节调零电位器Rw，使双端输出电压Uo＝0

（2）用毫伏毫安表直流挡分别测量T1、T2的各极电压，将结果记入表2-4-1中。

表2-4-1静态工作点的测量数据单位（V）

测量项目

UC1

UB1

UE1

UC2

UB2

UE2

测量数据

2．差模电压放大倍数的测量

将输入端对地短接线去掉。

从差模信号源引出大小相等、极性相反的差模信号，作为电路的uI1、uI2信号，接至实验电路的两个输入端，使|Ui1|＝|Ui2|＝10mV。

计算双端输出电压Uod、单端及双端差模放大倍数Ad1、Ad2、Ad的值。

将计算结果记入表2-4-2中。

计算公式为

（2-4-1）

其中Uod1与Uod2反相位。

Uid＝Ui1－Ui2＝20mV（2-4-2）

（2-4-3）

（2-4-4）

（2-4-5）

表2-4-2差模电压放大倍数测量数据

差模输入

差模输出（mV）

实测计算

Ui＝20mV

f＝1kHz

Uod1

Uod2

Uod

Ad1

Ad2

Ad

－

＋

3．共模电压放大倍数的测量

把信号发生器的正弦波作为共模信号加至实验电路的两输入端，即Ui1＝Ui2＝Ui＝0.3V。

测量单端共模输出电压Uoc1、Uoc2的值，并计算双端输出电压Uoc、单端及双端共模放大倍数Ac1、Ac2、Ac的值（请参考差模电压放大电路的计算公式，其中uOc1与uOc2同相位）。

将计算结果记入表2-4-3中。

表2-4-3共模电压放大倍数测量数据

共模输入

共模输出（mV）

实测计算

Ui＝0.3V

f＝80Hz

Uoc1

Uoc2

Uoc

Ac1

Ac2

Ac

－

－

由以上测量数据计算共模抑制比

4．定性观察温度变化引起的零点漂移现象

先调零，调零方法见步骤1.

（1）。

然后用手捏住T1管，使其温度升高。

注意观察毫伏毫安表上Uo电压示数的变化；放开T1，稍停片刻，再捏住T2管，继续观察毫伏毫安表电压示数的变化，分析电压变化的原因。

六、思考题

（1）差模放大电路对差模输入信号起放大作用还是抑制作用？

（2）电路中两个三极管及元件参数的对称性对放大电路的性能起什么作用？

（3）差模放大电路两管基极的输入信号幅值相等、相位相同时，理论上输出电压应为多少？

河北科技大学

实验报告

级专业班学号年月日

姓名同组人指导教师任文霞（任课教师）

实验名称实验六负反馈放大电路成绩

实验类型验证型批阅教师

一、实验目的

（1）掌握长尾式差分放大电路的工作原理，了解产生零漂的原因及抑制零漂的方法。

（2）学习差分放大电路的测试方法。

二、实验仪器与元器件

（1）直流稳压电源1台

（2）信号发生器1台

（3）交直流毫伏毫安表1台

（4）负反馈放大电路模块1块

三、实验内容及步骤

1．静态工作点的测量

（1）实验电路如图所示，熟悉电路中各元件的位置。

将稳压电源输出的12V电压接到实验板上，并测量12V。

（2）调节电位器Rp，使电路第一级集电极电压UC1＝9V，测量三极管的各极电压，将结果记入表2-6-1中。

表2-6-1静态工作点的测量数据单位（V）

测量项目

UC1

UB1

UE1

UC2

UB2

UE2

测量数据

9

2．基本放大电路各项性能的测量

（1）将电阻Rf左端接地，使电路构成基本放大电路。

（2）测量放大倍数Au、输入电阻Ri和输出电阻Ro

从电路uS输入端送入f＝1kHz的正弦波信号，使Ui＝5mV时，开始测量：

1）Us的值。

2）当RL＝∞时，输出电压的值，将此电压记为Uo′。

3）当RL＝4.7kΩ时，输出电压的值，将此电压记为Uo。

利用下面的公式计算Au、Ri和Ro，将计算结果记入表2-6-2中。

（3）频率特性的测试

放大器的幅频特性曲线如图2-6-2所示。

1）RL＝∞。

从uI端输入f＝1kHz的正弦波信号，使Uo＝1V。

2）保持输入信号不变。

调节输入信号的频率（低频段）观察输出电压Uo的变化，当Uo＝0.707V时，信号发生器的输出频率就是下限频率fL；

调节输入信号的频率（高频段）观察输出电压Uo的变化，当Uo＝0.707V时，信号发生器的输出频率就是上限频率fH。

将测量结果记入表2-6-2中。

表2-6-2基本放大电路的各项性能参数

测量数据

计算数据

Ui

Us

Uo′

Uo

fL

fH

Au

Ri

Ro

5mV

3．负反馈放大电路各项性能的测量

（1）将电阻Rf左端接至T1的e极，使电路构成负反馈放大电路。

（2）测量放大倍数Auf、输入电阻Rif和输出电阻Rof

重复步骤2.

（2）中的内容，依次测量Auf、Rif和Rof，将结果记入表2-6-3中。

（3）频率特性的测试

重复步骤2.（3）的内容，测量fLf和fHf，将结果记入表2-6-3中。

表2-6-3负反馈放大电路的各项性能参数

测量数据

计算数据

Ui

Us

Uo′

Uo

fLf

fHf

Auf

Rif

Rof

5mV

六、思考题

（1）测量放大器的输入电阻时，如果改变放大器的工作点，对测量输入电阻有何影响？

如果改变负载电阻值，对测量输出电阻有无影响？

为什么？

（2）测量放大器的输入、输出阻抗时，为什么选择频率为1kHz的信号，而不选择100kHz或更高的频率信号？

（3）试说明Rs、RL对频率特性中fL、fH的影响？

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实验报告

级专业班学号年月日

姓名同组人指导教师任文霞（任课教师）

实验名称实验八运算放大器基本运算电路的设计成绩

实验类型设计型批阅教师

一、实验目的

（1）深入了解集成运算放大器（LM741/μA741）的使用方法。

（2）加深理解集成运算放大器的基本性能和特点。

（3）学习使用集成运算放大器构成基本运算电路的设计方法。

二、实验仪器与元器件

（1）直流稳压电源1台

（2）信号发生器1台

（3）交直流毫伏毫安表1台

（4）6502型示波器1台

（5）集成运放应用电路

（一）1块

三、实验内容及步骤

1．反相比例运算电路

（1）实验任务

1）设计实验电路，使其满足下列关系式：

2）若反馈电阻Rf＝100kΩ，反相输入电阻R1应选多大阻值？

并确定同相输入端补偿电阻的阻值。

写出计算公式及结果，画出实验电路图。

3）根据设计好的电路图，自行设计步骤进行测试。

（2）测试要求

1）熟悉实验电路所需元器件及电源的位置，并接出±12V双电源电压，并校准。

检测无误后，关闭电源。

2）按设计电路进行接线，检查无误后，接通电源。

3）运算电路调零：

将电路的输入端uI端对地短接（uI＝0），调节调零电位器Rp，使运算放大器静态输出电压uO＝0。

4）将uI端对地短接线去掉，输入直流信号uI＝0.5V测量uO的值，将结果记入表2-8-1中，计算Au值并与理论值进行比较，写出理论计算公式及结果。

2．差分比例运算电路

（1）实验任务

1）设计实验电路，使其满足下列关系式：

2）若反馈电阻Rf＝100kΩ，反相、同相输入电阻R1＝R2，R1、R2应选多大阻值？

写出计算公式及结果，画出实验电路图，并设计数据记录表格。

3）根据设计好的电路图，自行设计步骤进行测试。

（2）测试要求

按电路图接线。

输入直流信号uI1＝1V，uI2＝0.5V，用毫伏毫安表直流挡测量uO的值，将结果记入设计好的表格中，计算Au值并与理论值进行比较，写出理论计算公式及结果。

3．反相求和运算电路

（1）实验任务

1）设计实验电路，使其满足下列关系式

2）若反馈电阻Rf＝100kΩ，反相输入电阻R1、R2、R3应选多大阻值？

同相补偿电阻R4应选多大？

写出计算公式及结果，画出实验电路图，并设计数据记录表格。

3）根据设计好的电路图，自行设计步骤进行测试。

（2）测试要求

按电路图进行接线。

将uI1、uI2、uI3端同时对地短接，调节Rp，使uO＝0。

输入直流信号uI1＝1V，uI2＝－1V，uI3＝0.5V，测量uO的值，将结果记入自己设计好的表格中，计算Au值并与理论值进行比较，写出理论计算公式及结果。

4．积分运算电路

（1）实验任务

1）设计电路时，反相输入电阻R1＝10kΩ，积分电容C＝0.015μF，并联电阻Rf＝100kΩ，同相输入端补偿电阻R2＝10kΩ、R3＝100kΩ。

2）设计实验电路图，自行设计步骤进行测试。

（2）测试要求

按电路图接线。

输入f＝1kHz、uI＝1V（用示波器测量）的方波信号，用示波器观察uI与uO的波形及其相位关系，并将波形描绘下来。

5．微分运算电路

（1）实验任务

1）设计电路时，反相输入电容C＝510pF，串联电阻R1＝22kΩ，反馈电阻Rf＝100kΩ，同相输入端补偿电阻R2＝10kΩ、R3＝100kΩ，画出实验电路图。

2）根据设计好的电路图，自行设计步骤进行测试。

（2）测试要求

按电路图接线。

输入f＝1kHz、uI＝1V（用示波器测量）的方波信号，用示波器的双踪方式观察uI与uO的波形及其相位关系，并将波形描绘下来。

六、思考题

（1）反相求和与加减运算电路这两种运算方式，哪一种精度更高？

为什么？

（2）积分电路中RF和微分电路中R1的作用是什么？

河北科技大学

实验报告

级专业班学号年月日

姓名同组人指导教师任文霞（任课教师）

实验名称实验九运算放大器的应用电路成绩

实验类型综合型批阅教师

一、实验目的

（1）通过用运算放大器组成的正弦波发生器、反相滞回比较器、方波发生器的实验，进一步了解集成运放的主要特点和使用方法。

（2）掌握运算放大器应用电路的测试方法。

（3）进一步学习使用示波器测量信号幅度和频率的测试方法。

二、实验仪器与元器件

（1）直流稳压电源1台

（2）信号发生器1台

（3）交直流毫伏毫安表1台

（4）6502型示波器1台

（5）集成运放应用电路

（一）1块

三、实验任务及要求

本次实验使用导线较多，每根导线必须经过检测后才可接入电路中。

检查导线的简易方法：

用毫伏毫安表的黑线夹子接电源地，红线夹子接被测导线，被测导线串联起来，逐个接通电源正极，有电压指示则导线通，无电压指示则导线断。

（此部分内容报告中可以不写）

1．正弦波发生器（文氏桥振荡电路）的测试

（1）按图2-9-1接线，检查接线无误后，将稳压电源输出的±12V接至实验电路的相对应端，校准各电压。

（2）测量正弦波发生器的最大不失真输出电压uOP-P和振荡周期T

调节电位器Rw，用示波器观察输出电压uO的波形，当uO波形为最大不失真正弦波时，在示波器上读出输出电压的峰-峰值uOP-P和周期T，并计算振荡频率f。

将结果记入表2-9-1中。

（3）测量电压放大倍数Au

关闭电源，拆掉连接线。

用万用表测量电位器Rac和Rbc的阻值，利用公式计算电压放大倍数Au。

将结果记入表2-9-1中。

Au的计算公式为

表2-9-1正弦波发生器的测量数据

测量项目

uOP-P

T

f

Rac

Rbc

Au

波形

测量结果

2．反相滞回比较器

（1）按图2-9-2接线，输出端双向稳压管的稳压值为UZ≈±6.7V。

（2）从电路的输入端输入f＝1kHz的正弦波信号，用示波器观测输入信号和输出信号的波形。

其中输入信号uI接至CH1（X）端，输出信号uO接至CH2（Y）端。

使uI逐渐增大，直至uO的波形出现方波为止。

观察uI、uO的波形，将波形记录下来。

然后将示波器选为“XY”方式，观察滞回曲线，并记录波形。

3．方波发生器

按图2-9-3接线。

用示波器观测输出电压uO和反相输入端电压uC的波形，并将波形记录下来。

在示波器上读出输出电压uO的峰-峰值和周期，将结果标注在波形上。

六、思考题

（1）图2-9-1中，若设R＝5.1kΩ，C＝0.047μF，试计算振荡频率f。

（2）图2-9-2中，当uO＝±10V，试计算滞回比较器翻转时的uI值。

（3）试计算图2-9-3中方波和三角波的幅值和周期。

河北科技大学

实验报告

级专业班学号年月日

姓名同组人指导教师任文霞（任课教师）

实验名称实验十一直流电源成绩

实验类型综合型批阅教师

一、实验目的

（1）掌握单相半波整流、桥式整流、电容滤波以及并联稳压电路的工作原理。

（2）掌握串联稳压电路的工作原理，研究稳压电源的主要特性。

（3）学会直流电源的测量及调试方法。

二、实验仪器与元器件

（1）直流稳压电源1台

（2）交直流毫伏毫安表1台

（3）6502型示波器1台

（4）直流电源模块1块

三、实验内容及步骤

1．单相半波整流电路

（1）电路如图2-11-1所示，按图接线。

（2）从实验装置上找到～12V，将其接入电路的输入端，即

u2＝～12V。

测量u2和输出电压uO，将结果记入表2-11-1中。

（3）用示波器观察u2及uO的波形，并描绘下来。

2．桥式整流、滤波和稳压电路

（1）桥式整流电路

按图2-11-2接线。

u2＝～12V，用毫伏毫安表的直流挡测量uO，用示波器单踪方式观看uO的波形，并记录下来。

将结果记入表2-11-1中。

（2）桥式整流、电容滤波电路

电路如图2-11-2所示，在桥式整流电路基础上，接入滤波电容C＝47μF。

测量uO，并观察uO的波形，将结果记入表2-11-1中。

（3）并联稳压电路

保持u2不变，测量负载电阻分别为RL＝∞、RL＝1kΩ时UO的值，并观察UO的波形。

将测量结果记入表2-11-1中。

表2-11-1单相半波整流电路的测试数据单位（V）

测量项目

测量结果

电压值

波形

输入电压u2

半波整流输出电压uO

全波整流输出电压uO

全波整流、电容滤波输出电压uO

并联稳压输出电压UO

RL＝∞

RL＝1kΩ

3．串联稳压电路

电路如图2-11-4所示。

电路中的输入信号UI改为直流稳压电源的直流输出。

（1）静态调试

1）测量输出电压的调节范围

输入UI接入12V电压，调节电位器Rp，测量输出电压，记录Rp为最大和最小时，对应UO的电压值，将测量结果记入表2-11-2中，并计算UO的最大、最小值。

理论计算公式为：

表2-11-2串联稳压电路的输出电压范围

Rp调节

测量值UO（V）

计算值UO（V）

Rpmax

Rpmin

2）测量三极管的各极电压

调节电位器Rp，使UO＝6V，测量三极管的各极电压，并将结果记入表2-11-3中。

表2-11-3三极管的各极电压值单位（V）

测量项目

UC1

UB1

UE1

UC2

UB2

UE2

UC3

UB3

UE3

测量数据

（2）动态测量

用可调的直流电压变化模拟电网～220V电压的变化，当模拟电网电压波动±10%时，测量电路的稳压性能（负载为空载）。

UI＝12V，当其变化±10%时，即由12V变为10.8V、12V变为13.2V时，测量相应的UO值。

根据Sr＝（ΔUO/UO）/（ΔUI/UI）计算稳压系数。

将结果记入表2-11-4中。

表2-11-4输出电压稳定性测试

UI

UO

Sr

12V→10.8V

6V→

12V→13.2V

6V→

六、思考题

（1）并联稳压电路中限流电阻的作用是什么？

怎么选择阻值的大小？

（2）如果把串联型稳压电路中电位器Rp的滑动端向上或向下调，那么各三极管的Q点将如何变化？

（3）串联型稳压电路中，哪个三极管消耗的功率大？