模擬電子技術實驗實驗報告.doc

實驗報告要求：一寫4個實驗報告，每個報告裝訂成一份，每人4份，不要將4個實驗報告裝訂成1份了。實驗一：常用電子儀器的使用。（包括示波器的使用、萬用表的使用、函數(shù)信號發(fā)生器的使用等內容）實驗二：晶體管共射極單管放大器實驗三：射極跟隨器實驗四：差動放大器二手寫報告，不得打印。三具體怎樣寫實驗報告，可參考大學物理實驗報告的要求。四3月26日前，收好后統(tǒng)一交給老師。模擬電子實驗指導書目 錄實驗一示波器原理及使用2實驗二晶體管共射極單管放大器12實驗三射極跟隨器19實驗四差動放大器24實驗一示波器原理及使用一、示波器的基本結構示波器的種類很多，但它們都包含下列基本組成部分，如附圖11 所示。附圖11 示波器的基本結構框圖1、 主機主機包括示波管及其所需的各種直流供電電路，在面板上的控制旋鈕有：輝度、聚焦、水平移位、垂直移位等。2、垂直通道垂直通道主要用來控制電子束按被測信號的幅值大小在垂直方向上的偏移。它包括Y軸衰減器，Y軸放大器和配用的高頻探頭。通常示波管的偏轉靈敏度比較低，因此在一般情況下，被測信號往往需要通過Y軸放大器放大后加到垂直偏轉板上， 才能在屏幕上顯示出一定幅度的波形。 Y軸放大器的作用提高了示波管Y軸偏轉靈敏度。為了保證Y軸放大不失真，加到Y軸放大器的信號不宜太大，但是實際的被測信號幅度往往在很大范圍內變化，此Y軸放大器前還必須加一Y軸衰減器，以適應觀察不同幅度的被測信號。示波器面板上設有“Y軸衰減器”（通常稱“Y軸靈敏度選擇”開關）和“Y軸增益微調”旋鈕，分別調節(jié)Y 軸衰減器的衰減量和Y軸放大器的增益。對Y軸放大器的要求是：增益大，頻響好，輸入阻抗高。為了避免雜散信號的干擾，被測信號一般都通過同軸電纜或帶有探頭的同軸電纜加到示波器Y軸輸入端。但必須注意，被測信號通過探頭 幅值將衰減(或不衰減)，其衰減比為101(或11)。3、水平通道水平通道主要是控制電子束按時間值在水平方向上偏移。主要由掃描發(fā)生器、水平放大器、觸發(fā)電路組成。3.1） 掃描發(fā)生器掃描發(fā)生器又叫鋸齒波發(fā)生器，用來產生頻率調節(jié)范圍寬的鋸齒波，作為X 軸偏轉板的掃描電壓。鋸齒波的頻率（或周期）調節(jié)是由“掃描速率選擇”開關和“掃速微調”旋鈕控制的。使用時，調節(jié)“掃速選擇”開關和“掃速微調”旋鈕，使其掃描周期為被測信號周期的整數(shù)倍，保證屏幕上顯示穩(wěn)定的波形。3.2） 水平放大器其作用與垂直放大器一樣，將掃描發(fā)生器產生的鋸齒波放大到X軸偏轉板所需的數(shù)值。3.3） 觸發(fā)電路用于產生觸發(fā)信號以實現(xiàn)觸發(fā)掃描的電路。為了擴展示波器應用范圍，一般示波器上都設有觸發(fā)源控制開關，觸發(fā)電平與極性控制旋鈕和觸發(fā)方式選擇開關等。二、示波器的二蹤顯示1、 二蹤顯示原理示波器的二蹤顯示是依靠電子開關的控制作用來實現(xiàn)的。電子開關由“顯示方式”開關控制，共有五種工作狀態(tài)，即Y1、Y2、Y1Y2、交替、斷續(xù)。當開關置于“交替”或“斷續(xù)”位置時，熒光屏上便可同時顯示兩個波形。當開關置于“交替”位置時，電子開關的轉換頻率受掃描系統(tǒng)控制，工作過程如附圖12所示。即電子開關首先接通Y2通道，進行第一次掃描，顯示由Y2通道送入的被測信號的波形；然后電子開關接通Y1通道，進行第二次掃描，顯示由Y1通道送入的被測信號的波形；接著再接通Y2通道這樣便輪流地對Y2和Y1兩通道送入的信號進行掃描、顯示，由于電子開關轉換速度較快，每次掃描的回掃線在熒光屏上又不顯示出來，借助于熒光屏的余輝作用和人眼的視覺暫留特性，使用者便能在熒光屏上同時觀察到兩個清晰的波形。這種工作方式適宜于觀察頻率較高的輸入信號場合。當開關置于“斷續(xù)”位置時，相當于將一次掃描分成許多個相等的時間間隔。在第一次掃描的第一個時間間隔內顯示Y2信號波形的某一段；在第二個時間時隔內顯示Y1信號波形的某一段；以后各個時間間隔輪流地顯示Y2、Y1兩信號波形的其余段，經過若干次斷續(xù)轉換，使熒光屏上顯示出兩個由光點組成的完整波形如附圖13(a)所示。由于轉換的頻率很高，光點靠得很近，其間隙用肉眼幾乎分辨不出，再利用消隱的方法使兩通道間轉換過程的過渡線不顯示出來,見附圖13(b)，因而同樣可達到同時清晰地顯示兩個波形的目的。這種工作方式適合于輸入信號頻率較低時使用。 附圖1-2 交替方式顯示波形 附圖1-3 斷續(xù)方式顯示波形2、觸發(fā)掃描在普通示波器中，X軸的掃描總是連續(xù)進行的，稱為“連續(xù)掃描”。為了能更好地觀測各種脈沖波形，在脈沖示波器中，通常采用“觸發(fā)掃描”。采用這種掃描方式時，掃描發(fā)生器將工作在待觸發(fā)狀態(tài)。它僅在外加觸發(fā)信號作用下，時基信號才開始掃描，否則便不掃描。這個外加觸發(fā)信號通過觸發(fā)選擇開關分別取自“內觸發(fā)”（Y軸的輸入信號經由內觸發(fā)放大器輸出觸發(fā)信號），也可取自“外觸發(fā)”輸入端的外接同步信號。其基本原理是利用這些觸發(fā)脈沖信號的上升沿或下降沿來觸發(fā)掃描發(fā)生器，產生鋸齒波掃描電壓，然后經X軸放大后送X軸偏轉板進行光點掃描。適當?shù)卣{節(jié)“掃描速率”開關和“電平”調節(jié)旋鈕，能方便地在熒光屏上顯示具有合適寬度的被測信號波形。上面介紹了示波器的基本結構，下面將結合使用介紹電子技術實驗中常用的CA8020型雙蹤示波器。三、CA8020型雙蹤示波器1、概述CA8020型示波器為便攜式雙通道示波器。本機垂直系統(tǒng)具有020MHz的頻帶寬度和5mV/DIV5V/DIV的偏轉靈敏度，配以101探極，靈敏度可達5V/DIV。本機在全頻帶范圍內可獲得穩(wěn)定觸發(fā)，觸發(fā)方式設有常態(tài)、自動、TV和峰值自動，尤其峰值自動給使用帶來了極大的方便。內觸設置了交替觸發(fā)，可以穩(wěn)定地顯示兩個頻率不相關的信號。本機水平系統(tǒng)具有0.5S/DIV0.2S/DIV的掃描速度，并設有擴展10，可將最快掃速度提高到20nS/DIV。2、面板控制件介紹CA8020面板圖如附圖14所示附圖14CA8020型雙蹤示波器面板圖序號控制件名稱功能（1）亮度調節(jié)光跡的亮度（2）輔助聚焦與聚焦配合，調節(jié)光跡的清晰度（3）聚焦調節(jié)光跡的清晰度（4）跡線旋轉調節(jié)光跡與水平刻度線平行（5）校正信號提供幅度為0.5V，頻率為1KHz的方波信號，用于校正101探極的補償電容器和檢測示波器垂直與水平的偏轉因數(shù)（6）電源指示電源接通時，燈亮（7）電源開關電源接通或關閉（8）CH1移位PULL CH1XCH2Y調節(jié)通道1光跡在屏幕上的垂直位置，用作XY顯示（9）CH2移位PULL INVERT調節(jié)通道2光跡在屏幕上的垂直位置，在ADD方式時使CH1CH2或CH1CH2（10）垂直方式CH1或CH2：通道1或通道2單獨顯示ALT：兩個通道交替顯示CHOP：兩個通道斷續(xù)顯示，用于掃速較慢時的雙蹤顯示ADD：用于兩個通道的代數(shù)和或差（11）垂直衰減器調節(jié)垂直偏轉靈敏度（12）垂直衰減器調節(jié)垂直偏轉靈敏度（13）微調用于連續(xù)調節(jié)垂直偏轉靈敏度，順時針旋足為校正位置（14）微調用于連續(xù)調節(jié)垂直偏轉靈敏度，順時針旋足為校正位置（15）耦合方式(AC-DC-GND)用于選擇被測信號饋入垂直通道的耦合方式（16）耦合方式(AC-DC-GND)用于選擇被測信號饋入垂直通道的耦合方式（17）CH1ORX被測信號的輸入插座（18）CH2 ORY被測信號的輸入插座（19）接地(GND)與機殼相聯(lián)的接地端（20）外觸發(fā)輸入外觸發(fā)輸入插座（21）內觸發(fā)源用于選擇CH1、CH2或交替觸發(fā)（22）觸發(fā)源選擇用于選擇觸發(fā)源為INT（內），EXT（外）或LINE（電源）（23）觸發(fā)極性用于選擇信號的上升或下降沿觸發(fā)掃描（24）電平用于調節(jié)被測信號在某一電平觸發(fā)掃描（25）微調用于連續(xù)調節(jié)掃描速度，順時針旋足為校正位置（26）掃描速率用于調節(jié)掃描速度（27）觸發(fā)方式常態(tài)（NORM）：無信號時，屏幕上無顯示；有信號時，與電平控制配合顯示穩(wěn)定波形。自動（AUTO）：無信號時，屏幕上顯示光跡；有信號時，與電平控制配合顯示穩(wěn)定波形。電視場（TV）：用于顯示電視場信號。峰值自動（PPAUTO）：無信號時，屏幕上顯示光跡；有信號時，無須調節(jié)電平即能獲得穩(wěn)定波形顯示。（28）觸發(fā)指示在觸發(fā)掃描時，指示燈亮（29）水平移位PULL10調節(jié)跡線在屏幕上的水平位置拉出時掃描速度被擴展10倍3、操作方法1)、電源檢查CA8020雙蹤示波器電源電壓為220V10%。接通電源前，檢查當?shù)仉娫措妷海绻幌喾?，則嚴格禁止使用！2)、面板一般功能檢查A將有關控制件按下表置位控制件名稱作用位置控制件名稱作用位置亮度居中觸發(fā)方式峰值自動聚焦居中掃描速率0.5mS/div位移居中極性正垂直方式CH1觸 發(fā) 源INT靈敏度選擇10mV/div內觸發(fā)源CH1微調校正位置輸入耦合ACB接通電源，電源指示燈亮，稍預熱后，屏幕上出現(xiàn)掃描光跡，分別調節(jié)亮度、聚焦、輔助聚焦、跡線旋轉、垂直、水平移位等控制件，使光跡清晰并與水平刻度平行。C用101探極將校正信號輸入至CH1輸入插座。D調節(jié)示波器有關控制件，使熒光屏上顯示穩(wěn)定且易觀察方波波形。E將探極換至CH2輸入插座，垂直方式置于“CH2”，內觸發(fā)源置于“CH2”，重復D操作。3)、垂直系統(tǒng)的操作A垂直方式的選擇當只需觀察一路信號時，將“垂直方式”開關置“CH1”或“CH2”，此時被選中的通道有效，被測信號可從通道端口輸入。當需要同時觀察兩路信號時，將“垂直方式”開關置“交替”，該方式使兩個通道的信號被交替顯示，交替顯示的頻率受掃描周期控制。當掃速低于一定頻率時，交替方式顯示會出現(xiàn)閃爍，此時應將開關置于“斷續(xù)”位置。當需要觀察兩路信號代數(shù)和時，將“垂直方式”開關置于“代數(shù)和”位置，在選擇這種方式時，兩個通道的衰減設置必須一致，CH2移位處于常態(tài)時為CH1CH2，CH2移位拉出時為CH1CH2。B輸入耦合方式的選擇直流（DC）耦合：適用于觀察包含直流成份的被測信號，如信號的邏輯電平和靜態(tài)信號的直流電平，當被測信號的頻率很低時，也必須采用這種方式。交流（AC）耦合：信號中的直流分量被隔斷，用于觀察信號的交流份量，如觀察較高直流電平上的小信號。接地（GND）：通道輸入端接地（輸入信號斷開），用于確定輸入為零時光跡所處位置。C靈敏度選擇(V/div)的設定按被測信號幅值的大小選擇合適檔級?！办`敏度選擇”開關外旋鈕為粗調，中心旋鈕為細調（微調），微調旋鈕按順時針方向旋足至校正位置時，可根據(jù)粗調旋鈕的示值(V/div)和波形在垂直軸方向上的格數(shù)讀出被測信號幅值。4)、觸發(fā)源的選擇A觸發(fā)源選擇當觸發(fā)源開關置于“電源”觸發(fā)，機內50Hz信號輸入到觸發(fā)電路。當觸發(fā)源開關置于“常態(tài)”觸發(fā)，有兩種選擇，一種是“外觸發(fā)”，由面板上外觸發(fā)輸入插座輸入觸發(fā)信號；另一種是“內觸發(fā)”，由內觸發(fā)源選擇開關控制。B內觸發(fā)源選擇“CH1”觸發(fā)：觸發(fā)源取自通道1?！癈H2”觸發(fā)：觸發(fā)源取自通道2?！敖惶嬗|發(fā)”：觸發(fā)源受垂直方式開關控制，當垂直方式開關置于“CH1”，觸發(fā)源自動切換到通道1；當垂直方式開關置于“CH2”，觸發(fā)源自動切換到通道2；當垂直方式開關置于“交替”，觸發(fā)源與通道1、通道2同步切換，在這種狀態(tài)使用時，兩個不相關的信號其頻率不應相差很大，同時垂直輸入耦合應置于“AC”，觸發(fā)方式應置于“自動”或“常態(tài)”。當垂直方式開關置于“斷續(xù)”和“代數(shù)和”時，內觸發(fā)源選擇應置于 “CH1”或”CH2”。5)、水平系統(tǒng)的操作A掃描速度選擇(t/div)的設定按被測信號頻率高低選擇合適檔級，“掃描速率”開關外旋鈕為粗調，中心旋鈕為細調（微調），微調旋鈕按順時針方向旋足至校正位置時，可根據(jù)粗調旋鈕的示值(t/div)和波形在水平軸方向上的格數(shù)讀出被測信號的時間參數(shù)。當需要觀察波形某一個細節(jié)時，可進行水平擴展10，此時原波形在水平軸方向上被擴展10倍。B觸發(fā)方式的選擇“常態(tài)”：無信號輸入時，屏幕上無光跡顯示；有信號輸入時，觸發(fā)電平調節(jié)在合適位置上，電路被觸發(fā)掃描。當被測信號頻率低于20Hz時，必須選擇這種方式?！白詣印保簾o信號輸入時，屏幕上有光跡顯示；一旦有信號輸入時，電平調節(jié)在合適位置上，電路自動轉換到觸發(fā)掃描狀態(tài)，顯示穩(wěn)定的波形，當被測信號頻率高于20Hz時，最常用這一種方式?！半娨晥觥保簩﹄娨曅盘栔械膱鲂盘栠M行同步，如果是正極性，則可以由CH2輸入，借助于CH2移位拉出，把正極性轉變?yōu)樨摌O性后測量?！胺逯底詣印保哼@種方式同自動方式，但無須調節(jié)電平即能同步，它一般適用于正弦波、對稱方波或占空比相差不大的脈沖波。對于頻率較高的測試信號，有時也要借助于電平調節(jié)，它的觸發(fā)同步靈敏度要比“常態(tài)”或“自動”稍低一些。C“極性”的選擇用于選擇被測試信號的上升沿或下降沿去觸發(fā)掃描。D“電平”的位置用于調節(jié)被測信號在某一合適的電平上啟動掃描，當產生觸發(fā)掃描后，觸發(fā)指示燈亮。4、測量電參數(shù)1) 電壓的測量示波器的電壓測量實際上是對所顯示波形的幅度進行測量，測量時應使被測波形穩(wěn)定地顯示在熒光屏中央，幅度一般不宜超過6div，以避免非線性失真造成的測量誤差。1.1) 交流電壓的測量A將信號輸入至CH1或CH2插座，將垂直方式置于被選用的通道。B將Y軸“靈敏度微調”旋鈕置校準位置，調整示波器有關控制件，使熒光屏上顯示穩(wěn)定、易觀察的波形，則交流電壓幅值Vp-p = 垂直方向格數(shù)(div)垂直偏轉因數(shù)(V/div)1.2) 直流電平的測量A設置面板控制件，使屏幕顯示掃描基線。B設置被選用通道的輸入耦合方式為“GND”。C調節(jié)垂直移位，將掃描基線調至合適位置，作為零電平基準線。D將“靈敏度微調”旋鈕置校準位置，輸入耦合方式置“DC”，被測電平由相應Y輸入端輸入，這時掃描基線將偏移，讀出掃描基線在垂直方向偏移的格數(shù)(div)，則被測電平V 垂直方向偏移格數(shù)（div）垂直偏轉因數(shù)（V/div）偏轉方向（或一）式中，基線向上偏移取正號，基線向下偏移取負號。2)、時間測量時間測量是指對脈沖波形的寬度、周期、邊沿時間及兩個信號波形間的時間間隔（相位差）等參數(shù)的測量。一般要求被測部分在熒光屏X軸方向應占(46)div。2.1) 時間間隔的測量 對于一個波形中兩點間的時間間隔的測量，測量時先將“掃描微調”旋鈕置校準位置，調整示波器有關控制件，使熒光屏上波形在X軸方向大小適中，讀出波形中需測量兩點間水平方向格數(shù)，則時間間隔：時間間隔 = 兩點之間水平方向格數(shù)（div）掃描時間因數(shù)（t/div）2.2） 脈沖邊沿時間的測量上升（或下降）時間的測量方法和時間間隔的測量方法一樣，只不過是測量被測波形滿幅度的10%和90%兩點之間的水平方向距離，如附圖1-5所示。用示波器觀察脈沖波形的上升邊沿、下降邊沿時，必須合理選擇示波器的觸發(fā)極性（用觸發(fā)極性開關控制）。顯示波形的上升邊沿用“”極性觸發(fā)，顯示波形下降邊沿用“”極性觸發(fā)。如波形的上升沿或下降沿較快則可將水平擴展10，使波形在水平方向上擴展10倍，則上升（或下降）時間：2.3） 相位差的測量A參考信號和一個待比較信號分別饋入“CH1”和“CH2”輸入插座。B根據(jù)信號頻率，將垂直方式置于“交替”或“斷續(xù)”C設置內觸發(fā)源至參考信號那個通道。D將CH1和CH2輸入耦合方式置“”，調節(jié)CH1、CH2移位旋鈕，使兩條掃描基線重合。E將CH1、CH2耦合方式開關置“AC”，調整有關控制件，使熒光屏顯示大小適中、便于觀察兩路信號，如附圖1-6所示。讀出兩波形水平方向差距格數(shù)D及信號周期所占格數(shù)T，則相位差：附圖1-5 上升時間的測量 附圖1-6 相位差的測量實驗二晶體管共射極單管放大器一、實驗目的1學會放大器靜態(tài)工作點的調試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。2掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及最大不失真輸出電壓的測試方法。 3熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設備的使用。二、實驗原理圖21為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用RB1和RB2組成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻RE，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點。當在放大器的輸入端加入輸入信號ui后，在放大器的輸出端便可得到一個與ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號u0，從而實現(xiàn)了電壓放大。圖21 共射極單管放大器實驗電路在圖21電路中，當流過偏置電阻RB1和RB2 的電流遠大于晶體管T 的基極電流IB時（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點可用下式估算 UCEUCCIC（RCRE）電壓放大倍數(shù) 輸入電阻RiRB1 / RB2 / rbe輸出電阻 RORC由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設計和制作晶體管放大電路時，離不開測量和調試技術。在設計前應測量所用元器件的參數(shù)，為電路設計提供必要的依據(jù)，在完成設計和裝配以后，還必須測量和調試放大器的靜態(tài)工作點和各項性能指標。一個優(yōu)質放大器，必定是理論設計與實驗調整相結合的產物。因此，除了學習放大器的理論知識和設計方法外，還必須掌握必要的測量和調試技術。放大器的測量和調試一般包括：放大器靜態(tài)工作點的測量與調試，消除干擾與自激振蕩及放大器各項動態(tài)參數(shù)的測量與調試等。1放大器靜態(tài)工作點的測量與調試1) 靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應在輸入信號ui0的情況下進行， 即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測量晶體管的集電極電流IC以及各電極對地的電位UB、UC和UE。一般實驗中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要測出UE，即可用算出IC（也可根據(jù)，由UC確定IC），同時也能算出UBEUBUE，UCEUCUE。為了減小誤差，提高測量精度，應選用內阻較高的直流電壓表。2) 靜態(tài)工作點的調試 放大器靜態(tài)工作點的調試是指對管子集電極電流IC（或UCE）的調整與測試。靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產生飽和失真，此時uO的負半周將被削底，如圖22(a)所示；如工作點偏低則易產生截止失真，即uO的正半周被縮頂（一般截止失真不如飽和失真明顯），如圖22(b)所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進行動態(tài)調試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓ui，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應調節(jié)靜態(tài)工作點的位置。 (a) (b)圖22 靜態(tài)工作點對uO波形失真的影響改變電路參數(shù)UCC、RC、RB（RB1、RB2）都會引起靜態(tài)工作點的變化，如圖23所示。但通常多采用調節(jié)偏置電阻RB2的方法來改變靜態(tài)工作點，如減小RB2，則可使靜態(tài)工作點提高等。圖23 電路參數(shù)對靜態(tài)工作點的影響最后還要說明的是，上面所說的工作點“偏高”或“偏低”不是絕對的，應該是相對信號的幅度而言，如輸入信號幅度很小，即使工作點較高或較低也不一定會出現(xiàn)失真。所以確切地說，產生波形失真是信號幅度與靜態(tài)工作點設置配合不當所致。如需滿足較大信號幅度的要求，靜態(tài)工作點最好盡量靠近交流負載線的中點。2放大器動態(tài)指標測試放大器動態(tài)指標包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓（動態(tài)范圍）和通頻帶等。1) 電壓放大倍數(shù)AV的測量調整放大器到合適的靜態(tài)工作點，然后加入輸入電壓ui，在輸出電壓uO不失真的情況下，用交流毫伏表測出ui和uo的有效值Ui和UO，則2) 輸入電阻Ri的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖24 電路在被測放大器的輸入端與信號源之間串入一已知電阻R，在放大器正常工作的情況下， 用交流毫伏表測出US和Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得 圖24 輸入、輸出電阻測量電路測量時應注意下列幾點: 由于電阻R兩端沒有電路公共接地點，所以測量R兩端電壓 UR時必須分別測出US和Ui，然后按URUSUi求出UR值。 電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產生較大的測量誤差，通常取R與Ri為同一數(shù)量級為好，本實驗可取R12K。3)輸出電阻R0的測量按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負載 RL的輸出電壓UO和接入負載后的輸出電壓UL，根據(jù) 即可求出 在測試中應注意，必須保持RL接入前后輸入信號的大小不變。4) 最大不失真輸出電壓UOPP的測量（最大動態(tài)范圍）如上所述，為了得到最大動態(tài)范圍，應將靜態(tài)工作點調在交流負載線的中點。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調節(jié)RW（改變靜態(tài)工作點），用示波器觀察uO，當輸出波形同時出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖25）時，說明靜態(tài)工作點已調在交流負載線的中點。然后反復調整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出UO（有效值），則動態(tài)范圍等于。或用示波器直接讀出UOPP來。圖 25 靜態(tài)工作點正常，輸入信號太大引起的失真 5) 放大器幅頻特性的測量放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)AU與輸入信號頻率f 之間的關系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖26所示，Aum為中頻電壓放大倍數(shù)，通常規(guī)定電壓放大倍數(shù)隨頻率變化下降到中頻放大倍數(shù)的倍，即0.707Aum所對應的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH，則通頻帶fBWfHfL放大器的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數(shù)AU。為此，可采用前述測AU的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應的電壓放大倍數(shù)，測量時應注意取點要恰當，在低頻段與高頻段應多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不得失真。6) 干擾和自激振蕩的消除參考實驗附錄 3DG 9011(NPN) 3CG 9012(PNP) 9013(NPN) 圖 26 幅頻特性曲線 圖27晶體三極管管腳排列三、實驗設備與器件112V直流電源 2函數(shù)信號發(fā)生器3雙蹤示波器 4交流毫伏表 5直流電壓表 6直流毫安表7頻率計 8萬用電表9晶體三極管3DG61(50100)或90111 （管腳排列如圖27所示） 10. 電阻器、電容器若干四、實驗內容實驗電路如圖21所示。各電子儀器可按實驗一中圖11所示方式連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起，同時信號源、交流毫伏表和示波器的引線應采用專用電纜線或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的外包金屬網應接在公共接地端上。1調試靜態(tài)工作點接通直流電源前，先將RW調至最大， 函數(shù)信號發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接通12V電源、調節(jié)RW，使IC2.0mA（即UE2.0V）， 用直流電壓表測量UB、UE、UC及用萬用電表測量RB2值。記入表21。表2-1 IC2mA測 量 值計 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA） 2測量電壓放大倍數(shù)在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號uS，調節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓Ui10mV，同時用示波器觀察放大器輸出電壓uO波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下述三種情況下的UO值，并用雙蹤示波器觀察uO和ui的相位關系，記入表22。表22 Ic2.0mA Ui mVRC（K）RL(K)Uo(V)AV觀察記錄一組uO和u1波形2.41.22.42.43觀察靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響置RC2.4K，RL，Ui適量，調節(jié)RW，用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，在uO不失真的條件下，測量數(shù)組IC和UO值，記入表23。表23RC2.4K RL UimVIC(mA)2.0UO(V)AV測量IC時，要先將信號源輸出旋鈕旋至零（即使Ui0）。4觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響置RC2.4K，RL2.4K， ui0，調節(jié)RW使IC2.0mA，測出UCE值，再逐步加大輸入信號，使輸出電壓u0 足夠大但不失真。 然后保持輸入信號不變，分別增大和減小RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出u0的波形，并測出失真情況下的IC和UCE值，記入表24中。每次測IC和UCE 值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至零。表24 RC2.4K RL UimVIC(mA)UCE(V)u0波形失真情況管子工作狀態(tài)2.05測量最大不失真輸出電壓置RC2.4K，RL2.4K，按照實驗原理2.4)中所述方法，同時調節(jié)輸入信號的幅度和電位器RW，用示波器和交流毫伏表測量UOPP及UO值，記入表25。 表25 RC2.4K RL2.4KIC(mA)Uim(mV)Uom(V)UOPP(V)*6測量輸入電阻和輸出電阻 置RC2.4K，RL2.4K，IC2.0mA。輸入f1KHz的正弦信號，在輸出電壓uo不失真的情況下，用交流毫伏表測出US，Ui和UL記入表2-6。保持US不變，斷開RL，測量輸出電壓Uo，記入表2-6。表2-6 Ic2mA Rc2.4K RL2.4KUS(mv)Ui(mv)Ri（K）UL（V）UO（V）R0（K）測量值計算值測量值計算值*7測量幅頻特性曲線取IC2.0mA，RC2.4K，RL2.4K。 保持輸入信號ui的幅度不變，改變信號源頻率f，逐點測出相應的輸出電壓UO，記入表27。 表27 Ui mV fl fo fn f（KHz）UO（V）AVUO/Ui 為了信號源頻率f取值合適，可先粗測一下，找出中頻范圍， 然后再仔細讀數(shù)。 說明：本實驗內容較多，其中6、7可作為選作內容。 五、實驗總結 1列表整理測量結果，并把實測的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計算值比較（取一組數(shù)據(jù)進行比較），分析產生誤差原因。 2總結RC，RL及靜態(tài)工作點對放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的影響。3討論靜態(tài)工作點變化對放大器輸出波形的影響。4分析討論在調試過程中出現(xiàn)的問題。實驗三射極跟隨器一、實驗目的1、 掌握射極跟隨器的特性及測試方法2、 進一步學習放大器各項參數(shù)測試方法二、實驗原理射極跟隨器的原理圖如圖31所示。 它是一個電壓串聯(lián)負反饋放大電路，它具有輸入電阻高，輸出電阻低，電壓放大倍數(shù)接近于1，輸出電壓能夠在較大范圍內跟隨輸入電壓作線性變化以及輸入、輸出信號同相等特點。圖31 射極跟隨器射極跟隨器的輸出取自發(fā)射極，故稱其為射極輸出器。1、輸入電阻Ri 圖31電路 Rirbe(1)RE 如考慮偏置電阻RB和負載RL的影響，則 RiRBrbe(1)(RERL) 由上式可知射極跟隨器的輸入電阻Ri比共射極單管放大器的輸入電阻RiRBrbe要高得多，但由于偏置電阻RB的分流作用，輸入電阻難以進一步提高。輸入電阻的測試方法同單管放大器，實驗線路如圖32所示。圖32 射極跟隨器實驗電路即只要測得A、B兩點的對地電位即可計算出Ri。2、輸出電阻RO 圖31電路如考慮信號源內阻RS，則 由上式可知射極跟隨器的輸出電阻R0比共射極單管放大器的輸出電阻RORC低得多。三極管的愈高，輸出電阻愈小。輸出電阻RO的測試方法亦同單管放大器，即先測出空載輸出電壓UO，再測接入負載RL后的輸出電壓UL，根據(jù) 即可求出 RO 3、電壓放大倍數(shù)圖31電路 1上式說明射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)小于近于1，且為正值。 這是深度電壓負反饋的結果。但它的射極電流仍比基流大(1)倍， 所以它具有一定的電流和功率放大作用。4、電壓跟隨范圍電壓跟隨范圍是指射極跟隨器輸出電壓uO跟隨輸入電壓ui作線性變化的區(qū)域。當ui超過一定范圍時，uO便不能跟隨ui作線性變化，即uO波形產生了失真。為了使輸出電壓uO正、負半周對稱，并充分利用電壓跟隨范圍，靜態(tài)工作點應選在交流負載線中點，測量時可直接用示波器讀取uO的峰峰值，即電壓跟隨范圍；或用交流毫伏表讀取uO的有效值，則電壓跟隨范圍U0PP2UO三、實驗設備與器件1、12V直流電源2、函數(shù)信號發(fā)生器3、雙蹤示波器 4、交流毫伏表5、直流電壓表 6、頻率計7、3DG121 (50100)或9013 電阻器、電容器若干。四、實驗內容按圖32組接電路 1、靜態(tài)工作點的調整接通12V直流電源，在B點加入f1KHz正弦信號ui，輸出端用示波器監(jiān)視輸出波形，反復調整RW及信號源的輸出幅度，使在示波器的屏幕上得到一個最大不失真輸出波形，然后置ui0，用直流電壓表測量晶體管各電極對地電位，將測得數(shù)據(jù)記入表31。 表31UE(V)UB(V)UC(V)IE（mA） 在下面整個測試過程中應保持RW值不變（即保持靜工作點IE不變）。 2、測量電壓放大倍數(shù)Av 接入負載RL1K，在B點加f1KHz正弦信號ui，調節(jié)輸入信號幅度，用示波器觀察輸出波形uo，在輸出最大不失真情況下，用交流毫伏表測Ui、UL值。記入表32。（求出，代人就可求出Av）表32Ui（V）UL（V）AV3、測量輸出電阻R0接上負載RL1K，在B點加f1KHz正弦信號ui，用示波器監(jiān)視輸出波形，測空載輸出電壓UO，有負載時輸出電壓UL，記入表33。表33U0（V）UL（V）RO(K)4、測量輸入電阻Ri在A點加f1KHz的正弦信號uS，用示波器監(jiān)視輸出波形，用交流毫伏表分別測出A、B點對地的電位US、Ui，記入表34。表34US（V）Ui（V）Ri(K)5、測試跟隨特性 接入負載RL1K，在B點加入f1KHz正弦信號ui，逐漸增大信號ui幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形直至輸出波形達最大不失真，測量對應的UL值，記入表35。表35Ui(V)UL(V)五、實驗報告1、 整理實驗數(shù)據(jù)，并畫出曲線ULf(Ui)及ULf(f)曲線。2、 分析射極跟隨器的性能和特點。實驗四差動放大器一、實驗目的1、加深對差動放大器性能及特點的理解2、學習差動放大器主要性能指標的測試方法二、實驗原理圖41是差動放大器的基本結構。 它由兩個元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。當開關K撥向左邊時，構成典型的差動放大器。調零電位器RP用來調節(jié)T1、T2管的靜態(tài)工作點，使得輸入信號Ui0時，雙端輸出電壓UO0。RE為兩管共用的發(fā)射極電阻， 它對差模信號無負反饋作用，因而不影響差模電壓放大倍數(shù)，但對共模信號有較強的負反饋作用，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。圖41 差動放大器實驗電路當開關K撥向右邊時，構成具有恒流源的差動放大器。 它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻RE，可以進一步提高差動放大器抑制共模信號的能力。1、靜態(tài)工作點的估算典型電路 （認為UB1UB20） 恒流源電路 2、差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)當差動放大器的射極電阻RE足夠大，或采用恒流源電路時，差模電壓放大倍數(shù)Ad由輸出端方式