模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(自動(dòng)化)要點(diǎn)

1、圖1-1-3 -2014模擬電子技術(shù)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書電氣學(xué)院自動(dòng)化教研室2014年9月模電實(shí)驗(yàn)一單管交流放大器專業(yè)班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 成績(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .熟悉電子元器件和 TB型模擬電路實(shí)驗(yàn)儀。2 .學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法。3 .分析電路參數(shù)的變化對(duì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)及輸出波形的影響。4 .掌握放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻最大不失真輸出電壓的測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1. DF4328示波器1臺(tái)2. DF1731直流穩(wěn)壓電流1臺(tái)3. DF1027信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)4. DF1930毫伏表1臺(tái)5. MF-47萬(wàn)用表1臺(tái)6. TB型模擬電路實(shí)驗(yàn)儀器及號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)０?臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)

2、電路及原理1 .估算電流放大倍數(shù) 3晶體三極管的3值可以由輸出特性曲線上求出。 先通過(guò)Q點(diǎn)做橫軸垂直線，確定對(duì)應(yīng) Q點(diǎn)的Vce值，再?gòu)膱D中求出一定 Vce條件下的 Ib和相應(yīng)的 Ic,則Q點(diǎn)附近的交流電 流放大倍數(shù)為：3 = Ic/A Ib Vce=常數(shù)因此，只要在圖上測(cè)試出輸出特性曲線，即可估算出3值。2.實(shí)驗(yàn)電路：實(shí)驗(yàn)電路如圖1-1所示。它的偏置電路采用 Rb1和Rb2組成的分壓電路。在放大器的輸入端加上輸入信號(hào)Ui以后，在放大器的輸出端便可得到幅值被放大的相位相反的輸出信號(hào)Uo,從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。靜態(tài)工作點(diǎn):VCEQ=VC-I CQRCVC - VBEQICQBQ動(dòng)態(tài)參數(shù)：電壓放大倍數(shù)

3、Rb-5 -其中rbe =200 (1-) 26(mV)R； = Rc/RlRi = Rb，r beRo RI E(mA)輸入電阻輸出電阻放大器輸入電阻測(cè)試方法如下：當(dāng)開關(guān)K1斷開（R1接入）時(shí)，測(cè)得 Us和Ui,即可計(jì)算輸入電阻RiU , R1Us -Ui輸出電阻可用下式計(jì)算UoRo = (_ 1) RlUl其中Uo為Rl未接入時(shí)（即Rl=8時(shí)）的輸出電壓.Ul為接入負(fù)載電阻后的輸出電壓。由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不開測(cè) 量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測(cè)量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，在完成 設(shè)計(jì)和裝配以后，還必須測(cè)量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)

4、和各項(xiàng)性能指標(biāo)。一個(gè)優(yōu)質(zhì)放大 器，必定是理論設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識(shí)和設(shè)計(jì) 方法外，還必須掌握必要的測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測(cè)量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試，消除干擾與自激振 蕩及放大器各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量與調(diào)試等。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟按圖示連線在號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳线B接好電路，將Rb1的阻值調(diào)到最大，檢查連線無(wú)誤后接通電源。1 .靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)試f=1kHz,Ui=10mV ,正弦波，Rc=2 k?,調(diào)整Rb1為某一值（使輸出波形最大且不失真）， 測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)，填入表 2-1并計(jì)算出Ibq、Icq 。表1-1測(cè)量值計(jì)算值UBeq (V)UCeq (V)R

5、 (KQ)I bQ(A)I cq (mA2.放大倍數(shù)測(cè)試(1) 將信號(hào)發(fā)生器調(diào)到f=1kHz幅值為10mV,接到放大器的輸入端 Ui,用示波器 觀察Ui和Uo端的波形，并比較與輸入端的相位。(2) 輸入信號(hào)頻率不變，逐漸加大輸入信號(hào)的幅度，在Rl=8時(shí)，用示波器觀察Uo不失真時(shí)的最大值，并填表 3-2。表1-2觀察結(jié)果計(jì)算電壓放大倍數(shù)估算電壓放大倍數(shù)U (mVuo (V)AuAu3.觀察Rb、Rc、Rl對(duì)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)及輸出波形的影響。按表3-3要求，輸入信號(hào) Ui=10mV , f=1kHz,正弦波，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)和Uo波形。表1-3給定條件測(cè)量結(jié)果由測(cè)量值計(jì)算波形 失真V

6、CEQVbeqUo輸出波形 圖I CQI BQAuRb合適值Rc=2 k?Rl=°°變小變大Rc3.9k?Rb為合適值Rl=°°Rl2.2 k?Rb為合適值Rc=2 k?4.測(cè)量放大器的輸入輸出電阻(選做)圖1-3 輸入、輸出電阻測(cè)量電路(1) 輸入電阻的測(cè)量，在輸入端串接一個(gè)4.7K的電阻，如圖3-3,按第14頁(yè)輸入電阻的計(jì)算方法，即可計(jì)算出輸入的電阻Rio(2) 輸出電阻的測(cè)量，在輸出端接入負(fù)載電阻2.7K,在輸出Uo不失真的情況下測(cè)空載Uo與負(fù)載Ul的比值，按前面輸出電阻的計(jì)算方法，即可求輸出電阻Ro。五、注意事項(xiàng)1 .示波器亮度不宜太亮，以免熒光

7、屏老化；2 .儀器測(cè)試信號(hào)線應(yīng)接放大器輸入(或輸出端)，屏蔽線接地，勿接反。六、思考題1 .如何測(cè)量Rb1電阻的數(shù)值？不關(guān)閉電源或不斷開Rc電阻行嗎？為什么？2 .如何正確選擇放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，在調(diào)試中應(yīng)該注意什么?3 .放大電路中哪些元件是決定電路靜態(tài)工作的?4.下列各種輸出電壓波形是什么類型的失真？是什么原因造成的？如何解決?(a)(b)(c)七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 .整理測(cè)量數(shù)據(jù)列入表內(nèi)。2 .總結(jié)Rb和Rc變化對(duì)靜態(tài)工作、放大倍數(shù)及輸出波形的影響。3 .將電壓放大倍數(shù)的估算值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較并討論。4 .分析輸出波形失真的原因，并提出解決辦法。5 .回答思考題。模電實(shí)驗(yàn)二負(fù)反饋放大器-

8、# -專業(yè)班級(jí) 姓名學(xué)號(hào) 成績(jī)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .研究負(fù)反饋對(duì)放大器電壓放大倍數(shù)、電壓放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、通頻帶、輸入阻抗、輸入阻抗和非線形失真的影響。2 .鞏固掌握測(cè)試放大器性能的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1. .DF1731sB雙路直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)2. DF1027信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)3. DF1930毫伏表1臺(tái)4. DF4328二蹤示波器1臺(tái)5. MF-47型萬(wàn)用表1臺(tái)6. TB型模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)儀及號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)０?臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)電路及原理負(fù)反饋在電子電路中有著非常廣泛的應(yīng)用，雖然它使放大器的放大倍數(shù)降低，但能在多方面改善放大器的動(dòng)態(tài)指標(biāo)，如穩(wěn)定放大倍數(shù)，改變輸入、輸出電阻，減小非線性失真 和展寬通頻帶等。因此，

9、幾乎所有的實(shí)用放大器都帶有負(fù)反饋。負(fù)反饋放大器有四種組態(tài)，即電壓串聯(lián)，電壓并聯(lián)，電流串聯(lián)，電流并聯(lián)。本實(shí)驗(yàn)以電壓串聯(lián)負(fù)反饋為例，分析負(fù)反饋對(duì)放大器各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響。如圖所示。圖中T1,T2是C9011型晶體管，電阻Rf是從第二級(jí)T2的集電極接到第一級(jí) T1的發(fā)射極構(gòu)成負(fù)反 饋，在電路中通過(guò) R把輸出電壓uo引回到輸入端，加在晶體管 T1的發(fā)射極上，在發(fā)射極 電阻R1上形成反饋電壓ufo根據(jù)反饋的判斷法可知，它屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋。實(shí)驗(yàn)電路如圖若A接B,電路成為電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路。 負(fù)反饋放大器放大倍數(shù)的一般表達(dá)式為1 AvFv其中 Av= UO/U 基本放大器(無(wú)反饋)的電壓放大倍數(shù)，即開環(huán)電

10、壓放大倍數(shù)。1 +AvFv 反饋深度，它的大小決定了負(fù)反饋對(duì)放大器性能改善的程度。若Am弋表中頻開環(huán)放大倍數(shù)，且放大電路在高頻段和低頻段都只有一個(gè)RC環(huán)節(jié)起作用，則加負(fù)反饋后，放大電路的上限截止頻率和下限頻率分別為fHf=fH(1+AmF)fLf=fL(1+AmF)其中fH和fL分別是不加負(fù)反饋的上下限頻率。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟(1) Vcc=12V(2) 加信號(hào)電壓Ui=10mv, f=1kHz。調(diào)Rp1,Rp2使輸出波形剛好不失真。(3) 調(diào)Rf使輸出波形最大，(4) 測(cè)量電壓放大倍數(shù) Au。加信號(hào)電壓 Ui=10mv,f=1kHz,測(cè)量Uo算出Au=Uo/Ui(5) 測(cè)量輸入電阻Ri輸入端

11、串入一個(gè) Rs=100KQ的電位器，Us=20mV,調(diào)節(jié)Rs,測(cè)量Ui=10mV,則輸入電 阻 Ri=Rs測(cè)量輸出電阻 Ro使Ui=10mv, f=1kHz,接入Rl=4.7K ,測(cè)出Ul。則(6) Ro=(Uo/Ul-1)Rl(7) 測(cè)量上限頻率fH及下限頻率fL。送Ui=10mV , f=1kHz ,測(cè)出Uo,往低段(高段)調(diào)節(jié)頻率，使輸出電壓為 Uo X 0.707 讀出此頻率為fH (fL)。表2-1測(cè)量數(shù)據(jù)由測(cè)量數(shù)據(jù)考慮Rf (KQ)無(wú)UoUlfHfLUsUiRsAvRiRo反(mV)I (mV)(kHz)(kHz)(mV)(mv)(K Q)(K Q)(K Q)饋有UoUlfHfLU

12、sUiRsAvfRiRo反(mV)(mV)(kHz)(kHz)(mV)(mv)(K Q)(K Q)(K Q)饋五、注意事項(xiàng)1、 儀器正確接線，各旋鈕開關(guān)放在相關(guān)位置。2、 放大器輸入輸出端測(cè)試線應(yīng)盡可能短，以防外界干擾信號(hào)。六、思考題1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器的反饋措施穩(wěn)定了什么參數(shù)？ Auf 僅與電路中哪幾個(gè)元件有關(guān)？2 .若圖2-1實(shí)驗(yàn)電路要求開環(huán)增益Av/00。閉環(huán)Avf芝0,試確定反饋電阻 Rf。七、報(bào)告要求1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明電壓串聯(lián)負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響。2 利用深度負(fù)反饋的近似公式，估算電壓放大倍數(shù) Auf 。- 9 -模電實(shí)驗(yàn)三 比例、求和運(yùn)算放大器專業(yè)班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 成績(jī)一、

13、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .掌握運(yùn)算放大器組成比例求和電路的特點(diǎn)性能及輸出電壓于輸入電壓的函數(shù)關(guān)系2 .學(xué)會(huì)上述電路的測(cè)試和分析方法。二、儀器及設(shè)備1 . MF-47型萬(wàn)用表1臺(tái)2 . DF4328二蹤示波器1臺(tái)3 . TB型模擬電路試驗(yàn)儀器和號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)０?臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)電路及原理集成運(yùn)算放大器是具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的 線性或非線性元件組成輸入和負(fù)反饋電路時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟每個(gè)比例、求和運(yùn)算電路試驗(yàn)，都應(yīng)該進(jìn)行以下兩項(xiàng)：1 .按電路圖接好線后，確保正確無(wú)誤。將各輸入端接地，接通電源，用示波器觀察是否出現(xiàn)自激振蕩，則需要更換集成運(yùn)放電路。2 .調(diào)零

14、：各輸入端仍接地，調(diào)節(jié)零電位器，使輸出電壓為零（用數(shù)字電壓表 200mV檔測(cè)量，輸出電壓絕對(duì)不超過(guò)0.5mV）（一）反相比例放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖91所示圖3-1反相比例放大器預(yù)習(xí)要求：分析圖9-1反相比例放大器的主要特點(diǎn)（包括反饋類型），并粗略估算輸入電阻和輸出電阻。(1) 將5號(hào)試驗(yàn)?zāi)０迳习磮D 9 1 "反相比例放大器”連好線，并按上電源線，做表9-1中的內(nèi)容。(2) 將反相比例放大器的輸入端接DC信號(hào)源的輸出，將DC信號(hào)源的轉(zhuǎn)換開關(guān)置于合適位置，調(diào)節(jié)電位器，使 Vi分別為表91所列各值，分析測(cè)出 Vo的值，填在表9-1 中。實(shí)驗(yàn)步驟(做表91的內(nèi)容)1 .先將反相比例放大器輸入端接

15、地。調(diào)整調(diào)零電位器，使Vo=0。2 .將反相比例放大器的輸入端接DC信號(hào)源，調(diào)整DC信號(hào)源，使Vi滿足表中的是輸入電壓，測(cè)出 Vo填在表中。3 .將反相比例放大器的輸入端接信號(hào)發(fā)生器，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器頻率1kHz,幅值滿足表中的交流信號(hào)輸入條件，測(cè)出Vo填在表中。表3-1輸入直流信號(hào)輸入交流信號(hào)f=1kHz反相比例Vi(V)0.10.15-0.1-0.15V+(V)Ui(V)0.010.10.6V-(V)Uo(V)Vo(V)AufAuf=V o/Vi波形同相比例V+(V)Ui(V)0.010.10.6V-(V)Uo(V)Vo(V)AufAuf=V o/Vi波形(二)同相比例放大器 實(shí)驗(yàn)電路如圖9

16、-2所示。圖3-2同相比例放大器預(yù)習(xí)要求：(1)分析9-2同相比例放大器的主要特點(diǎn)(包括反饋類型)，求出表9-1中個(gè)理論估 算值，并定性說(shuō)明輸入電阻和輸出電阻的大小。（2）熟悉實(shí)驗(yàn)任務(wù)，自擬實(shí)驗(yàn)步驟，并做好實(shí)驗(yàn)記錄準(zhǔn)備工作。實(shí)驗(yàn)步驟將5號(hào)試驗(yàn)?zāi)０迳习磮D9- 2 “同相比例放大器”連好線，并按上電源線，參照“反相 比例放大器”的實(shí)驗(yàn)步驟，做表 9-1中的內(nèi)容。（三）電壓跟隨器（選做）實(shí)驗(yàn)電路如圖9-3預(yù)習(xí)要求：（1）分析圖9-3電路的特點(diǎn)，求出表 9-2中各理論估算值。（2）熟悉實(shí)驗(yàn)任務(wù)，自擬實(shí)驗(yàn)步驟，并做好記錄準(zhǔn)備工作。圖3-3電壓跟隨器實(shí)驗(yàn)步驟：在5號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳?，按圖 9-3和表9-2的要求

17、連接好導(dǎo)線和電源線，分別測(cè)出表9-2中個(gè)條件下的Vo值。表3-2Vi(mV)3010010003000測(cè)試條件Rs=10k?Rf=10k?Rl開路同 左同 左Rs=100k?Rf=100k?Rl開路Rs=10k?Rf=10k?RL=10k?同 左Rs=100k?Rf=10k?Rl開路Rs=10k?Rf=10k?Rl開路Vo理論估 算值實(shí)測(cè)值慶方（四）反相求和電路（選做） 實(shí)驗(yàn)電路如圖3-4所示。Rf 100K圖3-4反相求和電路預(yù)習(xí)要求：(1)分析圖9-4反相求和電路的特點(diǎn)，并估算理論值：(2)先將運(yùn)放調(diào)零，然后按照表 9-3內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并和理論計(jì)算值比較表3-3輸入 直流 信號(hào)Vi1(mV

18、)300-300輸入 交流 信號(hào)Ui(V)Vi2(mV)200-200Vo(V)實(shí)測(cè)值Uo(V)理論值五、注意事項(xiàng)測(cè)量選對(duì)萬(wàn)用表量程，避免萬(wàn)用表反打表指針。六、思考題1 .分析實(shí)驗(yàn)中所得的值，試回答下列問(wèn)題：(1)反相比例放大器和同相比例放大器的輸入電阻，輸出電阻各有什么特點(diǎn)？試用 深負(fù)反饋概念解釋之。(2)工作在線形范圍內(nèi)的集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流和電位差是否可視為零？為什 么？(3)比例反相求和電路與雙端輸入求和電路中集成運(yùn)放的工模輸入電壓，試說(shuō)明哪 個(gè)電路的運(yùn)算精度高？2 .做比例、求和等運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果不先調(diào)零。行么？為什么？3 .為了使運(yùn)放集成電路能正常工作，不至損壞，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該

19、注意什么問(wèn)題?七、報(bào)告要求1 .總結(jié)本實(shí)驗(yàn)中的各項(xiàng)運(yùn)算電路的特點(diǎn)及性能。2 .分析理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差的原因。-13 -模電實(shí)驗(yàn)四 RC正弦波振蕩器成績(jī)專業(yè)班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .學(xué)習(xí)雙T網(wǎng)絡(luò)RC振蕩器組成原理及振蕩條件。2 .學(xué)習(xí)振蕩電路的調(diào)整與測(cè)量振蕩頻率的方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器1. . DF4328二蹤示波器1臺(tái)2. MF-47萬(wàn)能表1臺(tái)3. TB型模擬電路儀和號(hào)實(shí)驗(yàn)摸板1臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)電路及原理RC正弦波振蕩器是沒有輸入信號(hào)的帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大器，若用 RC元件組成 選頻網(wǎng)絡(luò)，就稱為 RC振蕩器。RC選頻電路有多種形式，本實(shí)驗(yàn)采用的是雙 T網(wǎng)絡(luò)的RC 正弦波振蕩器。用“李沙育圖形”比較法測(cè)量頻率，它是用已知的標(biāo)準(zhǔn)頻率fM與被測(cè)的未知的頻率 f（均為正弦波）相比較而進(jìn)行測(cè)量。若將未知頻率的電壓Uo和已知頻率的電壓 UM分別送入示波器的Y軸和X軸輸入端，則被測(cè)頻率的數(shù)值，可由示波器熒光屏上所顯示出的圖形 性質(zhì)來(lái)確定，這種圖形稱為“李沙育圖形”。圖4-1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1 .圖4-1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩器在