模擬電子技術(shù)實驗指導(dǎo)書(自動化)要點

1、圖1-1-3 -2014模擬電子技術(shù)課內(nèi)實驗指導(dǎo)書電氣學院自動化教研室2014年9月模電實驗一單管交流放大器專業(yè)班級 姓名 學號 成績一、實驗?zāi)康? .熟悉電子元器件和 TB型模擬電路實驗儀。2 .學會放大器靜態(tài)工作點的調(diào)試方法。3 .分析電路參數(shù)的變化對放大器靜態(tài)工作點、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量方法。二、實驗儀器及設(shè)備1. DF4328示波器1臺2. DF1731直流穩(wěn)壓電流1臺3. DF1027信號發(fā)生器1臺4. DF1930毫伏表1臺5. MF-47萬用表1臺6. TB型模擬電路實驗儀器及號實驗?zāi)０?臺三、實驗

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Q點做橫軸垂直線，確定對應(yīng) Q點的Vce值，再從圖中求出一定 Vce條件下的 Ib和相應(yīng)的 Ic,則Q點附近的交流電 流放大倍數(shù)為：3 = Ic/A Ib Vce=常數(shù)因此，只要在圖上測試出輸出特性曲線，即可估算出3值。2.實驗電路：實驗電路如圖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Uo,從而實現(xiàn)了電壓放大。靜態(tài)工作點:VCEQ=VC-I CQRCVC - VBEQICQBQ動態(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試方法如下：當開關(guān)K1斷開（R1接入）時，測得 Us和Ui,即可計算輸入電阻RiU , R1Us -Ui輸出電阻可用下式計算UoRo = (_ 1) RlUl其中Uo為Rl未接入時（即Rl=8時）的輸出電壓.Ul為接入負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)計和制作晶體管放大電路時，離不開測 量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計前應(yīng)測量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計提供必要的依據(jù)，在完成 設(shè)計和裝配以后，還必須測量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點

4、和各項性能指標。一個優(yōu)質(zhì)放大 器，必定是理論設(shè)計與實驗調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學習放大器的理論知識和設(shè)計 方法外，還必須掌握必要的測量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點的測量與調(diào)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(diào)試等。四、實驗內(nèi)容和步驟按圖示連線在號實驗?zāi)０迳线B接好電路，將Rb1的阻值調(diào)到最大，檢查連線無誤后接通電源。1 .靜態(tài)工作點測試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）， 測量靜態(tài)工作點，填入表 2-1并計算出Ibq、Icq 。表1-1測量值計算值UBeq (V)UCeq (V)R

5、 (KQ)I bQ(A)I cq (mA2.放大倍數(shù)測試(1) 將信號發(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) 輸入信號頻率不變，逐漸加大輸入信號的幅度，在Rl=8時，用示波器觀察Uo不失真時的最大值，并填表 3-2。表1-2觀察結(jié)果計算電壓放大倍數(shù)估算電壓放大倍數(shù)U (mVuo (V)AuAu3.觀察Rb、Rc、Rl對放大電路靜態(tài)工作點、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 Ui=10mV , f=1kHz,正弦波，記錄測量數(shù)據(jù)和Uo波形。表1-3給定條件測量結(jié)果由測量值計算波形 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.測量放大器的輸入輸出電阻(選做)圖1-3 輸入、輸出電阻測量電路(1) 輸入電阻的測量，在輸入端串接一個4.7K的電阻，如圖3-3,按第14頁輸入電阻的計算方法，即可計算出輸入的電阻Rio(2) 輸出電阻的測量，在輸出端接入負載電阻2.7K,在輸出Uo不失真的情況下測空載Uo與負載Ul的比值，按前面輸出電阻的計算方法，即可求輸出電阻Ro。五、注意事項1 .示波器亮度不宜太亮，以免熒光

7、屏老化；2 .儀器測試信號線應(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，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、實驗報告要求1 .整理測量數(shù)據(jù)列入表內(nèi)。2 .總結(jié)Rb和Rc變化對靜態(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)的估算值與實測值進行比較并討論。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。模電實驗二負反饋放大器-

8、# -專業(yè)班級 姓名學號 成績一、實驗?zāi)康? .研究負反饋對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 .鞏固掌握測試放大器性能的方法。二、實驗儀器1. .DF1731sB雙路直流穩(wěn)壓電源1臺2. DF1027信號發(fā)生器1臺3. DF1930毫伏表1臺4. DF4328二蹤示波器1臺5. MF-47型萬用表1臺6. TB型模擬電子技術(shù)實驗儀及號實驗?zāi)０?臺三、實驗電路及原理負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態(tài)指標，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、幾乎所有的實用放大器都帶有負反饋。負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)。本實驗以電壓串聯(lián)負反饋為例，分析負反饋對放大器各項性能指標的影響。如圖所示。圖中T1,T2是C9011型晶體管，電阻Rf是從第二級T2的集電極接到第一級 T1的發(fā)射極構(gòu)成負反 饋，在電路中通過 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)負反饋。實驗電路如圖若A接B,電路成為電壓串聯(lián)負反饋電路。 負反饋放大器放大倍數(shù)的一般表達式為1 AvFv其中 Av= UO/U 基本放大器(無反饋)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，它的大小決定了負反饋對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RC環(huán)節(jié)起作用，則加負反饋后，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分別是不加負反饋的上下限頻率。四、實驗內(nèi)容和步驟(1) Vcc=12V(2) 加信號電壓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) 測量電壓放大倍數(shù) Au。加信號電壓 Ui=10mv,f=1kHz,測量Uo算出Au=Uo/Ui(5) 測量輸入電阻Ri輸入端

11、串入一個 Rs=100KQ的電位器，Us=20mV,調(diào)節(jié)Rs,測量Ui=10mV,則輸入電 阻 Ri=Rs測量輸出電阻 Ro使Ui=10mv, f=1kHz,接入Rl=4.7K ,測出Ul。則(6) Ro=(Uo/Ul-1)Rl(7) 測量上限頻率fH及下限頻率fL。送Ui=10mV , f=1kHz ,測出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測量數(shù)據(jù)由測量數(shù)據(jù)考慮Rf (KQ)無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試線應(yīng)盡可能短，以防外界干擾信號。六、思考題1 電壓串聯(lián)負反饋放大器的反饋措施穩(wěn)定了什么參數(shù)？ Auf 僅與電路中哪幾個元件有關(guān)？2 .若圖2-1實驗電路要求開環(huán)增益Av/00。閉環(huán)Avf芝0,試確定反饋電阻 Rf。七、報告要求1 根據(jù)實驗結(jié)果說明電壓串聯(lián)負反饋對放大電路的影響。2 利用深度負反饋的近似公式，估算電壓放大倍數(shù) Auf 。- 9 -模電實驗三 比例、求和運算放大器專業(yè)班級 姓名 學號 成績一、

13、實驗?zāi)康? .掌握運算放大器組成比例求和電路的特點性能及輸出電壓于輸入電壓的函數(shù)關(guān)系2 .學會上述電路的測試和分析方法。二、儀器及設(shè)備1 . MF-47型萬用表1臺2 . DF4328二蹤示波器1臺3 . TB型模擬電路試驗儀器和號實驗?zāi)０?臺三、實驗電路及原理集成運算放大器是具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級放大電路。當外部接入不同的 線性或非線性元件組成輸入和負反饋電路時，可以實現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。四、實驗內(nèi)容及步驟每個比例、求和運算電路試驗，都應(yīng)該進行以下兩項：1 .按電路圖接好線后，確保正確無誤。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檔測量，輸出電壓絕對不超過0.5mV）（一）反相比例放大器實驗電路如圖91所示圖3-1反相比例放大器預(yù)習要求：分析圖9-1反相比例放大器的主要特點（包括反饋類型），并粗略估算輸入電阻和輸出電阻。(1) 將5號試驗?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信號源的輸出，將DC信號源的轉(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，分析測出 Vo的值，填在表9-1 中。實驗步驟(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信號源，調(diào)整DC信號源，使Vi滿足表中的是輸入電壓，測出 Vo填在表中。3 .將反相比例放大器的輸入端接信號發(fā)生器，調(diào)整信號發(fā)生器頻率1kHz,幅值滿足表中的交流信號輸入條件，測出Vo填在表中。表3-1輸入直流信號輸入交流信號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 實驗電路如圖9

16、-2所示。圖3-2同相比例放大器預(yù)習要求：(1)分析9-2同相比例放大器的主要特點(包括反饋類型)，求出表9-1中個理論估 算值，并定性說明輸入電阻和輸出電阻的大小。（2）熟悉實驗任務(wù)，自擬實驗步驟，并做好實驗記錄準備工作。實驗步驟將5號試驗?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”的實驗步驟，做表 9-1中的內(nèi)容。（三）電壓跟隨器（選做）實驗電路如圖9-3預(yù)習要求：（1）分析圖9-3電路的特點，求出表 9-2中各理論估算值。（2）熟悉實驗任務(wù)，自擬實驗步驟，并做好記錄準備工作。圖3-3電壓跟隨器實驗步驟：在5號實驗?zāi)０迳希磮D 9-3和表9-2的要求

17、連接好導(dǎo)線和電源線，分別測出表9-2中個條件下的Vo值。表3-2Vi(mV)3010010003000測試條件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 算值實測值慶方（四）反相求和電路（選做） 實驗電路如圖3-4所示。Rf 100K圖3-4反相求和電路預(yù)習要求：(1)分析圖9-4反相求和電路的特點，并估算理論值：(2)先將運放調(diào)零，然后按照表 9-3內(nèi)容進行實驗，并和理論計算值比較表3-3輸入 直流 信號Vi1(mV

18、)300-300輸入 交流 信號Ui(V)Vi2(mV)200-200Vo(V)實測值Uo(V)理論值五、注意事項測量選對萬用表量程，避免萬用表反打表指針。六、思考題1 .分析實驗中所得的值，試回答下列問題：(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？試用 深負反饋概念解釋之。(2)工作在線形范圍內(nèi)的集成運放兩個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放的工模輸入電壓，試說明哪 個電路的運算精度高？2 .做比例、求和等運算電路實驗時，如果不先調(diào)零。行么？為什么？3 .為了使運放集成電路能正常工作，不至損壞，實驗中應(yīng)該

19、注意什么問題?七、報告要求1 .總結(jié)本實驗中的各項運算電路的特點及性能。2 .分析理論計算與實驗結(jié)果出現(xiàn)誤差的原因。-13 -模電實驗四 RC正弦波振蕩器成績專業(yè)班級 姓名 學號一、實驗?zāi)康? .學習雙T網(wǎng)絡(luò)RC振蕩器組成原理及振蕩條件。2 .學習振蕩電路的調(diào)整與測量振蕩頻率的方法。二、實驗儀器1. . DF4328二蹤示波器1臺2. MF-47萬能表1臺3. TB型模擬電路儀和號實驗摸板1臺三、實驗電路及原理RC正弦波振蕩器是沒有輸入信號的帶選頻網(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，本實驗采用的是雙 T網(wǎng)絡(luò)的RC 正弦波振蕩器。用“李沙育圖形”比較法測量頻率，它是用已知的標準頻率fM與被測的未知的頻率 f（均為正弦波）相比較而進行測量。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)來確定，這種圖形稱為“李沙育圖形”。圖4-1四、實驗內(nèi)容和步驟1 .圖4-1RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩器在