模擬電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告

計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱：模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)姓名：鄧建國系：計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院專業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程年級(jí)：2009級(jí)學(xué)號(hào)：091154050指導(dǎo)教師：潘曉文職稱：副教授2010年12月14日實(shí)驗(yàn)工程列表序號(hào)實(shí)驗(yàn)工程名稱成績指導(dǎo)教師1晶體管共射極單管放大器潘曉文2負(fù)反應(yīng)放大器潘曉文3差動(dòng)放大器潘曉文4LC正弦波振蕩電路潘曉文5集成運(yùn)算放大器的根本應(yīng)用信號(hào)處理——有源濾波器潘曉文福建農(nóng)林大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院信息工程類實(shí)驗(yàn)報(bào)告系：計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院專業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程年級(jí)：2009級(jí)姓名：鄧建國學(xué)號(hào)：091154050實(shí)驗(yàn)課程：模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室號(hào)：_______實(shí)驗(yàn)設(shè)備號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2010.12.5指導(dǎo)教師簽字：成績：實(shí)驗(yàn)一晶體管共射極單管放大器1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笳莆辗糯笃黛o態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，學(xué)會(huì)分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。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。熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。2．實(shí)驗(yàn)原理晶體管系列元件分布圖：放大器靜態(tài)指標(biāo)的測試圖2-1共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖2-1為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖。它的偏置電路采用RB2和RB1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(diǎn)。當(dāng)在放大器的輸入端參加輸入信號(hào)Ui后，在放大器的輸出端便可得到一個(gè)與Ui相位相反，幅值被放大了的輸出信號(hào)U0，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。在圖2-1電路中，當(dāng)流過偏置電阻RB1和RB2的電流遠(yuǎn)大于晶體管T的基極電流IB時(shí)〔一般5~10倍〕，那么它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算，VCC為供電電源，此為+12V?！?-1〕〔2-2〕〔2-3〕電壓放大倍數(shù)〔2-4〕輸入電阻〔2-5〕輸出電阻〔2-6〕放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測量與調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)的測量測量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號(hào)Ui=0的情況下進(jìn)行，即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程適宜的數(shù)字萬用表，分別測量晶體管的集電極電流IC以及各電極對(duì)地的電位UB、UC和UE。一般實(shí)驗(yàn)中，為了防止斷開集電極，所以采用測量電壓，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(shí)也能算出。靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試是指對(duì)三極管集電極電流IC〔或UCE〕調(diào)整與測試。靜態(tài)工作點(diǎn)是否適宜，對(duì)放大器的性能和輸出波形都有很大的影響。如工作點(diǎn)偏高，放大器在參加交流信號(hào)以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)uO的負(fù)半周將被削底，如圖2-2〔a〕所示，如工作點(diǎn)偏低那么易產(chǎn)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2-2〔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(diǎn)以后還必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端參加一定的ui，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，那么應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。(a)飽和失真(b)截止失真圖2-2靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)U0波形失真的影響改變電路參數(shù)UCC，RC，RB〔RB1，RB2〕都會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化，如圖2-3所示，但通常多采用調(diào)節(jié)偏電阻RB2的方法來改變靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小RB2，那么可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。最后還要說明的是，上面所說的工作點(diǎn)“偏高”或“偏低”不是絕對(duì)的，應(yīng)該是相對(duì)信號(hào)的幅度而言，如信號(hào)幅度很小，即使工作點(diǎn)較高或較低也不一定會(huì)出現(xiàn)失真。所以確切的說，產(chǎn)生波形失真是信號(hào)幅度與靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置配合不當(dāng)所致。如須滿足較大信號(hào)的要求，靜態(tài)工作點(diǎn)最好盡量靠近交流負(fù)載線的中點(diǎn)。圖2-3電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測試放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測試包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓〔動(dòng)態(tài)范圍〕和通頻帶等。電壓放大倍數(shù)AV的測量調(diào)整放大器到適宜的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后參加輸入電壓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，那么AV=〔2-7〕輸入電阻Ri的測量為了測量放大器的輸入電阻，按圖2-4電路在被測放大器的輸入端與信號(hào)源之間串入一電阻R，在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測出US和Ui，那么根據(jù)輸入電阻的定義可得R===〔2-8〕測量時(shí)應(yīng)注意測量R兩端電壓UR時(shí)必須分別測出US和Ui，然后按UR=US-Ui求出UR值。電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產(chǎn)生較大的測量誤差，通常取R與Ri為同一數(shù)量級(jí)為好，本實(shí)驗(yàn)可取R=1～2KΩ。輸出電阻RO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(fù)載RL的輸出電壓UO和接入負(fù)載后輸出電壓UL，根據(jù)U=〔2-9〕即可求出RORO=〔〕R〔2-10〕在測試中應(yīng)注意，必須保持RL接入前后輸入信號(hào)的大小不變。圖2-4輸入、輸出電阻測量電路最大不失真輸出電壓UOPP的測量〔最大動(dòng)態(tài)范圍〕如上所述，為了得到最大動(dòng)態(tài)范圍，應(yīng)將靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號(hào)的幅度，并同時(shí)調(diào)節(jié)RW〔改變靜態(tài)工作點(diǎn)〕，用示波器觀察uo，當(dāng)輸出波形同時(shí)出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象〔如圖2-5〕時(shí)，說明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)。然后反復(fù)調(diào)整輸入信號(hào)，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時(shí)，用交流毫伏表測出UO〔有效值〕，那么動(dòng)態(tài)范圍等于2UO?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UOPP來。圖2-5靜態(tài)工作點(diǎn)正常，輸入信號(hào)太大引起的失真放大器頻率特性的測量放大器的頻率特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)AV與輸入信號(hào)頻率f之間的關(guān)系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖2-6所示：圖2-6幅頻特性曲線Avm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1/倍，即0.707Avm所對(duì)應(yīng)的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH，那么通頻帶〔2-11〕放大器的幅頻特性就是測量不同頻率信號(hào)時(shí)的電壓放大倍數(shù)AV。為此可采用前述測AV的方法，每改變一個(gè)信號(hào)頻率，測量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測量時(shí)要注意取點(diǎn)要恰當(dāng)，在低頻段與高頻段要多測幾點(diǎn)，在中頻可以少測幾點(diǎn)。此外，在改變頻率時(shí)，要保持輸入信號(hào)的幅度不變，且輸出波形不能失真。3．主要儀器設(shè)備〔實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器萬用表交流毫伏表信號(hào)發(fā)生器4．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄連線在實(shí)驗(yàn)箱的晶體管系列模塊中，按圖2-1所示連接電路：DTP5作為信號(hào)Ui的輸入端，DTP4〔電容的正級(jí)〕連接到DTP26〔三極管基極〕，DTP26連接到DTP57，DTP63連接到DTP64〔或任何GND〕，DTP26連接到DTP47〔或任何10K電阻〕，再由DTP48連接到100K電位器〔RW〕的“1”端，“2”端和“3”端相連連接到DTP31，DTP27〔三極管射極〕連接到DTP51，DTP27連接到DTP59〔或DTP60〕，DTP24連接到DTP32〔或DTP33〕，DTP25先不接開路，最后把電源局部的+12V連接到DTP31。注：后續(xù)實(shí)驗(yàn)電路的組成都是這樣按指導(dǎo)書提供的原理圖在實(shí)驗(yàn)箱相應(yīng)模塊中進(jìn)行連線，把分立元件組合在一起構(gòu)成實(shí)驗(yàn)電路，以后連接實(shí)驗(yàn)圖都是如此，不再如此詳細(xì)說明。測量靜態(tài)工作點(diǎn)靜態(tài)工作點(diǎn)測量條件：輸入接地即使Ui=0.在步驟1連線根底上，DTP5接地〔即Ui=0〕，翻開直流開關(guān)，調(diào)節(jié)RW，使IC=2.0mA〔即UE=2.4V〕，用萬用表測量UB、UE、UC、RB2值。記入表2-1。表2-1IC=2.0mA07.31k12.00測量電壓放大倍數(shù)調(diào)節(jié)一個(gè)頻率為1KHz、峰峰值為50mV的正弦波作為輸入信號(hào)Ui。斷開DTP5接地的線，把輸入信號(hào)連接到DTP5，同時(shí)用雙蹤示波器觀察放大器輸入電壓Ui〔DTP5處〕和輸出電壓Uo〔DTP25處〕的波形，在Uo波形不失真的條件下用毫伏表測量下述三種情況下(1.不變實(shí)驗(yàn)電路時(shí)；2.把DTP32和DTP33用連接線相連時(shí)；3.斷開DTP32和DTP33連接線，DTP25連接到DTP52時(shí))的Uo值〔DTP25處〕，并用雙蹤示波器觀察Uo和Ui的相位關(guān)系，記入表2-2。表2-2IC=2.0mAUi=17.7mV〔有效值〕RC〔KΩ〕RL〔KΩ〕U0〔V〕AV觀察記錄一組U0和Ui波形2.4∞849.71.2∞726.62.4525.4觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響在步驟3的RC=2.4KΩ，RL=∞連線條件下，調(diào)節(jié)一個(gè)頻率為1KHz、峰峰值為50mV的正弦波作為輸入信號(hào)Ui連到DTP5。調(diào)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的值，記入表2-3。測量IC時(shí)，要使Ui=0〔斷開輸入信號(hào)Ui，DTP5接地〕。表2-3RCΩRL=∞Ui=mV〔有效值〕IC(mA)2.000000U0(V)8120AV49.728.818.14.5觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響在步驟3的RC=2.4KΩRL=∞連線條件下，使ui=0，調(diào)節(jié)RW使IC=2.0mA〔參見本實(shí)驗(yàn)步驟2〕，測出UCE值。調(diào)節(jié)一個(gè)頻率為1KHz、峰峰值為50mV的正弦波作為輸入信號(hào)Ui連到DTP5，再逐步加大輸入信號(hào)，使輸出電壓Uo足夠大但不失真。然后保持輸入信號(hào)不變，分別增大和減小RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出Uo的波形，并測出失真情況下的IC和UCE值，記入表2-4中。每次測IC和UCE值時(shí)要使輸入信號(hào)為零〔即使ui=0〕。表2-4RC=2.4KΩRL=∞Ui=mVIC(mA)UCE(V)U0波形失真情況管子工作狀態(tài)5不失真放大8截止失真截止9飽和失真飽和測量最大不失真輸出電壓在步驟3的RC=2.4KΩRL=2.4KΩ連線條件下，同時(shí)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的幅度和電位器RW，用示波器和毫伏表測量UOPP及UO值，記入表2-5。表2-5RC=2.4KΩRL=2.4KΩIC(mA)Uim(mV)有效值Uom(V)有效值UOPP(V)峰峰值12.466實(shí)驗(yàn)二負(fù)反應(yīng)放大器1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笸ㄟ^實(shí)驗(yàn)了解串聯(lián)電壓負(fù)反應(yīng)對(duì)放大器性能的改善。了解負(fù)反應(yīng)放大器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的測試方法。掌握負(fù)反應(yīng)放大電路頻率特性的測量方法。2．實(shí)驗(yàn)原理晶體管系列模塊元件分布圖：圖5-1帶有電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)的兩級(jí)阻容耦合放大器圖5-1為帶有負(fù)反應(yīng)的兩極阻容耦合放大電路，在電路中通過Rf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RF1上形成反應(yīng)電壓Uf。根據(jù)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)從根本放大器輸出端取樣方式的不同，可知它屬于電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)。根本理論知識(shí)參考課本。電壓串聯(lián)負(fù)反應(yīng)對(duì)放大器性能的影響主要有以下幾點(diǎn)：負(fù)反應(yīng)使放大器的放大倍數(shù)降低，AVf的表達(dá)式為：AVf=〔5-1〕從式中可見，加上負(fù)反應(yīng)后，AVf比AV降低了〔1+AVFV〕倍，并且|1+AVFV|愈大，放大倍數(shù)降低愈多。深度反應(yīng)時(shí)，〔5-2〕反應(yīng)系數(shù)FV=〔5-3〕負(fù)反應(yīng)改變放大器的輸入電阻與輸出電阻負(fù)反應(yīng)對(duì)放大器輸入阻抗和輸出阻抗的影響比擬復(fù)雜。不同的反應(yīng)形式，對(duì)阻抗的影響不一樣。一般并聯(lián)負(fù)反應(yīng)能降低輸入阻抗；而串聯(lián)負(fù)反應(yīng)那么提高輸入阻抗，電壓負(fù)反應(yīng)使輸出阻抗降低；電流負(fù)反應(yīng)使輸出阻抗升高。輸入電阻Rif=〔1+AVFV〕Ri〔5-4〕輸出電阻Rof=〔5-5〕負(fù)反應(yīng)擴(kuò)展了放大器的通頻帶引入負(fù)反應(yīng)后，放大器的上限頻率與下限頻率的表達(dá)式分別為：〔5-6〕〔5-7〕〔5-8〕可見，引入負(fù)反應(yīng)后，fHf向高端擴(kuò)展了〔1+AVFV〕倍，fLf向低端擴(kuò)展了〔1+AVFV〕倍，使通頻帶加寬。負(fù)反應(yīng)提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。當(dāng)反應(yīng)深度一定時(shí)，有〔5-9〕可見引入負(fù)反應(yīng)后，放大器閉環(huán)放大倍數(shù)AVf的相對(duì)變化量比開環(huán)放大倍數(shù)的相對(duì)變化量減少了〔1+AVFV〕倍，即閉環(huán)增益的穩(wěn)定性提高了〔1+AVFV〕倍。3．主要儀器設(shè)備〔實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器萬用表交流毫伏表信號(hào)發(fā)生器4．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄按圖5-1正確連接線路，K先斷開即反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)〔Rf+Cf〕先不接入。測量靜態(tài)工作點(diǎn)翻開直流開關(guān)，使US=0，第一級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)已固定，可以直接測量。調(diào)節(jié)100K電位器使第二級(jí)的IC2=1.0mA〔即UE2=0.43V〕，用萬用表分別測量第一級(jí)、第二級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，記入表5-1。表5-1UB(V)UE(V)UC(V)IC(mA)第一級(jí)5111.903第二級(jí)246.901.00測試根本放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)測量根本放大電路的AV、Ri、R0及fH和fL值并將其值填入表5-2中，測量方法參考實(shí)驗(yàn)三，輸入信號(hào)頻率為1KHz，Ui的峰峰值為50mV。測試負(fù)反應(yīng)放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)在接入負(fù)反應(yīng)支路Rf=10K的情況下，測量負(fù)反應(yīng)放大器的Avf、Rif、Rof及fHf和fLf值并將其值填入表5-2中，輸入信號(hào)頻率為1KHz，Ui的峰峰值為50mV。表5-2數(shù)值KUS(mV)Ui(mV)U0(V)AVRi(KΩ)R0(KΩ)fH(KHz)fL(Hz)根本放大器〔K斷開〕RL=∞36.61225200250RL=10K36.5516210300負(fù)反應(yīng)放大器〔K閉合〕RL=∞36.53223320350RL=10K63.057.31.524.688320350觀察負(fù)反應(yīng)對(duì)非線性失真的改善先接成根本放大器〔K斷開〕，輸入f=1KHz的交流信號(hào)，使U0出現(xiàn)輕度非線性失真，然后參加負(fù)反應(yīng)Rf=10K〔K閉合〕并增大輸入信號(hào)，使U0波形到達(dá)根本放大器同樣的幅度，觀察波形的失真程度。實(shí)驗(yàn)三差動(dòng)放大器1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵蠹由罾斫獠顒?dòng)放大器的工作原理，電路特點(diǎn)和抑制零漂的方法。學(xué)習(xí)差動(dòng)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測試方法。學(xué)習(xí)差動(dòng)放大器的差模、共模放大倍數(shù)、共模抑制比的測量方法。2．實(shí)驗(yàn)原理差動(dòng)放大模塊元件分布圖：圖7-1恒流源差動(dòng)放大器圖7-1所示電路為具有恒流源的差動(dòng)放大器，其中晶體管T1、T2稱為差分對(duì)管，它與電阻RB1、RB2、RC1、RC2及電位器RW1共同組成差動(dòng)放大的根本電路。其中RB1=RB2，RC1=RC2，RW1為調(diào)零電位器，假設(shè)電路完全對(duì)稱，靜態(tài)時(shí)，RW1應(yīng)處為中點(diǎn)位置，假設(shè)電路不對(duì)稱，應(yīng)調(diào)節(jié)RW1，使U01、U02兩端靜態(tài)時(shí)的電位相等。晶體管T3、T4與電阻RE3、RE4、R和RW2共同組成鏡像恒流源電路，為差動(dòng)放大器提供恒定電流I0。要求T3、T4為差分對(duì)管。R1和R2為均衡電阻，且R1=R2，給差動(dòng)放大器提供對(duì)稱的差模輸入信號(hào)。由于電路參數(shù)完全對(duì)稱，當(dāng)外界溫度變化，或電源電壓波動(dòng)時(shí)，對(duì)電路的影響是一樣的，因此差動(dòng)放大器能有效的抑制零點(diǎn)漂移。差動(dòng)放大電路的輸入輸出方式如圖7-1所示電路，根據(jù)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的不同方式可以有四種連接方式。即：雙端輸入—雙端輸出將差模信號(hào)加在US1、US2兩端，輸出取自U01、U02兩端。雙端輸入—單端輸出將差模信號(hào)加在US1、US2兩端，輸出取自U01或U02到地的信號(hào)。單端輸入—雙端輸出將差模信號(hào)加在US1上，US2接地〔或US1接地而信號(hào)加在US2上〕，輸出取自U01、U02兩端。單端輸入—單端輸出將差模信號(hào)加在US1上，US2接地〔或US1接地而信號(hào)加在US2上〕，輸出取自U01或U02到地的信號(hào)。連接方式不同，電路的性能參數(shù)不同。2、靜態(tài)工作點(diǎn)的計(jì)算靜態(tài)時(shí)差動(dòng)放大器的輸入端不加信號(hào)，由恒流源電路得(7-1)I0為IR的鏡像電流。由電路可得(7-2)由上式可見I0主要由-VEE〔-12V〕及電阻R、RW2、RE4決定，與晶體管的特性參數(shù)無關(guān)。差動(dòng)放大器中的T1、T2參數(shù)對(duì)稱，那么IC1=IC2=I0/2(7-3)(7-4)(7-5)由此可見，差動(dòng)放大器的工作點(diǎn)，主要由鏡像恒流源I0決定。3、差動(dòng)放大器的重要指標(biāo)計(jì)算差模放大倍數(shù)AVd由分析可知，差動(dòng)放大器在單端輸入或雙端輸入，它們的差模電壓增益相同。但是，要根據(jù)雙端輸出和單端輸出分別計(jì)算。在此分析雙端輸入，單端輸入自己分析。設(shè)差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入端輸入兩個(gè)大小相等，極性相反的信號(hào)Vid=Vid1-Vid2。雙端輸入—雙端輸出時(shí)，差動(dòng)放大器的差模電壓增益為(7-6)式中。AVi為單管電壓增益。雙端輸入—單端輸出時(shí)，電壓增益為(7-7)式中。共模放大倍數(shù)AVC設(shè)差動(dòng)放大器的兩個(gè)輸入端同時(shí)加上兩個(gè)大小相等，極性相同的信號(hào)即Vic=Vi1=Vi2.單端輸出的差模電壓增益(7-8)式中為恒流源的交流等效電阻。即(7-9)(7-10)(7-11)由于一般為幾百千歐，所以那么共模電壓增益AVC〈1，在單端輸出時(shí)，共模信號(hào)得到了抑制。雙端輸出時(shí)，在電路完全對(duì)稱情況下，那么輸出電壓A0C1=VOC2，共模增益為(7-12)上式說明，雙單端輸出時(shí)，對(duì)零點(diǎn)漂移，電源波動(dòng)等干擾信號(hào)有很強(qiáng)的抑制能力。共模抑制比KCMR差動(dòng)放大電器性能的優(yōu)劣常用共模抑制比KCMR來衡量，即：或〔dB〕(7-13)單端輸出時(shí)，共模抑制比為：(7-14)雙端輸出時(shí)，共模抑制比為：(7-15)3．主要儀器設(shè)備〔實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器萬用表交流毫伏表信號(hào)發(fā)生器4．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄參考本實(shí)驗(yàn)所附差動(dòng)放大模塊元件分布圖，對(duì)照實(shí)驗(yàn)原理圖圖7-1所示正確連接原理圖：從FTP16連接到電位器RW2〔10K〕的一端，另一端接地，F(xiàn)TP12接到CTP52，F(xiàn)TP8接入CTP54，CTP53接地，F(xiàn)TP11連接FTP14，F(xiàn)TP1接+12V電源，F(xiàn)TP15接-12V電源，這樣實(shí)驗(yàn)電路連接完畢。調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)翻開直流開關(guān)，不加輸入信號(hào)，將輸入端US1、US2兩點(diǎn)對(duì)地短路，調(diào)節(jié)恒流源電路的RW2，使I0=1mA，即I0=2VRC1/RC1。再用萬用表直流檔分別測量差分對(duì)管T1、T2的集電極對(duì)地的電壓VC1、VC2，如果VC1≠VC2應(yīng)調(diào)整RW1使?jié)M足VC1=VC2。假設(shè)始終調(diào)節(jié)RW1與RW2無法滿足VC1=VC2，可適當(dāng)調(diào)電路參數(shù)如RC1或RC2〔對(duì)照差動(dòng)放大模塊元件分布圖，通過FTP1插孔與FTP2插孔或FTP3插孔并聯(lián)一適當(dāng)電阻，這樣來減小RC1或RC2來使電路對(duì)稱〕，使RC1與RC2不相等以滿足電路對(duì)稱，再調(diào)節(jié)RW1與RW2滿足VC1=VC2。然后分別測VC1、VC2、VB1、VB2、VE1、VE2的電壓，記入自制表中。測量差模放大倍數(shù)AVd將US2端接地，從US1端輸入Vid=50mV〔峰峰值〕、f=1KHz的差模信號(hào)，用毫伏表分別測出雙端輸出差模電壓Vod〔Uo1-Uo2〕和單端輸出電壓Vod1(Uo1)、Vod2(Uo2)且用示波器觀察他們的波形(Vod的波形觀察方法：用兩個(gè)探頭，分別測Vod1、Vod2的波形，微調(diào)檔相同，按下示波器Y2反相按鍵，在顯示方式中選擇疊加方式即可得到所測的差分波形)。并計(jì)算出差模雙端輸出的放大倍數(shù)Avd和單端輸出的差模放大倍數(shù)AVd1或Avd2。記入自制的表中。測量共模放大倍數(shù)AVC將輸入端US1、US2兩點(diǎn)連接在一起，R1與R2從電路中斷開，從US1端輸入10V〔峰峰值〕，f=1KHz的共模信號(hào)，用毫伏表分別測量T1、T2兩管集電極對(duì)地的共模輸出電壓UOC1和UOC2且用示波器觀察他們的波形，那么雙端輸出的共模電壓為UOC=UOC1-UOC2，并計(jì)算出單端輸出的共模放大倍數(shù)AVC1〔或AVC2〕和雙端輸出的共模放大倍數(shù)AVC。根據(jù)以上測量結(jié)果，分別計(jì)算雙端輸出，和單端輸出共模抑制比。即KCMR〔單〕和KCMR〔雙〕。有條件的話可以觀察溫漂現(xiàn)象，首先調(diào)零，使VC1=VC2〔方法同步驟2〕，然后用電吹風(fēng)吹T1、T2，觀察雙端及單端輸出電壓的變化現(xiàn)象。用一固定電阻RE=10KΩ代替恒流源電路，即將RE接在-VEE和RW1中間觸點(diǎn)插孔之間組成長尾式差動(dòng)放大電路，重復(fù)步驟3、4、5，并與恒流源電路相比擬。實(shí)驗(yàn)四LC正弦波振蕩器1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笳莆针娙萑c(diǎn)式LC正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)方法。研究電路參數(shù)對(duì)LC振蕩器起振條件及輸出波形的影響。2．實(shí)驗(yàn)原理晶體管系列模塊元件分布圖：圖9-1電容三點(diǎn)式振蕩電路電路組成及工作原理：圖9-1的交流通路中三極管三個(gè)電極分別與回路電容分壓的三個(gè)端點(diǎn)相連，故稱為電容三點(diǎn)式振蕩電路。不難分析電路滿足相位平衡條件。該電路的振蕩頻率為：〔9-1〕電容三點(diǎn)式振蕩電路的特點(diǎn)：電路振蕩頻率較高，回路C1和C2容值可以選得很小。電路頻率調(diào)節(jié)不方便而且調(diào)節(jié)范圍較窄。3．主要儀器設(shè)備〔實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器頻率計(jì)4．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)原理圖圖9-1虛線框局部電路在晶體管系列模塊中已經(jīng)連接好了，如下列圖所示連接好的插孔圖，DTP3為U0輸出插孔。按圖9-1正確連接電路圖。翻開直流開關(guān)，用示波器觀察振蕩輸出的波形U0，假設(shè)未起振調(diào)節(jié)R1使電路起振得到一個(gè)比擬好的正弦波波形。用公式9-1計(jì)算出理論頻率范圍。用示波器觀察波形，改變可調(diào)電容C4的值〔可調(diào)范圍為5-30P〕，估測出頻率范圍，記錄之。比擬一下理論值，并畫出對(duì)應(yīng)波形圖。波形圖：5.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理560PF560PF47PF5~30PF∴1.0045≤≤調(diào)時(shí)波形左右拉長或縮短實(shí)驗(yàn)五集成運(yùn)算放大器的根本應(yīng)用信號(hào)處理——有源濾波器1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵笫煜び眠\(yùn)放、電阻和電容組成有源低通濾波、高通濾波和帶通、帶阻濾波器及其特性。學(xué)會(huì)測量有源濾波器的幅頻特性。2．實(shí)驗(yàn)原理運(yùn)放系列模塊元件分布圖:低通濾波器低通濾波器是指低頻信號(hào)能通過而高頻信號(hào)不能通過的濾波器，用一級(jí)RC網(wǎng)絡(luò)組成的稱為一階RC有源低通濾波器，如圖13-1所示：圖13-1根本的有源低通濾波器為了改善濾波效果，在圖13-1(a)的根底上再加一級(jí)RC網(wǎng)絡(luò)，為了克服在截止頻率附近的通頻帶范圍內(nèi)幅度下降過多的缺點(diǎn)，通常采用將第一級(jí)電容C的接地端改接到輸出端的方式，如圖13-2所示，即為一個(gè)典型的二階有源低通濾波器。圖13-2二階低通濾波器這種有源濾波器的幅頻率特性為〔13-1〕式中：為二階低通濾波器的通帶增益；為截止頻率，它是二階低通濾波器通帶與阻帶的界限頻率。為品質(zhì)因數(shù)，它的大小影響低通濾波器在截止頻率處幅頻特性的形狀。注：式中S代表高通濾波器只要將低通濾波電路中起濾波作用的電阻、電容互換，即可變成有源高通濾波器，如圖13-3所示。其頻率響應(yīng)和低通濾波器是“鏡象”關(guān)系。圖13-3高通濾波器這種高通濾波器的幅頻特性為〔13-2〕式中，，的意義與前同。帶通濾波器這種濾波電路的作用是只允許在某一個(gè)通頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號(hào)都被阻斷。典型的帶通濾波器可以從二階低通濾波電路中將其中一級(jí)改成高通而成。如圖13-4所示，它的輸入輸出關(guān)系為〔13-3〕中心角頻率〔13-4〕頻帶寬〔13-5〕選擇性〔13-6〕圖13-4典型二階帶通濾波器這種電路的優(yōu)點(diǎn)是改變Rf和R1的比例就可改變頻帶寬而不影響中心頻率。帶阻濾波器如圖13-5所示，這種電路的性能和帶通濾波器相反，即在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號(hào)不能通過〔或受到很大衰減〕，而在其余頻率范圍，信號(hào)那么能順利通過。常用于抗干擾設(shè)備中。圖13-5二階帶阻濾波器這種電路的輸入、輸出關(guān)系為〔13-7〕式中：由式中可見，愈接近2，愈大，即起到阻斷范圍變窄的作用。3．主要儀器設(shè)備〔實(shí)驗(yàn)用的軟硬件環(huán)境〕雙蹤示波器頻率計(jì)交流毫伏表信號(hào)發(fā)生器4．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄二階低通濾波器實(shí)驗(yàn)電路如圖13-2正確連接電路圖，翻開直流開關(guān)，取Ui=1V〔峰峰值〕的正弦波，改變其頻率〔接近理論上的截止頻率338Hz附近改變〕，并維持Ui=1V〔峰峰值〕不變，用示波器監(jiān)視輸出波形，用頻率計(jì)測量輸入頻率，用毫伏表測量輸出電壓U0，記入表13-1。表13-1f(Hz)337U0(V)4輸入方波，調(diào)節(jié)頻率〔接近