1、河海大學(xué)文天學(xué)院電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書模擬電子技術(shù)王飛2014.2實(shí)驗(yàn)一 晶體管單管放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)習(xí)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路性能的影響。2學(xué)習(xí)放大電路電壓放大倍數(shù)及最大不失真輸出電壓的測(cè)量方法。3測(cè)量放大電路輸入、輸出電阻。4進(jìn)一步熟悉各種電子儀器的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理圖11為電阻分壓式靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定放大電路，它的偏置電路采用RB1 = RW1 + R3和RB2 = RW2 + R4組成的分壓電路，并在發(fā)射級(jí)中接有電阻RE = R6，用來(lái)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)在放大電路輸入端輸入信號(hào)Ui后，在放大電路輸出端便可得到與Ui相位相反、被放大了的輸出信號(hào)U0，實(shí)現(xiàn)了電壓

2、放大。R1和R2組成輸入信號(hào)的分壓電路，其目的是防止輸入信號(hào)過(guò)大，損壞三極管。圖11在電路中靜態(tài)工作點(diǎn)為： 動(dòng)態(tài)參數(shù)：電壓放大倍數(shù) 其中輸入電阻：若開關(guān)合上，即R7短接 輸出電阻： 放大電路輸入電阻測(cè)試方法：若輸入信號(hào)源US經(jīng)R1 = 5.1k與C1串聯(lián)后再接到三極管V1的基極，測(cè)得US和，即可計(jì)算出 輸出電阻可用下式計(jì)算：其中為RL未接入時(shí)（RL = ¥）U0之值，U0為接入RL時(shí)U0之值。1靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試 1）靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)是指在放大電路輸入端不加輸入信號(hào)Ui時(shí)，在電源電壓VCC作用下，三極管的基極電流IB，集電極電流IC以及集成極與發(fā)射極之間的電壓UCE

3、等。測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使放大電路輸入信號(hào)Ui = 0，即將信號(hào)源輸出旋鈕旋至零（通常需將放大電路輸入端與地短接）。然后測(cè)出IC，或測(cè)出RE兩端電壓，間接計(jì)算出IC來(lái)，IB = IC / b, UBE, UCE用數(shù)字式直流電壓表進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)試中應(yīng)注意：a) 測(cè)量電壓UBE、UCE時(shí)，為防止引入干擾，應(yīng)采用先測(cè)量B、C、E對(duì)地的電位后進(jìn)行計(jì)算，即： UBE = UB UE UCE = UC UE b) 為了測(cè)量IB、IC和IE，為了方便起見，一般先直接測(cè)量出UE后，再由計(jì)算得到： 總之，為了測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)只需用直流電壓表測(cè)出UC、UB、UE即可推算出。2）靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試：放大電路的基本任務(wù)是

4、在不失真的前提下，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，故設(shè)置放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的原則是：保證輸出波形不失真并使放大電路具有較高的電壓放大倍數(shù)。改變電路參數(shù)UCC、RC、RB都將引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化，通常以調(diào)節(jié)上偏置電阻取得一合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，如圖11中調(diào)節(jié)RW1。RB1減小將引起IC增加，使工作點(diǎn)偏高，放大電路容易產(chǎn)生飽和失真，如圖12a所示，U0負(fù)半周被削頂。當(dāng)RB1增加，則IC減小，使工作點(diǎn)偏低，放大電路容易產(chǎn)生截止失真，如圖12b所示。U0正半周被縮頂。適當(dāng)調(diào)節(jié)Rb1可得到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。圖122電壓放大倍數(shù)的測(cè)量測(cè)量電壓放大倍數(shù)的前提是放大電路輸出波形不應(yīng)失真，在測(cè)量時(shí)應(yīng)同時(shí)觀察輸出電壓波形。在U0

5、不失真條件下分別測(cè)量輸出電壓U0和輸入電壓Ui的值，則：。電壓放大倍數(shù)大小和靜態(tài)工作點(diǎn)位置有關(guān)，因此在測(cè)量前應(yīng)先調(diào)試好一定的靜態(tài)工作點(diǎn)。3最大不失真輸出電壓的測(cè)量為了在動(dòng)態(tài)時(shí)獲得最大不失真輸出電壓，靜態(tài)工作點(diǎn)應(yīng)盡可能選在交流負(fù)載線中點(diǎn)，因此在上述調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量加大Ui，同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)偏置電阻RB1（RW1），若加大Ui先出現(xiàn)飽和失真，說(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)太高，應(yīng)將RB1增大，使IC小下來(lái)，即靜態(tài)工作點(diǎn)低下來(lái)。若加大Ui時(shí)先出現(xiàn)截止失真，則說(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)太低，應(yīng)減小RB1使IC增大。直至當(dāng)Ui增大時(shí)截止失真和飽和失真幾乎同時(shí)出現(xiàn)，此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)即在交流負(fù)載線中點(diǎn)。這時(shí)，再慢慢減小Ui，

6、當(dāng)剛剛出現(xiàn)輸出電壓不失真時(shí)，此時(shí)的輸出電壓即為最大不失真輸出。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及所用組件箱名 稱數(shù) 量備 注 模擬（模數(shù)綜合）電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 1 數(shù)字式直流電壓、電流表 1 函數(shù)發(fā)生器及數(shù)字頻率計(jì) 1 電子管毫伏表1 雙蹤電子示波器1四、實(shí)驗(yàn)步驟 1用圖示儀測(cè)量所用管子的b值測(cè)量VCE = 6V, IC = 1mA和IC = 3mA時(shí)的b值。 b1 = 2靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)試：a) 將三極管V1的信號(hào)輸入端H與地短接（即用一短線將H端接地端連通）。用線短接電位器RW2和電阻R7。連接R6和C2的上面兩端。b) 調(diào)節(jié)RW1，使IC = 2mA，測(cè)UC、UB、UE值計(jì)入表11中。表11 b = 測(cè)量值計(jì)算值

7、IC (mA)UC (V)UB (V)UE (V)IC (mA)UCE (V)IB (V)3電壓放大倍數(shù)的測(cè)量a) 將H、K點(diǎn)用一短線接通，保持IC = 2mA，調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器，使其輸出正弦波信號(hào)，頻率為f = 1kHz，信號(hào)加在US和接地端之間，逐漸加大輸出信號(hào)幅度，使Ui = 5mV，（注意：Ui是H端對(duì)地的電壓），同時(shí)用示波器觀察輸出信號(hào)U0的波形，在U0不失真情況下，測(cè)量下述二種情況下的U0值。記入表12中（1）RC = 3.3k RL = ¥（2）RC = 3.3k RL = 2kW表12RC (kW)RL (kW)U0 (V)Ui波形U0波形AU圖形互相反相b) 用示波器

8、觀察Ui、U0間相位關(guān)系，描繪之。4靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響使RL = ¥，Ui = 5mV，用示波器監(jiān)視U0波形，在U0不失真的范圍內(nèi)，測(cè)出數(shù)組IC和U0值。記入表13。表13IC (mV)U0 (mV)AU5最大不失真輸出電壓的測(cè)量使RL = ¥，盡量加大Ui，同時(shí)調(diào)節(jié)RW1改變靜態(tài)工作點(diǎn)，使U0波形同時(shí)出現(xiàn)削頂失真和縮頂失真，再稍許減小Ui，使U0無(wú)明顯失真，測(cè)量此時(shí)的Uimax和Uomx及IC值。記入表14。表14IC (mA)Uimax (mV)Uomax (V)AU6靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路失真的影響取IC = 1.5mA，RL = ¥，調(diào)節(jié)Ui，使

9、之略小于Uimax，此時(shí)U0波形不失真，測(cè)量UCE和IC值，并繪出U0波形，調(diào)節(jié)RW1，使IC減小，觀察U0波形的變化，當(dāng)U0波形出現(xiàn)失真后，繪出U0波形，然后將函數(shù)發(fā)生器輸出信號(hào)幅度調(diào)節(jié)旋鈕至零，測(cè)量此時(shí)的UC、UCE。調(diào)節(jié)RW1，使IC增大，當(dāng)U0波形產(chǎn)生失真后，繪出U0波形，然后將信號(hào)源輸出旋鈕旋至零，測(cè)量此時(shí)UCE、IC值，將上述結(jié)果記入表15。表15IC (mA)UCE (V)U0波形屬何種失真7輸入電阻ri的測(cè)量最簡(jiǎn)單的辦法是采用如圖13所示的串聯(lián)電阻法，在放大電路與信號(hào)源之間串入一個(gè)已知阻值的電阻RS，通過(guò)測(cè)出US和Ui的電壓來(lái)求得ri 本實(shí)驗(yàn)中，用R1代替RS，斷開H、K間短線

10、其余同前面實(shí)驗(yàn)，函數(shù)發(fā)生器輸出信號(hào)電壓US加于US和接地端之間（見圖21）其余同前面實(shí)驗(yàn)。測(cè)得US、Ui'，記入表16，度計(jì)算出ri。圖13測(cè)試時(shí)注意US不應(yīng)取得太大，以免晶體管工作在非線性區(qū)。 表16 R1 = 5.1kW，RL = 2kWUi'US計(jì)算riU0¥U0L計(jì)算r08輸出電阻r0的測(cè)量測(cè)量輸出電阻時(shí)的電路如圖13b所示，測(cè)出放大電路輸出電壓在接入負(fù)載RL時(shí)的值U0和不接負(fù)載（RL = ¥）時(shí)的輸出電壓U0'的變化來(lái)求得輸出電阻。具體方法是將圖11又恢復(fù)原狀，即H、K再次短接起來(lái)，函數(shù)發(fā)生器輸出從US和地端輸入，且將放大電路輸入信號(hào)的頻率

11、調(diào)至1kHz，幅度保持恒定（Ui約5mV）的正弦電壓，用雙蹤示波器監(jiān)視輸入，輸出波形不失真的前提下，測(cè)得負(fù)載電阻RL接入和不接入二種情況下放大電路的輸出電壓U0和U0'從而求得輸出電阻 將測(cè)到的值記入表16，并計(jì)算出r0。實(shí)驗(yàn)二 晶體管多級(jí)放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握多級(jí)放大電路的電壓放大倍數(shù)的測(cè)量方法。2測(cè)量多級(jí)放大電路的頻率特性。3了解工作點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)電路如圖21所示。總的電壓放大倍數(shù)圖21本實(shí)驗(yàn)電路輸入端加入了一個(gè)的分壓器，其目的是為了使交流毫伏表可在同一量程下測(cè)US和U02，以減少因儀表不同量程帶來(lái)的附加誤差。電阻R1、R2應(yīng)選精密電阻，且R2<

12、< ri1。接入C7 = 6800pF是為了使放大電路的fh下降，便于用一般實(shí)驗(yàn)室儀器進(jìn)行測(cè)量。必須指出，當(dāng)改變信號(hào)源頻率時(shí)，其輸出電壓的大小略有變化，測(cè)放大電路幅頻特性時(shí)，應(yīng)予以注意。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及所用組件箱名 稱數(shù) 量備 注 模擬（模數(shù)綜合）電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 1 數(shù)字式直流電壓、電流表 1 函數(shù)發(fā)生器及數(shù)字頻率計(jì) 1 電子管毫伏表1 雙蹤示波器1四、實(shí)驗(yàn)步驟 1實(shí)驗(yàn)一中已測(cè)了三極管V1的b1的值，本實(shí)驗(yàn)中再測(cè)三極管V2和V3的b值，記入表21中。表21b1b2b32調(diào)節(jié)工作點(diǎn)（1）按圖31接線，圖中H、K用線接起來(lái)，RW2兩端用線短接，與R7并聯(lián)的小開關(guān)合上，連接R6和C2的上面兩端，

13、將V1的集電極與C4電容正極接通，就組成了圖31的兩級(jí)阻容耦合放大電路。（2）調(diào)節(jié)RW1和RW3，使IE1 » 1.3mA，IE3 = 4.9mA（通過(guò)測(cè)量R6、R12上電壓求得），將V1、V3的工作點(diǎn)記入表22。表22 工作點(diǎn)測(cè)試UB1(V)UE1(V)UC1(V)IC1(mA)UB3(V)UE3(V)UC3(V)IC3(mA)實(shí)驗(yàn)值表中：UB1、UE1、UC1分別代表三極管V1的基極對(duì)地電位，發(fā)射極對(duì)地及集電極對(duì)地電位。 UB3、UE3、UC3分別代表三極管V3的基極、發(fā)射極、集電極對(duì)地電位，IC1為V1的集電極電流；IC3的集電極電流。3測(cè)量放大倍數(shù)當(dāng)輸入信號(hào)Ui的頻率f =

14、1KHz，Ui的大小應(yīng)使輸出電壓不失真，RL = 2kW時(shí)，測(cè)試各級(jí)放大倍數(shù)。測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表23。但須注意，應(yīng)在示波器監(jiān)視輸出波形不失真條件下，才能讀取數(shù)據(jù)。表23 各級(jí)放大倍數(shù)測(cè)試（RL = 2kW）Ui(mV)U01(mV)U02(mV)Au1Au2Au總實(shí)驗(yàn)值計(jì)算值4測(cè)量幅頻特性保持US = 100mV的條件下，改變輸入信號(hào)的頻率，先找出本放大電路的fL和fh，然后測(cè)試多級(jí)放大電路的幅頻特性。測(cè)放大電路下限頻率fL和上限頻率fh的方法是：在測(cè)量放大倍數(shù)實(shí)驗(yàn)（3）中，已測(cè)出了中頻段的電壓放大倍數(shù)Au，和此時(shí)放大電路的輸出電壓U0 = U02的值。調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器輸出正弦波頻率，若先降低頻率

15、，且保持Ui大小不變，測(cè)U0的值，當(dāng)輸出電壓的值降到中頻段輸出電壓值的0.707倍時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率即為下限頻率。再將信號(hào)源的頻率升高，當(dāng)f升高到一定值，若輸出電壓值再度降到中頻段輸出電壓的0.707倍時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率即為上限頻率fh。 表24 頻率特性測(cè)試 fL = fh = f(Hz)100090060040020015550k60k70k80kV02(mV)Au注：用雙對(duì)數(shù)座標(biāo)紙畫出幅頻特性5末級(jí)動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試（RL = 2kW）用示波器觀察U02的波形，輸入信號(hào)頻率f = 1kHz，調(diào)節(jié)US從100mV逐漸增大，直到U02的波形在正或負(fù)峰值附近開始產(chǎn)生削波，這時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)RW3，直到在某

16、一個(gè)US下，U02的波形在正、負(fù)峰值附近同時(shí)開始削波，這表明V3的靜態(tài)工作點(diǎn)正好們于動(dòng)態(tài)（交流）負(fù)載線的中點(diǎn)。再緩慢減小US到U02無(wú)明顯失真將V3的工作點(diǎn)（UB2、UC2、UE2）以及U02PP記入表25中。表25 末級(jí)動(dòng)態(tài)范圍測(cè)試實(shí) 驗(yàn) 值 圖 解 法 實(shí)驗(yàn)三 多級(jí)放大負(fù)反饋電路、射級(jí)跟隨電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?驗(yàn)證負(fù)反饋對(duì)放大器性能（放大倍數(shù)，頻率特性，輸出阻抗等）的影響。2掌握射極跟隨器基本性能及應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理圖31 實(shí)驗(yàn)電路如圖31所示。（1）若H接K，RW2短接，K1合上，A'接D，F(xiàn)接地，電路就成為無(wú)射極跟隨無(wú)級(jí)間電壓負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大器，同前一實(shí)驗(yàn)電路。（2）若H接

17、K，RW2短接，K1斷開，F(xiàn)接G，A'接D，則電路成為無(wú)射極跟隨但有級(jí)間負(fù)反饋放大器。（3）H接K，RW2短接，K1合上，A'接B，CC'接通，E接D，F(xiàn)接地，電路成為有射極跟隨無(wú)級(jí)間電壓負(fù)反饋放大器。接入RL是為了測(cè)量放大器輸出電阻，其原理在實(shí)驗(yàn)一中已有。負(fù)反饋放大器的一般表示式為 A為開環(huán)放大倍數(shù)，Af為閉環(huán)放大倍數(shù)，F(xiàn)為反饋系數(shù)。若Am表示中頻開環(huán)放大倍數(shù)，且增益表達(dá)式只有一個(gè)主極點(diǎn)頻率，則加負(fù)反饋后 fhf = fh (1 +AmF) fLf = fL (1 + AmF)其中fhf、fLf為加負(fù)反饋后上、下限頻率。本實(shí)驗(yàn)中rif = ri (1 + AmF) r

18、of 其中rif、rof為加負(fù)反饋后的輸入、輸出電阻。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及所用組件箱。名 稱數(shù) 量備 注 模擬（模數(shù)綜合）電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 1 數(shù)字式直流電壓、電流表 1 函數(shù)發(fā)生器及數(shù)字頻率計(jì) 1 電子管毫伏表1 雙蹤示波器1四、實(shí)驗(yàn)步驟 1測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)UCC = +12V，A'接D，F(xiàn)接地，連接R6和C2的上面兩端，調(diào)節(jié)RW3、RW1，使UE1 = UE3 = 2.3V（即V1和V3的發(fā)射極對(duì)地電位），把工作點(diǎn)有關(guān)數(shù)值入記表31。表31計(jì) 算 值級(jí)bIE(mA)UE(V)UC(V)rbe(W)UE(V)UC(V)IE(V)第一級(jí)第三級(jí)2測(cè)無(wú)射跟無(wú)級(jí)間反饋的放大器的指標(biāo)（方法、步驟同實(shí)驗(yàn)三

19、）。加信號(hào)電壓US = 100mV, f = 1kHz，測(cè)量中頻電壓放大倍數(shù)Aom及r0，ri ，改變信號(hào)頻率，測(cè)量fh和fL，數(shù)據(jù)記入表32。測(cè)r0方法，保持US = 100mV不變，輸出端不接RL測(cè)一個(gè)輸出電壓U0'，輸出端接上負(fù)載電阻RL后再測(cè)一輸出電壓值U0 ，由式，算出輸出電阻值。表32AumfhfLr0ri計(jì)算值實(shí)驗(yàn)1700khz13hzU0'U0UsUi測(cè)輸入電阻ri的方法：斷開H、K之間連線，信號(hào)源仍從S端加入，f = 1kHz，測(cè)量出此時(shí)的US和Ui根據(jù)式算出ri的值。3測(cè)無(wú)射級(jí)跟隨有級(jí)間負(fù)反饋時(shí)的放大器指標(biāo)A'接D，F(xiàn)接G，K1斷開，連接R6和C2的

20、上面兩端，組成有級(jí)間負(fù)反饋的兩級(jí)放大電路，重復(fù)步驟2，數(shù)據(jù)記入表33。表33計(jì) 算 值實(shí) 驗(yàn) 值A(chǔ)ufAuf = fhffLfrofrofrif4測(cè)有射級(jí)跟隨無(wú)級(jí)間反饋的放大器指標(biāo)C、C'相連，A'接B，E接D，F(xiàn)接地，連接R6和C2的上面兩端，K1合上加信號(hào)電壓US = 50mV, f = 5kHz，測(cè)量其Aum及改變信號(hào)頻率測(cè)fh、fL數(shù)據(jù)記入表34。表34計(jì) 算 值實(shí) 驗(yàn) 值A(chǔ)uffhffLf五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1在雙對(duì)數(shù)座標(biāo)紙上，將上述幾項(xiàng)測(cè)試結(jié)果，分別繪制幅頻特性曲線（標(biāo)明多級(jí)放大器的反饋情況）。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，求出各種情況下放大器的輸出電阻。3由實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果說(shuō)明負(fù)反饋

21、對(duì)放大器性能有何影響？4射極跟隨器本身電壓放大倍數(shù)»1，加入后為何能提高總的放大倍數(shù)？六、預(yù)習(xí)思考 1復(fù)習(xí)教材中有關(guān)晶體管多級(jí)放大及負(fù)反饋部分的內(nèi)容。2在圖31中，已知UCC = 12V，IE1 = 1.3mA，IE2 = 4mA，IE3 = 4.9mA，根據(jù)實(shí)驗(yàn)三中實(shí)測(cè)的b1 = 、b2 = 、b3 = ，且b = b。分別計(jì)算實(shí)驗(yàn)原理中所述的（1）和（2）兩種電路的電壓放大倍數(shù)，上、下限頻率及輸出電阻。3定性比較（1）和（3）兩種電路的電壓放大倍數(shù)和上、下限頻率。實(shí)驗(yàn)四 差動(dòng)放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)習(xí)差動(dòng)放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量。2測(cè)定差動(dòng)放大電路在不同輸入和輸出連接方式下的差

22、模和共模電壓放大數(shù)。3了解差動(dòng)放大電路對(duì)共模信號(hào)和抑制作用。二、實(shí)驗(yàn)原理圖41將兩特性相同的基本放大電路按如圖51所示電路組合在一起便形成了差動(dòng)放大器。RW為調(diào)零電位器，信號(hào)從Ui1、Ui2兩端輸入，在V1、V2兩管集電極輸出U0，兩個(gè)電阻R3、R4為均壓電阻。將A13、A14接通，構(gòu)成典型的差動(dòng)放大器，調(diào)零電位器RW2可以彌補(bǔ)電路兩邊的不對(duì)稱，用來(lái)調(diào)節(jié)V1、V2兩管的初始工作狀態(tài)，使輸入信號(hào)Ui為零時(shí)，雙端電壓U0也為零。R12為兩管共用發(fā)射極電阻，對(duì)差模信號(hào)無(wú)負(fù)反饋?zhàn)饔茫挥绊懖钅ｋ妷悍糯蟊稊?shù)，但對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)饔茫磳?duì)共模信號(hào)有抑制作用。R12與負(fù)電源UEE配合，使兩管V1、V

23、2獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。將A13和V3的集電極接通，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大器。它用晶體管恒流源代替了發(fā)射極電阻R12，可進(jìn)一步提高差動(dòng)放大器的共模抑制能力。差動(dòng)放大器當(dāng)輸入差模信號(hào)時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)Ad的大小與輸出方式有關(guān)，而與輸入方式無(wú)關(guān)。1差動(dòng)輸入，雙端輸出輸入信號(hào)Ui從Ui1、Ui2兩端輸入，A13接A14，則，其差模放大倍數(shù)為： （41）Ad等于單管時(shí)的放大倍數(shù)。2單端輸入，雙端輸出Ui加在Ui1、Ui2兩端，Ui2接地，A13接A14，則電路為單端輸入，雙端輸出，其差模放大倍數(shù)同（41）式。3不管何種輸入方式，當(dāng)輸出為單端輸出時(shí)有關(guān)系式 （42）Ad等于單管放大倍數(shù)的12。4共模

24、抑制比Ui1、Ui2兩點(diǎn)相聯(lián)，共模信號(hào)加到Ui1與地之間，A13接A14，若為雙端輸出，則在理想情況下，AC = 0。若為單端輸出，則共模倍數(shù)，共模抑制比CMRR，欲使CMRR大，就要求Ad大，AC小；欲要AC小，就要求Re阻值大。當(dāng)圖51中A13接V3的集電極時(shí)，由于V3的恒流作用，等效的Re極大，顯然CMRR就很大。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及所用組件箱名 稱數(shù) 量備 注 模擬（模數(shù)綜合）電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 1 數(shù)字式直流電壓、電流表 1 函數(shù)發(fā)生器及數(shù)字頻率計(jì) 1 電子管毫伏表1 雙蹤示波器1四、實(shí)驗(yàn)步驟1典型差動(dòng)放大器（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量 a. 調(diào)節(jié)放大器零點(diǎn)A13接A14，Ui1、Ui2端相聯(lián)接地，

25、接通直流穩(wěn)壓電源，然后調(diào)節(jié)RW2電位器，使放大器雙端輸出電壓U0 = 0。b. 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量測(cè)量V1、V2管各電極電位及電阻R12兩端電壓UR12，記入表41。用數(shù)字式直流電壓表測(cè)量。表41 靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量測(cè)量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)UR12(V)計(jì)算值IC(mA)IB(mA)UCE(V)（2）電壓放大倍數(shù)的測(cè)量每次改接輸入方式后，需重新校正放大器零點(diǎn)，以求測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。a. 將函數(shù)發(fā)生器輸出的頻率為1kHz的正弦信號(hào)加在Ui1、Ui2兩點(diǎn)之間，用示波器監(jiān)視輸出波形，在輸出無(wú)明顯失真情況下，用電子管毫伏表測(cè)UC1、UC2、U0、UR12、U

26、i1、Ui2，并計(jì)算差動(dòng)輸入，雙端輸出時(shí)的放大倍數(shù)。表42典型差動(dòng)放大器雙端輸入單端輸入共模輸入U(xiǎn)i1(V)Ui2(V)UC1(V)UC2(V)U0(V)UR12(V)b. 將1kHz正弦波信號(hào)加在Ui1、Ui2兩點(diǎn)之間，且把Ui2端接地，此時(shí)電路為單端輸入，在輸出無(wú)明顯失真情況下，測(cè)量U0、UC1、UC2、UR12、Ui1、Ui2，并計(jì)算單端輸入、雙端輸出時(shí)的放大倍數(shù)，將以上數(shù)據(jù)記入表52中，并計(jì)算雙端輸入單端輸出以及單端輸入、單端輸出時(shí)的放大倍數(shù)。（3）比較相位示波器接外同步方式，觀察和比較UC1、UC2與Ui的相位。兩波形相位相差90度（4）測(cè)量CMRRUi1、Ui2兩點(diǎn)相聯(lián)，A13接A

27、14，在Ui1（Ui2）與地間加入1kHz、1V正弦交流電壓，測(cè)Ui1（Ui2）、UC1、UC2、U0、UR12將測(cè)昨數(shù)據(jù)記入表42中，并計(jì)算共模放大倍數(shù)AC1，也記入表中。2具有恒流源的差動(dòng)放大器A13接A15構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大器，輸入端Ui1、Ui2之間加入1kHz的正弦交流信號(hào)后，重復(fù)內(nèi)容（14）的要求，記入表43中。3測(cè)試差動(dòng)放大器的輸入輸出特性表43典型差動(dòng)放大器具有恒流源差動(dòng)放大器單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入 U UC1(V) Ad1 Ac1 CMRR在典型差動(dòng)放大器Ui1、Ui2兩端加入圖52所示的電壓Ui， 圖52按表44所定輸入信號(hào)電壓值，記錄對(duì)應(yīng)的U0值。表44U

28、i(V)0.10.20.30.50.60.7U0(V)Ui(V)-0.1-0.2-0.3-0.5-0.6-0.7U0(V)實(shí)驗(yàn)五 集成運(yùn)算放大的基本運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)試由集成運(yùn)算放大電路構(gòu)成的同相輸入比例運(yùn)算電路的電壓傳輸特性。 2了解集成運(yùn)算放大電路的三種輸入方式，了解用集成運(yùn)算放大電路構(gòu)成的加法、減法、積分等運(yùn)算電路。二、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大電路（簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放）是一種高增益的直流放大器，它有二個(gè)輸入端。根據(jù)輸入電路的不同，有同相輸入、反相輸入和差動(dòng)輸入三種方式。在實(shí)際運(yùn)用中都必須用外接負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)，用以實(shí)現(xiàn)各種模擬運(yùn)算。1同相輸入比例運(yùn)算電路及電壓傳輸特性。圖51為同相輸入比例

29、運(yùn)算電路，當(dāng)輸入端A加入信號(hào)電壓Ui，在理想條件下，其輸入輸出的關(guān)系為： 即輸入輸出成比例關(guān)系。但輸出信號(hào)的大小受放大電路的最大輸出幅度的限制，因此輸入輸出只在一定范圍內(nèi)是保持線性關(guān)系的。表征輸入輸出的關(guān)系曲線即 u0 = f (ui)稱為電壓傳輸特性，可用示波器加以觀察。2反相輸入法運(yùn)算電路圖52為反相輸入加法運(yùn)算電路，當(dāng)輸入端A、B同時(shí)加入ui1、ui2信號(hào)時(shí)，在理想條件下，其輸出電壓為 3差動(dòng)運(yùn)算電路 圖51 圖52圖53為差動(dòng)運(yùn)算電路，用它可實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算。當(dāng)輸入端A、B同時(shí)加入信號(hào)電壓ui1、ui2時(shí)，在理想條件下，且R1 = R2、R1 = R3，其輸出電壓為 4積分運(yùn)算電路圖54為

30、積分運(yùn)算電路，在理想條件下，且電容兩端的初始電壓為零，若輸入端A加一輸入信號(hào)ui，則輸出電壓為 圖53 圖54若ui為一幅值等于Ui的負(fù)階躍電壓，則 輸出電壓隨時(shí)間t線性增長(zhǎng)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及所選用組件箱名 稱數(shù) 量設(shè)備編號(hào) 模擬（模數(shù)綜合）電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱 1 電子管毫伏表1 雙蹤示波器1 函數(shù)發(fā)生器及數(shù)字頻率計(jì) 1 數(shù)字萬(wàn)用表1 運(yùn)算放大器 如LM324或mA7411實(shí)驗(yàn)采用的集成運(yùn)算放大器型號(hào)為L(zhǎng)M324。它是由四個(gè)獨(dú)立的高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算放大器組成，既可在雙電源下工作，也能在寬電壓范圍的單電源下工作。圖55是LM324塑料封裝十四腳的雙列直插組件的管腳布置圖，實(shí)驗(yàn)時(shí)可任意選用其中一

31、只。表51和52是LM324的（部份）極限參數(shù)和電參數(shù)。表51 LM324的極限參數(shù)參 數(shù)最大額定值單 位 電大電源電壓32或±16V 差動(dòng)輸入電壓32V 功耗（L塑料雙列直插式）570mW 工作溫度范圍070表52 LM324的電特性參數(shù)(U + 5V)最 小典 型最 大單 位 輸入共模電壓范圍0U+-1.5V 大信號(hào)電壓增益25100dB 輸出電壓擺幅0U+-1.5V 共模抑制比6570dB 輸出電流(流出)2040mA (吸收)1020mA 短路到地4060mA 圖55五、實(shí)驗(yàn)步驟 1電壓傳輸特性和同相比例運(yùn)算。按圖51連接電路。（1）交流（示波器）法將頻率為100Hz的音頻信

32、號(hào)作ui，接至輸入端A，由零逐漸增加，用示波器觀察輸出電壓u0的波形，記錄輸入電壓及最大不失真輸出電壓值，記入表53。再把ui接示波器的X軸輸入端，作為X軸掃描電壓u0接示波器Y1輸入端，使ui的幅度從零逐漸增加，觀察電壓傳輸特性，繪于表53附圖中。表53輸入信號(hào)ui，最大不失真輸出電壓u0電壓傳輸特性曲線(V)(V)有效值波 形有效值峰值波形U0 ui （2）直流法以圖56所組成的直流信號(hào)Ui作輸入，適當(dāng)改變Ui，測(cè)試相應(yīng)的U0值，記入表52中，并計(jì)算U0 / Ui（要求測(cè)得的U0值有大有小，有正有負(fù)）。表54Ui(V)U0(V) 圖56 圖572加法運(yùn)算按圖52線路完成加法運(yùn)算，信號(hào)按圖5

33、7接線，1與A端2與B端分別相接，適當(dāng)調(diào)節(jié)信號(hào)大小和極性，測(cè)出U0，記入表65。表55Ui1(V)Ui2(V)U0(V)注：（1）調(diào)節(jié)Ui1、Ui2時(shí)，相互有影響要反復(fù)調(diào)節(jié)。 （2）輸入信號(hào)大小要適當(dāng)掌握，避免進(jìn)入飽和區(qū)。3減法運(yùn)算按圖63線路完成減法運(yùn)算，要求同上。記入表56。表56Ui1(V)Ui2(V)U0(V)4積分運(yùn)算按圖54線路，完成積分運(yùn)算。操作開關(guān)K1 閉合，運(yùn)放輸入為0，電容短接，保證電容器上無(wú)電荷，U0 = 0。當(dāng)開關(guān)K0斷開，Ui輸入為一矩形波，用示波器觀察輸入輸出波形，測(cè)量并記錄Uo的頻率與幅度值，填入表57中。表57Ui波形Ui幅度值Uo波形Uo頻率Uo幅度值實(shí)驗(yàn)六

34、集成運(yùn)算放大的波形運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)用集成運(yùn)算放大器組成正弦波發(fā)生器、方波發(fā)生器及三角波發(fā)生器。二、實(shí)驗(yàn)原理 1RC橋式正弦波振蕩器（即文氏電橋振蕩器）圖61為由集成運(yùn)算放大器組成的RC橋正弦波振蕩器。其中RC串、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)組成正反饋支路，同時(shí)兼作選頻網(wǎng)絡(luò)。R1、RW、R2組成負(fù)反饋支路，作為穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。選頻網(wǎng)絡(luò)的RC串、RC并和負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)中的（R1 + W'）、（R2 + W"）正好形成電橋的四個(gè)臂，電橋的對(duì)角頂點(diǎn)接到運(yùn)算放大器的兩個(gè)輸入端，構(gòu)成了RC橋正弦波振蕩器。電路的振蕩頻率為 為了建立振蕩，要求電路滿足自激蕩條件。調(diào)節(jié)電位器RW可改變Af的大小，即改變輸出電壓U0

35、幅值大步。負(fù)反饋支路中接入與電阻R1并聯(lián)的二極管D1、D2可以實(shí)現(xiàn)振蕩幅度的自動(dòng)穩(wěn)定。 2方波發(fā)生器 方波發(fā)生器是一種產(chǎn)生方波或矩形的非正弦波發(fā)生器。如圖62所示，在遲滯比較器電路中，增加一條由RfCf積分電路組成的負(fù)反饋支路，構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的方波發(fā)生器。方波的頻率為 圖61 上式表明，方波的頻率與RfCf及R2R1有關(guān)，本實(shí)驗(yàn)采用電位器RW改變R2R1，對(duì)頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。電路輸出端引入的限流電阻RS和兩個(gè)背靠背的穩(wěn)壓管DZ1和DZ2組成雙向限幅電路。3三角波發(fā)生器如果把遲滯比較器和積分器首尾相接如圖63所示，組成正反饋電路，形成自激振蕩。比較器輸出方波，積分器輸出三角波。方波發(fā)生器由三角波觸發(fā)

36、，積分器對(duì)方波發(fā)生器的輸出積分，形成一閉環(huán)電路。圖63圖62電路的振蕩頻率為在Rf上串接一個(gè)電位器RW，調(diào)節(jié)RW則可以調(diào)節(jié)電路的振蕩頻率。三、實(shí)驗(yàn)及所選用組件箱名 稱數(shù) 量設(shè)備編號(hào) 模擬（模數(shù)綜合）電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱1 數(shù)字萬(wàn)用表1 雙蹤示波器1 運(yùn)算放大器 LM324或uA7411四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1正弦波發(fā)生器按圖61接好實(shí)驗(yàn)電路（1） 改變負(fù)反饋支路電位器RW阻值，使電路輸出正弦信號(hào)。觀察并描繪輸出波形。（2） 在輸出幅值最大且不失真的情況下，用示波器測(cè)量輸出信號(hào)的頻率f0、反饋電壓U()、U(+)及輸出電壓U0的幅值。記錄之。（3） 研究穩(wěn)幅二極管D1、D2的作用。D1、D2分別在接入和

37、斷開的情況下，調(diào)節(jié)電位器RW，在U0不失真的條件下，記下RW的可調(diào)范圍。進(jìn)行比較，分析D1、D2的作用。2方波發(fā)生器按圖62接好實(shí)驗(yàn)電路（1） 將電位器RW調(diào)至中心位置，觀察并描繪u0、uc波形，測(cè)量其幅值及頻率，測(cè)量R2、R1。記錄之。（2） 改變RW的位置，觀察u0、uc的波形、幅值及頻率的變化情況。分別記下R1R2和R2R1兩種情況下的u0、uc的波形、幅值及頻率。記錄之。（3）將RW恢復(fù)至中心位置，用一導(dǎo)線將兩穩(wěn)壓管之一短接，觀察u0的波形。并與（1）比較之。3三角波發(fā)生器按圖63接好電路（1） 將電位器RW調(diào)至中心位置，觀察并描繪u0、u0'波形，測(cè)量其幅值及頻率，測(cè)量RW值

38、。記錄之。（2） 改變RW位置，觀察u0、u0'波形、幅值及頻率的影響。實(shí)驗(yàn)七 集成穩(wěn)壓電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握單相半波及橋式整流的工作原理。2觀察幾種常用濾波器的效果。3掌握集成穩(wěn)壓電路的工作原理及技術(shù)性能的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理半導(dǎo)體二極管具有單相導(dǎo)電特性，通過(guò)整流電路，將單相交流電整流成單方向脈動(dòng)的直流電。假設(shè)整流二極管與變壓器均為理想元件，則在單相半波整流電路中，負(fù)載上的電壓平均值UL與變壓器副邊電壓的有效值U2的關(guān)系是UL = 0.45U2，單相全波整流電路中，則是UL = 0.9U2。在整流電路之后，通過(guò)電容、電感或電阻組成的濾波電路，將脈動(dòng)的直流電變成平滑的直流電。整流電路的主要性能指標(biāo)為輸出直流電壓UL和紋波系數(shù)g。電容濾波條件下UL = 1.2U2。紋波系數(shù)用來(lái)表征整流電路輸出電壓的脈動(dòng)程度，定義為輸出電壓中交流分量有效值（又稱紋波電壓）與輸出電壓平均值之比，即，g值愈小愈好。當(dāng)交流電源電壓或負(fù)載電流變化時(shí)，整流濾波電路所輸出的直流電壓，不能保持穩(wěn)定不變，為了獲得穩(wěn)定的直流輸出電壓，在整流濾波電路之后，還需增加穩(wěn)壓電路。直流穩(wěn)壓電源是由電源變壓器，整流濾波電路和穩(wěn)壓電路組成。本實(shí)驗(yàn)采用集成