电路与模拟电路实验指导书 .pdf

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1、实验一常用电子仪器的使用一、实验目的1、学习电子电路实验中常用的电子仪器示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。二、实验原理在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图 11所示。接线时应注意，为防止外界干扰

2、，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。图 11 模拟电子电路中常用电子仪器布局图1、示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点：1）、寻找扫描光迹将示波器 Y 轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度旋钮。触发方式开关置“自动”。适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（若示波器设有“寻迹

3、”按键，可按名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 42 页 -下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。）2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y 通道。4）、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被

4、测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形不在X 轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。5）、适当调节“扫描速率”开关及“Y 轴灵敏度”开关使屏幕上显示一二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“Y 轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时，应注意将“X 轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置。根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div 或 cm）与“Y 轴灵敏度”开关指示值（v/div）的乘积，即可算得信号幅

5、值的实测值。根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div 或cm）与“扫速”开关指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。2、函数信号发生器函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达 20VP P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。3、交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然名师资料总

6、结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 42 页 -后在测量中逐档减小量程。三、实验设备与器件 1、函数信号发生器 2、双踪示波器3、交流毫伏表四、实验内容 1、用机内校正信号对示波器进行自检。1)扫描基线调节将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（Y1或Y2），输入耦合方式开关置“GND”，触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”（）和“Y轴位移”()旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。2）测试“校正信号”波形的幅度、频率将示波器的“校正信号”通过专用电缆

7、线引入选定的Y通道（Y1或Y2），将 Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“Y1”或“Y2”。调节 X轴“扫描速率”开关（t/div）和Y轴“输入灵敏度”开关（V/div），使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。a.校准“校正信号”幅度将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“y轴灵敏度”开关置适当位置，读取校正信号幅度，记入表11。表11 标准值实测值幅度Up-p(V)频率f(KHz)上升沿时间S 下降沿时间S 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 42 页 -注：不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用

8、示波器将标准值填入表格中。b.校准“校正信号”频率将“扫速微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”开关置适当位置，读取校正信号周期，记入表 11。c 测量“校正信号”的上升时间和下降时间调节“y轴灵敏度”开关及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上，且上、下对称，便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在 X?轴方向扩展（必要时可以利用“扫速扩展”开关将波形再扩展 10倍），并同时调节触发电平旋钮，从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间，记入表 11。2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100K

9、Hz，有效值均为 1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置，?测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表12。表12 信号电压频率示波器测量值信号电压毫伏表读数（V）示波器测量值周期（ms）频率（Hz）峰峰值（V）有效值（V）100Hz 1KHz 10KHz 100KHz 3、测量两波形间相位差1)观察双踪显示波形“交替”与“断续”两种显示方式的特点Y1、Y2均不加输入信号，输入耦合方式置“GND”，扫速开关置扫速较低挡位（如0.5s div 挡）和扫速较高挡位（如 5S div 挡），把显示方式开关分别置名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-

10、第 4 页，共 42 页 -“交替”和“断续”位置，观察两条扫描基线的显示特点，记录之。2)用双踪显示测量两波形间相位差按图 12 连接实验电路，将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHz，幅值为 2V的正弦波，经 RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号ui和 uR，分别加到双踪示波器的Y1和 Y2输入端。为便于稳定波形，比较两波形相位差，应使内触发信号取自被设定作为测量基准的一路信号。图 1 2 两波形间相位差测量电路 把显示方式开关置“交替”挡位，将Y1和 Y2输入耦合方式开关置“”挡位，调节 Y1、Y2的（）移位旋钮，使两条扫描基线重合。将 Y1、Y2输入耦合方式开关置“AC”挡

11、位，调节触发电平、扫速开关及 Y1、Y2灵敏度开关位置，使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形ui及 uR，如图 13 所示。根据两波形在水平方向差距X，及信号周期 XT，则可求得两波形相位差。图 1 3 双踪示波器显示两相位不同的正弦波名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 42 页 -0T360(div)XX(div)式中：XT 一周期所占格数 X 两波形在 X轴方向差距格数记录两波形相位差于表13。表 13 一周期格数两波形X轴差距格数相位差实测值计算值XTX为数读和计算方便，可适当调节扫速开关及微调旋钮，使波形一周期占整数格。五、实验总结1、整理实验数据

12、，并进行分析。2、问题讨论1）如何操纵示波器有关旋钮，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形？2)用双踪显示波形，并要求比较相位时，为在显示屏上得到稳定波形，应怎样选择下列开关的位置？a)显示方式选择（Y1；Y2；Y1Y2；交替；断续）b)触发方式（常态；自动）c)触发源选择（内；外）d)内触发源选择（Y1、Y2、交替）3、函数信号发生器有哪几种输出波形？它的输出端能否短接，如用屏蔽线作为输出引线，则屏蔽层一端应该接在哪个接线柱上?4、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？它的表头指示值是被测信号的什么数值？它是否可以用来测量直流电压的大小？六、预习要求1、阅读实验附录中有关示波

13、器部分内容。2、已知 C0.01 f、R10K，计算图 12 RC移相网络的阻抗角。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 42 页 -实验二基尔霍夫定律的验证一、实验目的1.验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解。2.学会用电流插头、插座测量各支路电流。二、原理说明基尔霍夫定律是电路的基本定律。测量某电路的各支路电流及每个元件两端的电压，应能分别满足基尔霍夫电流定律（KCL）和电压定律（KVL）。即对电路中的任一个节点而言，应有 I0；对任何一个闭合回路而言，应有U0。运用上述定律时必须注意各支路电流或闭合回路的正方向，此方向可预先任意设定。三、实验设备同实

14、验四。四、实验内容实验线路与实验四图4-1 相同，用 DVCC-03 挂箱的“基尔霍夫定律/叠加原理”电路板。1.实验前先任意设定三条支路电流正方向。如图4-1 中的 I1、I2、I3的方向已设定。闭合回路的正方向可任意设定。2.分别将两路直流稳压源接入电路，令U16V，U212V。3.熟悉电流插头的结构，将电流插头的两端接至数字电流表的“、”两端。4.将电流插头分别插入三条支路的三个电流插座中，读出并记录电流值。5.用直流数字电压表分别测量两路电源及电阻元件上的电压值，记录之。被测量I1(mA)I2(mA)I3(mA)U1(V)U2(V)UF A(V)UAB(V)UAD(V)UCD(V)UD

15、E(V)计算值测量值相对误差五、实验注意事项1.同实验四的注意1，但需用到电流插座。2所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准。U1、U2也需测量，不应取电源本身的显示值。3.防止稳压电源两个输出端碰线短路。4.用指针式电压表或电流表测量电压或电流时，如果仪表指针反偏，则必须调换仪表极性，重新测量。此时指针正偏，但读得电压或电流值必须冠以负号。若用数显电压表或电流表测量，则可直接读出电压或电流值。但应注意：所读得的电压或电流值的正确正、负号应根据设定的电流参考方向来判断。六、预习思考题1.根据图 4-1 的电路参数，计算出待测的电流I1、I2、I3和各电阻上的电压值，记入表中，以便实验测

16、量时，可正确地选定电流表和电压表的量程。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 42 页 -2.实验中，若用指针式万用表直流毫安档测各支路电流，在什么情况下可能出现指针反偏，应如何处理？在记录数据时应注意什么？若用直流数字电流表进行测量时，则会有什么显示呢？七、实验报告1.根据实验数据，选定节点A，验证 KCL 的正确性。2.根据实验数据，选定实验电路中的任一个闭合回路，验证KVL 的正确性。3.将各支路电流和闭合回路的方向重新设定，重复1、2 两项验证。4.误差原因分析。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 42 页 -实验三RC选频网络特性测试

17、一、实验目的1.熟悉文氏电桥电路的结构特点及其应用。2.学会用交流电压表和示波器测定文氏桥电路的幅频特性和相频特性。二、原理说明文氏电桥电路是一个RC 的串、并联电路，如图16-1 所示。该电路结构简单，被广泛地用于低频振荡电路中作为选频环节，可以获得很高纯度的正弦波电压。1.用函数信号发生器的正弦输出信号作为图 16-1 的激励信号ui，并保持图 16-1 Ui值不变的情况下，改变输入信号的频率f，用交流电压表或示波器测出输出端相应于各个频率点下的输出电压Uo值，将这些数据画在以频率f 为横轴，Uo为纵轴的坐标纸上，一条光滑的曲线连接这些点，该曲线就是上述电路的幅频特性曲线。文氏桥路的一个特

18、点是其输出电压幅度不仅会随输入信号的频率而变，而且还会出现一个与输入电压同相位的最大值，如图16-2 所示。由电路分析得知，该网络的传递函数为)/1(31RCRCj当角频率RC10时，31ioUU，此时uo与ui同相。由图16-2 可见 RC 串并联电路具有带通特性。2.将上述电路的输入和输出分别接到双踪示波器的YA和 Y B两个输入端，改变输入正弦信号的频率，观测相应的输入和输图 16-3 出波形间的时延 及信号的周期T，则两波形间的相位差为T360oi（输出相位与输入相位之差）。将各个不同频率下的相位差画在以 f 为横轴，为纵轴的坐标纸上，用光滑的曲线将这些点连接起来，即是被测电路的相频特

19、性曲线，如图16-3 所示。由电路分析理论得知，当 0RC1，即 ff0RC21时，0，即uo与ui同相位。三、实验设备图 17-2 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 42 页 -序号名称型号与规格数量备注1 函数信号发生器1 2 双踪示波器1 自备3 交流电压表1 4 RC 选频网络实验板1 DVCC-03 四、实验内容1.测量 RC 串、并联电路的幅频特性。1）利用 DVCC-03 挂箱上“RC 串、并联选频网络”线路，组成图16-1 线路。取 R=1K，C=0.1 F；2）调节信号源输出电压为3V 的正弦信号，接入图16-1 的输入端；3）改变信号源的频率f（

20、由频率计读得），并保持 Ui=3V 不变，测量输出电压UO(可先测量=1/3 时的频率 f0，然后再在f0左右设置其它频率点测量。)4）取 R=200，C=2.2 F，重复上述测量。R=1K，C=0.1 Ff（HZ）U0（V）R=200,C=2.2 Ff（HZ）U0（V）2.测量 RC 串、并联电路的相频特性将图 16-1 的输入 Ui和输出 U0分别接至双踪示波器的YA和 YB两个输入端，改变输入正弦信号的频率，观测不同频率点时，相应的输入与输出波形间的时延及信号的周期T。两波形间的相位差为：360TioR=1K，C=0.1 Ff(Hz)T(ms)(ms)R=200，C=2.2 Ff(Hz)

21、T (ms)(ms)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 42 页 -五、实验注意事项由于信号源内阻的影响，输出幅度会随信号频率变化。因此，在调节输出频率时，应同时调节输出幅度，使实验电路的输入电压保持不变。六、预习思考题1.根据电路参数，分别估算文氏桥电路两组参数时的固有频率f0。2.推导 RC 串并联电路的幅频、相频特性的数学表达式。七、实验报告1.根据实验数据，绘制文氏桥电路的幅频特性和相频特性曲线。找出f0，并与理论计算值比较，分析误差原因。2.讨论实验结果。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 42 页 -实验四晶体管共射极单管放大

22、器一、实验目的1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、实验原理图 21 为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用 RB1和 RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号ui后，在放大器的输出端便可得到一个与 ui相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。图 21 共射极单管放大器实验电路在图 21 电路中，当流过偏置电阻RB1和 RB2的电流远

23、大于晶体管T 的基极电流 IB时（一般 510 倍），则它的静态工作点可用下式估算CCB2B1B1BURRRU UCEUCCIC（RCRE）CEBEBEIRUUI名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 42 页 -电压放大倍数beLCVrRRA/输入电阻RiRB1/RB2/rbe输出电阻 RORC由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，

24、除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。1、放大器静态工作点的测量与调试1)静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui0 的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和 UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或 UC，然后算出 IC的方法，例如，只要测出 UE，即可用EEECRUII算出 IC（也可根据CCCCCRUUI，

25、由 UC确定 IC），同时也能算出 UBEUBUE，UCEUCUE。为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。2)静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或 UCE）的调整与测试。静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO的负半周将被削底，如图 22(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即uO的正半周被缩顶（一名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 42 页 -般截止失真不如饱和失真明显），如图22(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选

26、定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压ui，检查输出电压uO的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。(a)(b)图 22 静态工作点对uO波形失真的影响改变电路参数 UCC、RC、RB（RB1、RB2）都会引起静态工作点的变化，如图23所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。图 23 电路参数对静态工作点的影响最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，产生波形失真是

27、信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 42 页 -2、放大器动态指标测试放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。1)电压放大倍数 AV的测量调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压ui，在输出电压uO不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和 uo的有效值 Ui和 UO，则i0VUUA2)输入电阻 Ri的测量为了测量放大器的输入电阻，按图 24 电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正

28、常工作的情况下，用交流毫伏表测出US和 Ui，则根据输入电阻的定义可得RUUURUUIURiSiRiiii图 24 输入、输出电阻测量电路测量时应注意下列几点:由于电阻 R两端没有电路公共接地点，所以测量 R两端电压 UR时必须分别测出 US和 Ui，然后按 URUSUi求出 UR值。电阻 R 的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与 Ri为同一数量级为好，本实验可取R 12K。3)输出电阻 R0的测量按图 2-4 电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载 RL的输出电压 UO和接入负载后的输出电压UL，根据名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，

29、共 42 页 -OLOLLURRRU即可求出LLOO1)RUU(R在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。4)最大不失真输出电压UOPP的测量（最大动态范围）如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节 RW（改变静态工作点），用示波器观察uO，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图25）时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出UO（有效值），则动态范围等于0U22。或用示波器直接读出UOPP来。图 2 5 静态工作点

30、正常，输入信号太大引起的失真5)放大器幅频特性的测量放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数AU与输入信号频率f 之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图26 所示，Aum为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的2/1倍，即 0.707Aum所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率 fH，则通频带fBWfHfL放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AU。为此，可采用前述测AU的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号

31、的幅度不变，且输出波形不得失真。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 42 页 -6)干扰和自激振荡的消除参考实验附录 3DG 9011(NPN)3CG 9012(PNP)9013(NPN)图 2 6 幅频特性曲线图 27 晶体三极管管脚排列三、实验设备与器件1、12V直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器 4、交流毫伏表 5、直流电压表 6、直流毫安表7、频率计 8、万用电表9、晶体三极管 3DG6 1(50100)或 90111（管脚排列如图 27 所示）电阻器、电容器若干四、实验内容实验电路如图 21 所示。各电子仪器可按实验一中图11 所示方式连接，为防止干

32、扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。1、调试静态工作点接通直流电源前，先将RW调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通12V电源、调节 RW，使 IC2.0mA（即 UE2.0V），用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表 21。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 42 页 -表 2-1 IC2mA 测量值计算值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA）2、测量电压放大倍数在放大器输入端加入频

33、率为1KHz的正弦信号 uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui10mV，同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值，并用双踪示波器观察 uO和 ui的相位关系，记入表22。表 22 Ic2.0mA Ui mV RC（K）RL(K)Uo(V)AV观察记录一组 uO和 u1波形2.4 1.2 2.4 2.4 3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置 RC2.4K，RL，Ui适量，调节 RW，用示波器监视输出电压波形，在uO不失真的条件下，测量数组IC和 UO值，记入表 23。表 23 RC2.4K RL UimV IC(mA)

34、2.0 UO(V)AV测量 IC时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使Ui0）。4、观察静态工作点对输出波形失真的影响置 RC2.4K，RL2.4K，ui0，调节 RW使 IC2.0mA，测出 UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的IC和 UCE值，记入表 24 中。每次测 IC和 UCE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 42 页 -表 24 RC2.4K RL UimV IC(mA)UCE(V)u0波形失真情况管子工作

35、状态2.0 5、测量最大不失真输出电压置 RC2.4K，RL2.4K，按照实验原理 2.4)中所述方法，同时调节输入信号的幅度和电位器RW，用示波器和交流毫伏表测量UOPP及 UO值，记入表25。表 25 RC2.4K RL2.4K IC(mA)Uim(mV)Uom(V)UOPP(V)*6、测量输入电阻和输出电阻（选做）置 RC2.4K，RL2.4K，IC2.0mA。输入 f 1KHz的正弦信号，在输出电压 uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出US，Ui和 UL记入表 2-6。保持 US不变，断开 RL，测量输出电压 Uo，记入表 2-6。表 2-6 Ic2mA Rc2.4K RL2.4KUS

36、(mv)Ui(mv)Ri（K）UL（V）UO（V）R0（K）测量值计算值测量值计算值*7、测量幅频特性曲线（选做）取 IC2.0mA，RC2.4K，RL2.4K。保持输入信号 ui的幅度不变，改变信号源频率 f，逐点测出相应的输出电压UO，记入表 27。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 42 页 -表 27 Ui mV fl fo fnf（KHz）UO（V）AVUO/Ui为了信号源频率 f 取值合适，可先粗测一下，找出中频范围，然后再仔细读数。五、实验总结1、列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进

37、行比较），分析产生误差原因。2、总结 RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。4、分析讨论在调试过程中出现的问题。六、预习要求1、阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：3DG6 的100，RB120K，RB260K，RC2.4K，RL2.4K。估算放大器的静态工作点，电压放大倍数AV，输入电阻 Ri和输出电阻 RO 2、阅读实验附录中有关放大器干扰和自激振荡消除内容。3、能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？为什么实验中要采用测UB、UE，再间接算出 UBE的方法？4、怎样测量 RB2阻值？

38、5、当调节偏置电阻 RB2，使放大器输出波形出现饱和或截止失真时，晶体管的管压降 UCE怎样变化？6、改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有否影响？改变外接电阻RL对输出电阻 RO有否影响？7、在测试 AV，Ri和 RO时怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般选1KHz，而不选 100KHz或更高？8、测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位（即各仪器的接地端不再连在一起），将会出现什么问题？名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 42 页 -注：附图 21 所示为共射极单管放大器与带有负反馈的两级放大器共用实验模块。如

39、将 K1、K2断开，则前级（）为典型电阻分压式单管放大器；如将K1、K2接通，则前级（）与后级（）接通，组成带有电压串联负反馈两级放大器。附图 21 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页，共 42 页 -实验五集成运算放大器的基本应用(I)模拟运算电路一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例

40、、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。理想运算放大器特性在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。开环电压增益Aud=输入阻抗ri=输出阻抗ro=0 带宽 fBW=失调与漂移均为零等。理想运放在线性应用时的两个重要特性：（1）输出电压 UO与输入电压之间满足关系式UOAud（U+U）由于 Aud=，而 UO为有限值，因此，U+U0。即 U+U，称为“虚短”。（2）由于 ri=，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIB0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运

41、放电路的计算。基本运算电路1)反相比例运算电路名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页，共 42 页 -电路如图 61 所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2R1/RF。图 61 反相比例运算电路图 62 反相加法运算电路2)反相加法电路电路如图 62 所示，输出电压与输入电压之间的关系为)URRURR(Ui22Fi11FO R3R1/R2/RF 3)同相比例运算电路图 83(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为i1FO)URR(1U R2R1/RF当 R1时，UOU

42、i，即得到如图 63(b)所示的电压跟随器。图中R2RF，用以减小漂移和起保护作用。一般RF取 10K，RF太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。(a)同相比例运算电路 (b)电压跟随器图 6-3 同相比例运算电路4)差动放大电路（减法器）i1FOURRU名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页，共 42 页 -对于图 6-4 所示的减法运算电路，当R1R2，R3RF时，有如下关系式)U(URRUi1i21FO图 64 减法运算电路图 6-5 积分运算电路 5)积分运算电路反相积分电路如图65 所示。在理想化条件下，输出电压uO等于式中uC(o)是 t 0 时刻电容 C两端的

43、电压值，即初始值。如果 ui(t)是幅值为 E的阶跃电压，并设uc(o)0，则即输出电压 uO(t)随时间增长而线性下降。显然RC的数值越大，达到给定的 UO值所需的时间就越长。积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。在进行积分运算之前，首先应对运放调零。为了便于调节，将图中K1闭合，即通过电阻 R2的负反馈作用帮助实现调零。但在完成调零后，应将K1打开，以免因 R2的接入造成积分误差。K2的设置一方面为积分电容放电提供通路，同时可实现积分电容初始电压uC(o)0，另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号ui后，只要 K2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开始进行积分运算。

44、三、实验设备与器件(o)udtuCR1(t)uCito1OtCRE-EdtCR1(t)u1to1O名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 24 页，共 42 页 -1、12V直流电源2、函数信号发生器3、交流毫伏表 4、直流电压表5、集成运算放大器 A7411 电阻器、电容器若干。四、实验内容实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。1、反相比例运算电路1)按图 61 连接实验电路，接通 12V电源，输入端对地短路，进行调零和消振。2)输入 f 100Hz，Ui0.5V 的正弦交流信号，测量相应的UO，并用示波器观察 uO和 ui的相位

45、关系，记入表8-1。表 6-1 Ui0.5V，f 100Hz Ui（V）U0（V）ui波形uO波形AV实测值计算值2、同相比例运算电路1)按图 63(a)连接实验电路。实验步骤同内容1，将结果记入表 62。2)将图 63(a)中的 R1断开，得图 83(b)电路重复内容 1)。表 62 Ui0.5V f 100Hz Ui（V）UO(V)ui波形uO波形AV实测值计算值3、反相加法运算电路1)按图 62 连接实验电路。调零和消振。2)输入信号采用直流信号，图 66 所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。用直流电压表测量输入电压U

46、i1、Ui2及输出电压 UO，记入表 63。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 25 页，共 42 页 -图 6 6 简易可调直流信号源表 6-3 Ui1(V)Ui2(V)UO(V)4、减法运算电路1)按图 64 连接实验电路。调零和消振。2)采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表 64。表 64 Ui1(V)Ui2(V)UO(V)5、积分运算电路实验电路如图 65 所示。1)打开 K2，闭合 K1，对运放输出进行调零。2)调零完成后，再打开K1，闭合 K2，使 uC(o)0。3)预先调好直流输入电压Ui0.5V，接入实验电路，再打开 K2，然后用直流电压表测量输出电压UO，

47、每隔 5 秒读一次 UO，记入表 8-5，直到 UO不继续明显增大为止。表 65 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 26 页，共 42 页 -t(s)0 5 10 15 20 25 30,U0(V)五、实验总结1、整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。2、将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。3、分析讨论实验中出现的现象和问题。六、预习要求1、复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理论值。2、在反相加法器中，如Ui1和 Ui2均采用直流信号，并选定Ui21V，当考虑到运算放大器的最大输出幅度(12V)时，Ui1的大小不应超

48、过多少伏？3、在积分电路中，如 R1100K，C4.7 F，求时间常数。假设 Ui0.5V，问要使输出电压UO达到 5V，需多长时间（设uC(o)0）？4、为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？实验八集成运算放大器的基本应用（）名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 27 页，共 42 页 -电压比较器一、实验目的1、掌握电压比较器的电路构成及特点2、学会测试比较器的方法二、实验原理电压比较器是集成运放非线性应用电路，它将一个模拟量电压信号和一个参考电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转

49、换等领域。图 81 所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，加在运放的同相输入端，输入电压 ui加在反相输入端。(a)电路图 (b)传输特性图 81 电压比较器当 uiUR时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ，即 uOUZ当 uiUR时，运放输出低电平，DZ正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降 UD，即 uoUD因此，以 UR为界，当输入电压ui变化时，输出端反映出两种状态。高电位和低电位。表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线，称为传输特性。图 81(b)为(a)图比较器的传输特性。常用的电压比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器

50、、双限比较器（又称窗口比较器）等。1、过零比较器名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 28 页，共 42 页 -电路如图 82 所示为加限幅电路的过零比较器，DZ为限幅稳压管。信号从运放的反相输入端输入，参考电压为零,从同相端输入。当Ui0 时，输出 UO-(UZ+UD)，当 Ui0 时，UO+(UZ+UD)。其电压传输特性如图82（b）所示。过零比较器结构简单，灵敏度高，但抗干扰能力差。(a)过零比较器 (b)电压传输特性图 82 过零比较器2、滞回比较器图 83 为具有滞回特性的过零比较器过零比较器在实际工作时，如果ui恰好在过零值附近，则由于零点漂移的存在，uO将不断由一个极