模拟电路技术基础实验.docx

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1、模拟电路技术基础实验讲义一、 实验目的1、 熟悉电子元器件，练习检测三极管的方法。2、 掌握放大器静态工作点的测试方法和其对放大器性能的影响。3、 学习测量放大电路Q点及交流参数Av，Ri，R。的方法。4、 学习放大器的动态性能，观察信号输出波形的变化。二、 实验仪器1、 双宗示波器2、 信号发生器3、 数字万用表三、 预习要求1、 能正确使用示波器、信号发生器及数字万用表。2、 熟练三极管特性测试及单管放大电路工作原理。3、 比较三种组态的基本性能的相同点和不同点。四、 实验内容、 实验电路 (a) (c)（） 用万用表判断三极管的极性及好坏，估测三极管的值。（） 分别先后按图（a）接好电路

2、，调Rb到最大位置。（） 仔细检查后，送出，观察有无异常现象。、 静态调整调整Rp使Ve2.2V计算并测量填表表一实测实测计算BE(V)VCE(V)Rb (KZ)IB(Ua)Ic(mA)、 动态研究（） 将信号调到f=1KHz 幅值为3mV 接Vi观察Vi和V。端波形，并比较相位，测出相位差。（） 信号源频率不变，逐渐加大幅度，观察V。不失真时的最大值并填表。表二放大倍数测量计算数据表实测实测计算结果Vi(mV)V。(V)AvAv(3)保持Vi=5mv不变，放大器接负载RL，改变RL数值的情况下测量，并将计算值填表给定参数实测实测计算估算RiRLVi(mv)V。(v)AvAvK5.1K2K2.

3、2K5.1K5.1K5.1K2.2K（4）保持Vi=5mv不变，增大和减小Rp。观察V。波形变化。测量并填入表4。Rp值VbVcVeV。的波形最大合适最小注意：若失真观察不明显，可以调节Vi幅值重新观察。4。放大器输入、输出电阻（） 输入电阻测量在输入端串接一个.1K电阻。如图测量Vs与Vi 。计算ri（） 输出电阻测量在输出端接入可调电阻作为负载。如图选择合适的Rl值，使放大器输出不失真。测量有负载和空载时的r。，即可计算r0将上述测量及计算结果填入表中表测输入电阻Rs=5.1K测输出电阻实测测算估算实测测算估算Vs(mv)Vi(mv)ririv。RL=v。RL=r。(k)r。(k)、 将电

4、路换为图b、图c。分别重复上述实验。作记录。、 根据图a、图b、图c、的测算结果填表电路图a图b图cAvrir。五、 实验报告、 对每一测试结果及数据表进行分析，得出基本结论，与估算值进行比较，分析误差及其原理。、 讨论三种组态的放大电路各自的特点。 影响放大倍数的因数 影响r。ri的因数 三种组态的比较、 写出实验过程中的体会。实验二负反馈放大电路一、 实验目的、 研究负反馈对放大器性能的影响。、 掌握负反馈放大器性能的测试方法。二、 实验仪器、 双踪示波器、 音频信号发生器、 数字万用表三、 预习要求、 认真阅读实验内容要求，估计待测量的变化趋势。、 计算图电路中设三极管的为120，电路开

5、环和闭环电压放大倍数。四、 实验内容、 负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试。(1) 开环电路 图一 按图接线，RF先不接入。 输入端接入Vi=1mv 、fkH的正弦（若信号太强，可以衰减）调整线路和参数使输出不失真并且无振荡。 按表一要求进行测量并填表一。 根据实测计算开环放大倍数和输出电阻。(2) 闭环电路 接通RF，按（一）的要求调整电路 按表一要求进行测量并填表，计算Avf 根据实测结果，比较Avf 与F的差别。Avf与Av的差别。表一RL(K)Vi(mv)V。(mv)Av(Avf)开环11.5K1闭环11.5K1、 负反馈对失真的改善作用的研究(1) 将图一电路开环，逐步加大Vi的幅

6、度，使输出信号刚好出现失真。记录失真波形幅度及输入信号幅度。(2) 将电路闭环，观察输出情况，适当增加Vi幅度，使输出幅度接近开环时失真波形幅度，记录此时的输入波形。与开环情况比较并得出结论。(3) 若RF=3K不变，但RF接入V1的基极，会出现什么情况，用实验测试，观察。(4) 画出并记录上述各步实验的波形图并做比较。、 测量放大器的频率特性(1) 将图一电路先开环，选择Vi适当幅度（f=1K时不失真）使输出信号在示波器上有满幅正弦波。(2) 保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70%，此时信号频率即为放大器fH。(3) 保持输入信号幅度不变，逐步减小频率，直到波形减小为原

7、来的70%,此时的频率为放大器的fL。(4) 将电路闭环，重复步。测试结果填入表二fH(Hz)fL(Hz)开环闭环五、 实验报告、 将实验数据处理，并与理论比较，分析误差的原因。、 根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。实验三差动放大电路一、 实验目的、 熟悉差动放大器工作原理、 掌握差动放大器的基本测试方法二、 实验仪器、 双踪示波器、 数字万用表、 信号源（低频）三、 预习要求、 计算图的静态工作点（设rbeK =100）及电路放大倍数。四、 实验内容及步骤电路信号源、 测量静态工作点(1) 调零将输入端短路并接地，接通直流电源，调节电位器Rp1，使双端输出电压V。=0。(2) 测量静态

8、工作点测量V1 V2 V3各极对地电压填入表一中对地电压Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3测量值(V)、测量差模电压放大倍数在输入端加入直流电压信号Vid=0.1v按表二要求测量并记录，电测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。注意先调好DC信号的out和out2。使其分别为+0.1v和-0.1v，再接入Vi1和Vi2。、 测量共模电压放大倍数将输入端b1, b2短接，接到信号源的输入端，信号源另一端接地，DC信号分先后接out1和out2，分别测量并填入表二中，由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。进一步算出共模抑制比CMRR=|Ad/Ac| 表二 测量及计 算值

9、输入信号差模输入共模输入共模抑制比测量值计算值测量值计算值CMRRVc1(v)Vc2(v)Vc3(v)Ad1Ad1Ad1Vc3(v)Vc3(v)Vc3(v)Ac1Ac2Ac3Vi1=0.1vVi2=-0.1v、 在实验上组成单端输入的差放电路进行下列实验(1) 在图中将b2接地，组成单端输入差动放大器，从b1端输入直流信号Vi=0.1v，测量单端及双端输出，填表三，记录电压值。计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。测量值输入计算值信号输出电压值放大倍数AvVc1Vc2Vc1Vc2直流+0.1v直流-0.1v正弦信号(50mv,1KH)

10、(2) 从b1端加入正弦交流信号Vi=0.05v，f=1000Hz分别测量，记录单端及双端输出电压，填入表三中，并计算单端及双端的差模放大倍。（注意：输入交流信号时日，用示波器监视Vc1，Vc2都不失真为止）。五、实验报告、 根据实验数据，计算静态工作点，与预习计算比较。、 整理实验数据，计算各种接法的Ad并也理论值比较，分析误差原因。、 计算Ac和CMRR。、 总结差动放大电路的性能及特点。实验四集成运算放大器的基本应用一、 实验目的、 掌握用集成运算放大器组成比例，求和电路、微分、积分电路的特点及性能。、 学会上述电路的测试和分析方法。二、 实验仪器、 数字万用表、 示波器（双踪）、 信号

11、发生器三、 预习要求、 计算表一中的V。和AF、 估算表三中的理论值、 计算表六中的V。值、 计算表七中的V。的值、 分析图六电路，若输入正弦波，V。与Vi相位差是多少？当输入信号为100Hz，有效值为v时，V。=？、 分析图七电路，若输入方波。V。与Vi相位差多少？当输入信号为160Hz，幅度为1v时，输出V。=？、 拟定实验步骤，做好记录表格。四、 实验内容、 电压跟随器实验电路如图所示按表一内容进行实验并测量记录Vi(V)-2-0.50+0.51V(V)RL=RL=5.1K并分析Vi带负载能力的变化。、 反相比例放大器实验电路如图二 图二(1) 按表二内容实验并测量记录 表二直流输入电压

12、U2(mv)3010030010003000输出电压（U。）理论估算(mv)实测值(mv)误差(2)按表三的要求实验并测量记录测试条件理论估算值实测值U。RL开路,直流输入信号UABU2由0变成800mvUR2UR1U0LU2=800mv RL由开路变为5.1K(3) 测量图二，电路的上限截止频率fH、 同相比例放大器电路如图三所示 图三(1) 再按表二、表三重新测试。填表为表四、表五。(2) 测出电路的上限截止频率。(3) 比较同相与反相比例放大器的相同点和不同点。、 反相求和放大电路实验电路如图四所示 图四按表六内容进行实验测Vi1(v)0.3-0.3Vi2(v)0.20.2V0(v)(估

13、算)V0(v)(测量)误差、 双端输入求和放大电路实验电路如图五所示图五按表七要求进行实验并测量记录Vi1(v).Vi(v).-.V。(v)（估算）V。(v)（测量）误差、 积分电路实验电路如图六图六积分电路(2) 取Viv,断开开关K，用示波器观察V。变化(3) 测量饱和输出电压及有效积分时间(4) 把图六中的积分电容该为0.1M，断开K，Vi分别输入100Hz幅值为V的方波和正弦信号，观察Vi和V。大小及相位关系，并记录波形(5) 改变图六中输入信号的频率，观察Vi和V。的相位幅值关系、 微分电路实验电路如图七图七：微分电路(1) 输入正弦波信号f=160Hz有效值为1v。用示波器观察Vi

14、和V。波形，并测量输出电压。(2) 改变正弦波频率(20Hz400Hz)，观察Vi 和V。的相位，幅值变化情况并记录(3) 输入方波f=200Hz,V=5v,用示波器观察V。波形，按上述步骤重复实验、 积分微分电路电路如图八所示图八：微分积分电路(1) 在Vi输入f=200Hz，V=6v的方波信号，用示波器观察Vi 、V和V。的波形并记录(2) 将f改为500Hz重复上述实验五、 实验报告、 总结集成运算基本应用电路的特点及性能。、 分析理论估算分析与实验结果误差的原因。实验五非正弦波发生器及波形变换电路一、实验目的、 掌握波形发生器电路的特点和分析方法、 熟悉波形变换方法及了解误差原因二、实

15、验仪器、 双踪示波器Vp-5220A-1 20MHz、 数字万用表三、预习要求、 定性画出图一、图二的输出波形。、 输出波形的频率如何计算，怎样调节。、 在图一中怎样得到方波，图二中怎样得到三角波。、 在图三所示的波形变换电路对工作频率有何显示？四、实验内容、矩形波发生电路电路如图一图一 观察并测电路的振荡频率、幅值及占空比 调节Rp1观察输出波形的变化。 调整Rp2观察输出波形的变化。、波发生电路电路如图二所示 图二 观察并测电路的振荡频率、幅值。 想法改变输出信号的频率，测出最大变化范围。、 波形变换电路在图示中，调整Rp1，使输出波形为方波，再在其输出端接上图三所示电路 图三(1) 方波

16、输入信号f=500Hz,V=4v。用示波器观察并记录V。的波形。(2) 改变Vi的频率，观察V。的失真情况，如何调整恢复。(3) 改变Vi的幅度，观察三角波的变化。五、实验报告、 画出各实验的波形图、 总结各电路的特点实验六有源滤波器一、实验目的、 熟悉有源滤波器构成及其特性、 学会测量有源滤波器幅频特性二、仪器及设备、 示波器、 信号发生器三、预习要求、 预习教材有关滤波器内容、 分析图一、图二、图三所示电路，写出它们的增益特性表达式、 计算图一、图二电路的截止频率，图三的中心频率、 画出三个电路的幅频特性曲线、 设计报告要求的电路，准备用实验测试验证四、实验内容、 低通滤波器实验电路如图一

17、所示 图一按表一内容测量并记录填表Vi(v)1111111111f(Hz)510153060100150200300400V。(v)注意：改变信号频率时，一定要保持Vi不变。、 高通滤波器实验电路如图二所示图二按表二内容测量并记录填表Vi(v)111111111f(Hz)101650100130160200300400V。(v)、 带通滤波器实验电路如图三所示 图三(1)实测电路中心频率(2)以实测中心频率为中心，测出电路幅频特性五、实验报告、 整理数据，画出各电路的Bode图，与理论计算绘制的曲线比较，分析误差原因。、 试设计一中心频率为300Hz，带宽为200Hz的带通滤波器，并搭接电路，

18、测试验证。实验七集成电路RC正弦波振荡器一、实验目的、 掌握桥式RC正弦波振荡器的电路构成原理。、 熟悉正弦波振荡器的调整、测试方法。、 观察RC参数对振荡频率的影响，学习震荡频率的测定方法。二、实验仪器、 双踪示波器、 低频信号发生器、 频率计三、预习要求、 复习RC桥式振荡器的工作原理。、 图一所示电路中，调节R1起什么作用，两个二极管起什么作用？四、实验内容、 按图一所示电路接线、 用示波器观察输出波形图一、 按表一内容测试数据R1C1f10K0.1u测量值估算值10K0.047u20K0.1u、 调整Rp观察波形的变化。、 解出两只二极管，再调整Rp，观察波形变化，分析出现现象的原因，

19、及二极管的作用。图一所示电路中，改变振荡频率时为保持其振荡条件不被破坏，必须使两个电阻或两个电容同步调节，使工艺增加了难度，采用图二所示电路，就可以只调一个电阻，即可调频，又可以保持振荡条件。 图二 按图二，接好电路。 调节RP2，使电路起振，输出电压幅度浮动 调整RP1，记录输出电压V0的频率变化范围，同时观察波变化情况。四、 实验报告、 根据实验数据、分析、比较两电路的优缺点。、 分析理论计算填写实验值误差的原因。、 分析反馈电位器及二极管的作用，用实验数据加以说明。实验八LC振荡器及选频放大器五、 实验目的、 研究LC正弦波振荡器特性。、 LC选频放大器幅度特性。六、 实验仪器、 正弦波

20、信号发生器、 示波器、 频率计七、 预习要求、 LC电路三点式振荡条件及频率计算方法，计算图一所示电路中当电容C分别为0.047M和0.01M时的振荡频率。、 LC选频放大器的幅频特性分析方法八、 实验内容及步骤、 测试图一所示电路的幅频特性曲线。 按图一所示电路接线，先选电容C为0.01M. 调Rp1，设晶体管V的集电极电压为V（此时Rp2=0）图一 调整信号源幅度和频率，使f=16KH，Vi=10Vp-p，用示波器监视输出波形，调Rp使失真最小，输出幅度最大，测量此时幅度，计算An。 微调信号源，频率（幅度不变）使Vout最大，并记录此时的f及输出信号幅值。 改变信号源频，测量输出幅度填表

21、。f(k)Fo-2Fo-1Fo-0.5FoFo+0.5Fo+1Fo+2Vo(v)Av(4) 将电容C改接为0.047u,重复上述实验步骤、 LC振荡器的研究将图一中的信号源关将当C=0.01u时，断开R2在不接通B、C两点的情况下，令Rp2=0。调Rp1，使V的集电极电压为V。（）振荡频率接通B、C两点，用示波器观察A点波形，调整Rp2使波形不明显失真，测量此时振荡频率。并与前面实验的选频放大器振荡频率比较。将C改为.047u，重复上述步骤。（）振荡幅度条件在上述形成稳定振荡的基础上，测量Vb,Vc,Va，求出Av*F值，验证Au*F是否等于。调Rp2，加大负反馈，观察振荡器是否会停振。在恢复

22、振荡的情况下，在A点分别接入20K、15K负载电阻，观察输出波形的变化。、 影响输出波形的因素。（）在输出波形不失真的情况下，调Rp2，使Rp20，即减小负反馈，观察振荡波形的变化。（）调Rp1，使波形在不失真的情况下，调2Rp观察振荡波形变化。五、实习报告、 由实验内容测试的数据，作出选频放大器的Auf曲线。、 记录实验内容二的各步实验现象，并解释原因。、 总结负反馈对震荡幅度和波形的影响。、 分析静态工作点对振荡条件和波形的影响。实验九功率放大器一、实验目的、 熟悉功率放大电路的特点。、 掌握集成功率放大器的主要性能及测量方法。二、实验仪器、 示波器、 信号发生器、 万用表三、预习要求、

23、分析图一所示电路中各三极管工作状态及交越失真情况。、 电路一中若不加输入信号。V2、V3管的功耗是多少？、 电阻R4、R5的作用是什么？有什么特殊要求？、 复习集成功放工作原理，若电路图二中Vcc=12V、RL=8，估算该电路的Pcm、Pv值。、 根据实验内容自拟实验步骤及记录表格。四、实验内容（一）互补对称功率放大器实验低那路如图一所示 图一、 调整直流工作点，使点电压为0.5Vcc。、 测量最大不失真输出功率与效率。、 改变电源电压（12V6V），测量并比较输出功率和效率。、 比较放大器在带5.1K和8负载时的功耗和效率。、 去掉R6，短接两个二极管，观察输出波形，并记录。（二）集成功率放

24、大器实验电路如图二图二、 不加信号时，测静态工作电流。、 在输入端接KHz信号，用示波器观察输出波形，逐渐增加输入电压幅度，直至出现失真为止，记录此时输入电压，输出电压幅值，并记录波形。、 去掉10u电容，C2、C3重复上述实验。、 改变电源电压（送5V、3V）重复上述实验。五、实验报告、 根据实验测量值，计算各种情况下POM、Pv及。、 作出电源电压与输出电压，输出功率的关系曲线。实验十整流滤波及稳压电路一、实验目的、 熟悉单相半波桥式整流电路。、 观察了解电容滤波作用及波形电压变化。、 了解并联、串联稳压电路工作原理及特点。二、实验仪器、示波器（双踪）Vp-5220A-1 20MHz、晶体

25、管毫伏表DA-16、支流毫安表、数字万用表D1-9233三、预习要求、 计算图一、图二所示电路的输出电压。、 计算图三加滤波电容后的输出电压。、 分析图四的稳压范围。、 分析图五中各三极管的Q点（设：各管的100，Rp处于中间）及电阻R2和发光二极管(E1) 的作用。四、实验内容（一）整流电路、 半波整流电路如图一所示图一按表一内容进行实验V2VDVc波形测量计算VDVc7.5v15v、 桥式整流电路图二按表二内容进行实验V2VDVc波形测量计算VDVc7.5v15v表二（二）电容滤波电路实验电路如图三所示图三按表三进行实验负载电容VLVL的波形10u470u1K010u470u(三)稳压电路

26、、 并联稳压电路实验电路如图四所示图四按表四进行实验测试条件负载电流ILVLVRIRVi不变Vi=12V0(开始)mA5mA10mA负载不变Rp调在中间ViVL(v)IR(mA)IL(mA)10v8v9v11v12v计算稳压系数、 串联稳压电路实验电路如图五图五静态调试按电路接线负载RL开路负载。将输入电源调到9V，接到Vi端，再调相位器Rp，使V0=6v,测量各三极管的Q点，填表五ViV0管VBVcVEV1V2V3调Rp，观察输出电压V0的变化情况，填表六ViV0minV0max9v(2)动态测量测量电源稳压特性空载调整电源电位器，按表七进行实验输入电压Vi输出电压稳压系数备注8vS=( V

27、0/V0)/( V2/ V2)其中V0=6VV2=9V10v测量稳压电源内阻r0 按表八进行实验ILV0R0备注0R0= V0/ IL*100%保持Vi=9v不变100mA测试输出的信波电压将图五的电压输入端Vi接到图三的输出端，调整负载电阻，使IL=100mA不变，用示波器观察稳压电源输入输出的交流分量。记录其波形。用晶体管毫伏表测量交流分量的大小，再计算其信波系数。（）输出保护在电源输出端接负载RL同时串接电流表，并用电压表监视输出电压，逐渐减小RL值，直到短路。LED发光二极管逐渐变亮，记录此时的电压，电流值。（注意维持时间应短，不超过秒）逐渐加大RL值，观察记录输出电压，电流值。五、实验报告、 对测试数据进行处理，与理论值比较，分析误差原因。、 思考题（）调整图五中电位器Rp时，各三极管的静态工作点如何变化？（）图五中那只三极管消耗的功率最大？估算它为多少？（）如何改变电源保护值？（）电压内阻为什么有时是负值？