应用电子模电实验讲义.doc

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1、模拟电子技术实验讲义模拟电子技术实验讲义物理与教育技术系 模拟电子技术实验须知课程教学目的:使学生了解一些电子设备和电子元器件,理解一定的电子线路,学会使用常用的电子线路的仪器仪表,掌握基本的电路测量方法,要求学生通过实际操作,培养学生对电子元器件的识别,性能、参数的测试力;对基本单元电路的原理、性能的分析能力;对电子仪器的选择组合操作使用能力,实验过程中故障力;实验结果的处理、分析、研究和总结能力;培养独立思考、独立分析和独立实验的能力进行初步的电路设计制作能力等。实验须知:一 实验预习每次实验前必须进行预习,弄清实验的目的、内容、原理、设备和仪器仪表、测量和记录项目等,做到心中有数,减少盲

2、目性,提高实验效率。二 电源 实验室中的电源是统一供电,实验前应弄清电源各输出端点的电压数值。直流电源在接入线路前应调好输出电压数值,使之符合实验线路的要求,严禁超过规定电压数值的电源接入电路运行;在进行线路的接线改线或拆线以前,必须断开电源开关、严禁带电操作避免 在接线或拆线过程中,造成电源设备或部分线路短路而损坏设备或线路元器件。三 实验线路板 认真熟悉实验线路原理图,能识图并按图接好实验线路,并先由同组同学相互检查,然后由实验老师检查同意后,才能接通电源,进行实验。四 仪器仪表认真掌握每次实验所使用的仪器仪表的使用方法。根据实验的内容调整实验仪器以便于实验数据的测量。对于实验用的指示仪表

3、应根据估算的物理数值选择好仪表的量程,弄清所选量程的刻度数值,通常实际测量值应处在仪表量程的一半以上,以减少测量误差。避免量程选择过小而损坏仪表。五 实验中异常现象的处理 在实验过程中,如发现异常火花、异声、异味、冒烟、过热等现象,应立刻断开电源,保持现场,请指导教师一起检查原因。六 实验结束整理1 实验结束后,应将实验记录交指导教师检查认可后,方可拆除线路。2 在拆除线路前必须先断开电源。3 实验桌上的仪器、仪表、导线、实验线路板等应摆放整齐后,方可离开实验室。实验报告的书写要点实验报告是实验的总结,它应用理论分析实验数据、波形、现象,从中得到有价值的结论。每一位学生都应在实验完成后及时写出

4、分析中肯、结论简捷、字迹工整的实验报告。这不仅能深化理论学习内容,而且更能培养正确总结实验工作和进行科学实验的能力。模拟电子技术实验报告书写要点如下:1实验题目。2实验目的。3实验仪器仪表(型号,数量等)。4实验原理、内容、实验的步骤。5实验分析。1)原始记录的整理。2)使用原始数据实验、实验波形和实验现象分析验证实验线路或元件的物理特性、实现的功能、技术指标或电路性质、定理、规律。6实验结论模拟电子技术实验所涉及的实验均是验证性实验,所以根据实验结果指出实验得出结论或所验证的定理即可。实验安排周次实 验 内 容学 时9实验一 常用电子仪器使用210实验二 常用电子元件测定211实验三 单级晶

5、体管电压放大212实验四 射极输出器213实验五 负反馈放大器214实验六 直流差动放大电路215实验七 集成运放的运用216实验八 互补对称功率放大电路217实验九 测试及超外差式收音机的安装与调试实验一 常用电子仪器的使用一、 实验目的1 掌握信号发生器的工作原理及使用方法。2 掌握交流毫伏表的工作原理及使用方法。3 掌握双踪示波器的工作原理及使用方法。二、实验仪器1、XD11信号发生器 一台2、COS5020B双踪示波器 一台3、XZ 2172毫伏表 一只三、实验内容(一).COS5020B双踪示波器的使用方法 。基本操作:将电源线插入交流电源插座之前,按下表设置仪器开关及控制旋钮(或按

6、钮)项目位置设置项目位置设置电源开关断开位置辉度旋钮中间位置聚焦旋钮中间位置标尺亮度逆时针到底Y方式Y1垂直位移中间位置,推入V/cm10mv/cm微调顺时针到底,推入AC-地-DC地内触发Y1触发源内耦合AC极性+电平逆时针到底,锁定释抑逆时针到底,常态扫描方式自动t/cm0.5ms/cm微调顺时针到底,推入水平位移中间位置X方式A仅用于HH4311A操作步骤1 插入电源插座,打开电源开关,电源指示灯亮,约20秒后,屏幕上将出现一扫描线。2 调节“辉度”和“聚焦”旋钮,使用权扫描线亮度适中,且最清晰。3 调节Y1“位移”旋钮,使扫描线和刻度线平行。4 连接探极到Y1输入端,将0.5VP-P标

7、准信号加到探头上。5 将AC地DC开关置“AC”,如图一所示的波形将显示在屏幕上。 6 调节“聚焦”旋钮使波形达到最清晰。7 为了便于观察,调节器“v/div”和“t/div”开关到适当的位置,使显示出来的波形幅度适中,周期适中。8 调节“垂直位移”和“水平位移”两控制旋钮于适当的位置 ,使显示的波形对准刻度,以便于读出电压值(VPP)和周期(T)。电压测量:1 将Y轴微调旋钮按顺时针方向旋至较准位置(即将开微调关置于关的位置)。2 在标尺刻度上读出所测信号两点间的Y轴距离(以div为单位)S;Y轴衰减开关V/div上对应的指示值K;及探极的衰减系数A。3 所测量的电压例:Y=2.5div;K

8、=0.1V/div; A=10:1则: Vpp =2.50.110/2=2.5/2V=1.25V周期的测量:1. 将扫描微调开关按顺时针方向调到校准位置(即将微调开关置于关闭位置)2. 从标尺刻度上读出X轴方向的一个信号周期的水平距离(以div为单位)L;时间扫描速度开关tdiv上对应的读数k.3. 则所测信号的周期T=L*k; 频率f=1/T ;例: L=2.5div; k=0.5ms/divT= T=Lk=2.5div0.5ms/div=1.25ms;f=1/1.25ms=800Hz(二).XD11低频信号发生器的使用.1XD11低频信号发生器可产生精密的正弦波、正负矩形波、正负尖脉冲波、

9、锯齿波、单脉冲等七种信号波形。2频率范围:1Hz 1MHz;由波段开关分六档,每一档均有两个十进制波段开关及一个双连电位器连续调节。频段控制: 1 Hz 10Hz; : 10Hz 100Hz;: 100Hz 1KHz; : 1KHz 10KHz; 10KHz100KHz; 100KHz 1MHz; 3输出幅度、输出阻抗: 各种波形输出幅度均大于5V且连续可调。正弦波输出阻抗为600欧,其它的输出阻抗均为50欧。4使用方法:1)功能转换:根据所需波形种类,把“功能”开关调至相应的位置,方可得到所需的信号波形。2)频率调节:面板上的左下端波段开关作分段的频率选择,可置于相应的波段,然后再用此开关上

10、方的三个频率旋钮,按十进制的原则细调到所需的频率。3)输出幅度由于该机七种信号波形公用一个输出端子,所以必须将“功能”开关旋至相应的位置方可有所需的信号波形输出,这时只要旋动面板上相应的“幅度”旋钮及“衰减”旋钮,就可以得到不同幅度的所需信号。“衰减”开关分0、2、4、8、16档,它们表示着对应“0”档衰减时输出电压幅度被衰减的倍数。(三)晶体管毫伏表XZ2172。主要用于测量高频信号电压的,其测量范围是0300V,根据所测的信号选择表的量程,根据所选择的量程读出数值,该数值就是所测信号的“有效值”。(四)按照下图连接仪器,并将相应的数据填入表中。测试要求:1 信号发生器的输出信号为“正弦波”

11、;2 按表中的要求调整信号发生器的输出值;3 使信号发生器的输出波形呈现在示波器的显示屏上,并且使波形在X、Y轴上有一定的幅度。4 从示波器上读出信号的幅度、周期、频率和在晶体管毫伏表读出其示值填入表中;信号发生器晶体管毫伏表示波器频率(f)Hz电压(V)V电压(VP-P))V电压(V)V周期(T)ms频率(f)Hz50051K31.5K2.510K1.515K1150K500mv500K250mv验证信号发生器输出值的有效值和频率是否和示波器显示的值基本相符。(五)、思考题1、 使用一台完好的示波器,出现下列现象如何操作:(1) 荧光屏上看不见光标;(2) 所显示的波形总慢移动;(3) 波形

12、不清晰,亮度太低;2、 如果使信号发生器的信号输出电压为10mV,频率为1KHz,应如何正确调节信号发生器?3、 在用示波器进行周期测量时标档位,问f的单位是什么?实验二 常用电子元件的测量一、实验目的 1、通过用逐点法和晶体管特性图示仪测绘晶体管的特性曲线,熟悉晶体管的特性。2、掌握用万用表测量二极管、三极管、电阻、大电容的方法 。二、实验仪器 1、各种电子元件 若干 2、万用表 一只3、晶体管特性测试仪 一台4、直流电流表(0200A) 一只5、直流电流表(030mA) 一只 6、直流稳压电源DH1718 一台三、实验原理及内容1、色环电阻的读法。电阻的阻值和误差,一般常用数字标印在电阻上

13、,但对于实芯碳膜电阻和微型电阻,则用画在其首部的四个色环来表示。如图一 在靠近一端有四道色环,它们的意义分别是:第一和第二道色环表示电阻阻值的第一、第二位有效数字,第三道色环表示二位数有效数字后零的个数,第四道色环表示电阻阻值允许的误差。各种颜色代表的意义如下表颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银数值0123456789误差5%10%例如:第一、二、三、四色环分别是棕、绿、红、金,则该电阻的阻值和误差分别是: R=(110+5)102=1500 ; 误差为5%电阻有四个性能指标:1)额定功率:2)标称阻值;3)误差范围;4)最高工作电压;电阻的测试:可用万用表、电桥、数字欧姆表等测量。2.电容电容是一

14、种储能元件。在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换等。电容器的主要指标:1) 电容量;电容量是指电容加上电压后,储存电荷 的能力。常用单位有 法(F),微法(mF),皮法(pF)。皮法也称微微法。它们三者的关系是: 1pF=106F=1012F一般电容器上都直接写出其容量,也有的则是用当用数字来标志容量的。如有的电容上只标出“332”,则左起的两个数字表示电容量的第一、第二个数字,而第三个数字表示附加零的个数,以pF为单位。因此“332”即表示该电容的容量是3300 pF。2) 标称电容量;3)允许误差:4)额定工作电压 ;5)绝缘电阻,一般在5000M;6)介质损耗(变成热能的那一部分

15、)3)电容器的简单测试。用万用表的欧姆档就可简单的测量出电解电容的优劣情况、粗略判别其漏电、容量的衰退减或失效情况。测量方法 :电解电容用R*1K或R*10K档,将黑表笔接电容器的正极,红表笔接电容的负极,若表针摆动大,且返回慢,返回位置接近,则说明该电容器正常,且电容量大;若表针摆动虽大,但返回时表针显示的值较小,则说明该电容的漏电较大;若表针摆动很大,接近“0”,且不返回,说明该电容器已经被击穿;若表针不摆动,则说明该电容已经开路,失效。无极电容的测量方法和上面是相同的。3、二极管的测量方法 二极管具有单向导电性,可用于整流、检波、稳压、混频电路中。1) 普通二极管的识别和简单测试。普通二

16、极管一般为玻璃封装和塑料封装两种,在其外壳上均有型号和标记,标记箭头所指的方向为阴极,有的二极管上只有一个色点,有色点的表示为阳极。若遇到型号不清时,用万用表的欧姆档来作简单的判断。在万用表的欧姆档中“黑”表楱为“正”,“红表棒为“负”,根据PN 结的导通电阻小,反向电阻较大的原理来确定二极管的好坏。测量方法:用万用表的欧姆档的“R100”或“R1K”。用万用表的红黑表棒分别测量二极管的两端,得到一个示值,然后调换表棒再测量一次,得到一示值,根据两组值的比较可判断出二极管的好坏。如果两组值相差很大且在几百千欧以上,则说明二极管的单向导电性好,而且在值小的哪一组中,黑表棒接的哪一端是二极管阳极,

17、红表棒接的哪一端是阴极;如果两组数值均很小,甚至为“零”则说明二极管被击穿。如果两组数值均很大,甚至为“”则说明二极管已经开路。2) 特殊二极管的识别和简单测试。(1) 发光二极管发光二极管和普通二极管一样具有单向导电性,正向导通时才能发光,其颜色很多。一般正向工作电压为1.5V-3V,电流为虎作2-20mA,电流的大小决定了发光的亮度,新的二极管,引脚较长的一端是阳极,另一端是阴极。由于发光二极管的工作电压较高,所以用普通万用表欧姆档不能测量出来。用两表法测量。(2) 稳压二极管,测量方法和普通二极管相同。(3) 光电二极管, 将光信号变成电信号。(4) 变容二极管。其结电容随着反向电压的增

18、加而减少,主要应用于高频电路。4、三极管的测量方法三极管主要有NPN型,PNP型两大类。可根据三极管管壳上的符号识别出它的型号和类型。我国的半导体型号的组成及其意义。如下表型号一般由五部分组成第一部分:用阿拉伯数字表示器件的电极数。第二部分:用汉语拼音字母表示器件的材料和极性。第三部分:用用汉语拼音字母表示器件的类型。第四部分:用阿拉伯数字表示序号。第五部分:用用汉语拼音字母表示器件的规格号。第一部分第二部分第三部分符号意义符号意义符号意义符号意义2二极管APNP锗P普通管S隧道管3三极管BNPN锗V微波管N阻尼管CPNP硅W稳压管U光电元件DNPN硅C参量管K开关管E化合物材料Z整流器X低频

19、小功率管L整流堆G高频小功率管JG激光元件FH复合管BT特殊元件PINPIN型管第三部分第四部分第五部分符号意义用数字表示器件的序号用汉语拼音字母表示规格号D低频大功率管A高频大功率管T半导体闸流管Y体效应管B雪崩管J阶跃恢复管CS场效应器件例:3DG6 表示是一只硅材料低频小功率的NPN管。管子外壳上的色点可以大致判断三极管的值(电流放大倍数)黄色:30-60; 绿色:50-110;兰色:90-160;白色:140-200;对于小功率三极管,通常有金属外壳封装或塑料外壳封装。金属外壳封装的如果外壳上有“定位销”则判断三个电极的方法如图二。从定位销起,按顺时针的方向依次为E、B、C。如果无定位

20、销,而且三根电极在半圆内如图三将三根电极的半圆置于上方,按顺时针方向依次为E、B、C。当一只三极管无任何标记时,可用万用表来确定该三极管的好坏和类型(NPN或PNP),以及判断出E、B、C三个电极。(1) 先判断出B极和三极管的类型。一只质量好的普通的三极管,用万用表欧姆档的(R*100或R*1K档),对三只管脚“两两相测”其结果是得到两组较小且相近的值( 用R*100档约几百欧姆,用R*1K档约为几千欧姆),其它值均很大,而且测量得到这两组较小值的过程中可以发现,有一只脚在测量过程中被用了“两次”即是测量的公共端。那么这只脚就是“B”极。如果是用“黑”表笔接“B”极,“红”表笔接其它两极得到

21、的值是两个较小的值,则该三极管是一只“NPN”管,反之是一只“PNP”管。(2) 集电极C和发射极E的判断。根据三极管的导通原则 ,当发射结正偏,集电结反偏。则三极管正常放大。如图四判断NPN管C、E极的电原理图。如上图如果待测量的是一只NPN管,而且已经知道B极,那么判断C , E极的方法如下: 假设剩余的两只管脚的任一只是C极,另一只是E极,则用万用表的黑表棒接假设的C极,红表棒接假设的E极,并用“手指”碰触黑表棒和“B”极,(B极和黑表棒不能相碰如上图。用手指代替R1,用万用表的内阻代替R2)。此时记下万用表的偏转值R。然后在调换表棒再作一次测量,记下万用表的偏转值R/。比较R1, R/

22、的值。 如果R1R/ 则说明第二次测量估计正确,黑表棒接的是三极管的C极,红表棒接的是E极; 如果三极管是一只“PNP”管,其测量方法和上面相同,但用手碰触的是“红表棒和B极”,而且黑表棒接的是三极管的E极,红表棒接的是C极。四、思考题1、 用万用表R1K测量电容时指针不摆动,可能是什么原因?2、 为什么可以用万用表欧姆档测量晶体管的极性?实验三 单级晶体管电压放大晶体管单级放大器是最基本的放大器,有高频和低频之分。能将频率在几Hz至几百kHz的微弱信号不失真地放大到所需要量值的放大器为低频放大器。本实验研究低频放大器的性能。一、 实验目的1 掌握晶体管放大电路静态工作点的调整和放大倍数、动态

23、电阻、输入电阻、输出电阻及频率响应曲线的测试方法。2 定性了解静态工作点和交直流负载对放大器放大倍数及波形的影响。3 通过实验了解引起放大器失真的各种原因。二、实验设备 1、XD11信号发生器 一台 2、COS5020B双踪示波器 一台3、XZ 2172毫伏表 一只 4、TPE-A型模拟电路实验箱 一台三、实验原理及内容单管放大电路是放大电路中的基本环节,基本形式的单管电压放大电路的放大倍数AV,由下式决定。 AV= RL/ rbe其中,RL=RCRL/(RC+RL) 等效负载电阻; 晶体管的放大倍数; rbe 晶体管的BE结在静态工作点的动态电阻; 晶体管是一个非线性元件,输出特性线分为饱和

24、区、线性放大区、截止区,为防止放大器工作时因进入非线性区而产生波形失真,必须给放大器设置一个合适的静态工作点,即:在输入信号幅度一定的情况,工作点设置过高,则放大器工作范围进入了饱和区;反之,进入了截止区。 另:即使放大器的静态工作点设置在交流负载线的中点,但如果输入信号的幅度过大时,同样会产生饱和失真和截止失真。 影响静态工作点的几个因素:电源电压EC;集电极电阻RC;基极电流IB;这三个因素任一变化都会引起静态工作点的变化,当EC和RC确定后。则调节IB来改变电路的静态工作点。而该实验是采用调整偏置电阻RP来控制IB的大小,从而达到调整静态工作点的目的。1 静态工作点的调整及测试。将直流稳

25、压电源输出调整到12V,按图一联线。1) 调整偏置电阻RP,)初调,使VCQ=6.5V(用万用表的直流电压档测量)左右。2) 用示波器观察波形,验证工作点调得是否合适,方法如下:信号发生器的输出调到:正弦波1000Hz,电压调到100mv(用毫伏表测量),将此信号送入放大电路的输入端,然后用示波器观察放大器的输入和输出波形,并比较它们的相位关系,所观察的波形若无失真,说明放大器的工作点已调好,否则应调整RP直到失真现象消失为止。3) 直流工作点的测试。在输出波形无失真的条件下,用万用表的直流电压档分别测出VCQ、VBQ、VEQ 并记入表一。ICQ=(VCCVCQ)/RC IEQ=VEQ/Re

26、表一 实测值 实测计算值VBQ(V)VCQ(V)VEQ(V)RP(k)IBQICQ IEQ VCEQ2. 放大倍数的测量。按表二给出的条件测试输出电压V0,计算实测放大倍数AV1,估算放大倍数AV2,填入表中。 表二给定参数实测输出实测计算估算RCRLViV0AV1AV23K3K10mV3K1.5K10mV3、波形失真的原因。在f=1000Hz、RL=2.2k的条件下,按表三给出的条件,用示波器观察输入、输出波形,了解电压放大器静态工作点及输入信号幅度对波形失真的影响,并将输出波形及失真的名称记入表三。 表三条件输出波形失真名称VCQ=6.5V,Vi=100mv波形无失真工作点偏高工作点偏低V

27、CQ=6.5,增加Vi4. 测量放大器的通频带。1) 当输入信号f=1kHz,Vi=30mv(有效值),RL=2.2k时,在示波器上测出V0的峰峰值Vopp的数值。2) 增加输入信号的频率(但必须保持Vi=30mv不变)V0将会减小,当V0减小到0.707 Vopp时, 此时信号发生器的频率就是该放大器的上限频率。3) 同理,减少输入信号的频率(但也必须保持Vi=30mv不变),V0将会减小,当减小到0.707 Vopp时, 此时信号发生器的频率就是该放大器的上限频率。4) BW= fHfL5) 根据数据绘出放大器的幅频特性。f V0V0=0.707 Vopp2通频带BWfHBW= fHfL=

28、fL 五、思考题1、 将单级放大器中的NPN型晶体管换成PNP型时,电源VCC、耦合电容C1、C2和旁路电容Ce的极性应怎样变化?绘图表示。2、 单级放大器输出波形失真的原因是什么?怎样防止失真的产生?实验四 射极输出器一 、实验目的1 熟悉射极输出器的电路特点。2 熟悉放大器的输入、输出的电阻测量。二、实验设备1、XD11信号发生器 一台2、DH1718直流电压源 一台3、COS5020B双踪示波器 一台4、XZ 2172毫伏表 一只 5、TPE-A模电实验箱 一台三、电路及原理如图所示为射极输出器原理图,对于交流信号,集电极成为输入信号和输出信号的公共端,所以称为共集电极电路。射极输出器的

29、输入电阻高、输出电阻小,电压放大倍数则接近1,输入电压和输出电压同相。四、实验内容及方法1 静态工作点的调整按图一电路接线,调节P使VCE6V,将1KHz的正弦波信号加至AC两点输入端,输出端用示波器观察,反复调整RP及信号源幅度,使输出信号在示波器上得到一个最大不失真电压波形,然后断开输入信号,用万用表测量晶体管各级对地的电压,即为该放大器的静态工作点,将所测数据填入表中。VBVCVEVCE2 测量电压放大倍数。如图二所示,接上负载RL(2.2k),在AC两点间加入输入信号,调输入信号幅度(此时时偏置电位器RP不能再旋动),用示波器观察,在输出最大不失真情况下用毫伏表测量Vi和V0的值,将数

30、据填入表中。ViVo3. 用示波器观察输出电压和输入电压的相位关系。用示波器分别观察输入信号Vi和输出信号Vo的相位关系并将波形图画在表中。输入信号Vi波形输出信号Vo波形4. 测量射极输入器的跟随范围,逐渐增大信号源的幅度电压VS值,直至输出电压刚刚要产生失真。用毫伏表测得最大不失真的输入电压Vi和输出电压的有效值V0,所以跟随范围Vop-p=1.414V0 ,输入信号只有不小于相应的值,射极输出器才有跟随作用,测量此时的输入电压及相应的输出电压值。ViVo5. 测量输入电阻如图三,在信号源VS与放大器输入端串入固定的电阻,R1=5.1k,在输出波形不失真的情况下,测量VS和Vi 填入表中。

31、 VsVi6. 测量输出电阻R0如图四,加入输入信号VS在输入信号不失真的条件下测量含负载电阻时的V0(RL=2.2K),然后断开RL,保持VS不变,测量开路时的输出电压VL (RL=)按下式算出R0的阻值,填入表中。VLVo五、思考题为什么射随器在电路中可用做末级功率放大、中间级阻抗变换?实验五 负反馈放大电路一、 实验目的1.研究负反馈对放大电路性能的影响。2.掌握负反馈放大电路性能的测试方法。二、 实验仪器1.双踪示波器。2.音频信号发生器。3.数字万用表。三、 实验内容1. 放大倍数的测试.开环电路按图接线,先不接入。输入端接入 的正弦波(注意:输入1mV信号采用输入端衰减法见实验一)

32、。调整接线和参数使输出不失真且无振荡。按表3.1要求进行测量并填表。根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻。.闭环电路 接通按的要求调整电路。 按表3.1要求测量并填表,计算。 根据实测结果,验证表3.1(K)(mV)(mV)()开环11K51闭环11K512. 负反馈对失真的改善作用将图中电路开环,逐步加大的幅度,使输出信号出现失真(注意不要过分失真)记录失真波形幅度。将电路闭环,观察输出情况,并适当增加幅度,使输出幅度接近开环时失真波形幅度。若=3K不变,但接入1V1的基极,会出现什么情况?实验验证。画出上述各步实验的波形图。开环波形闭环波形RF接入基极3. 测放大电路频率特性 将图中电路先

33、开环,选择适当幅度(频率为1KH z)使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。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电路。同理,但逐渐减小频率,测得。将电路闭环,重复13步骤,并将结果填入表3.2。表3.2(Hz)(Hz)开环闭环实验六 直流差动放大电路 差动放大电路是一种零点漂移十分微小的直接耦合式放大电路,常用以放大变化极其缓慢的直流信号或频率较低的交流信号,是电子线路的基本单元电路之一。一、 实验目的1.加深对差动放大电路性能及特点的理解。2.掌握差动放大电路性能的基本测试方法。3.握消除零点漂移,提高电路共模抑制比的方法。二、 实验仪器1.双踪

34、示波器2.数字万用表3.信号源三、 实验原理 下图为典型的差动放大电路,其中两晶体管特性相同,电路结构对称,信号从两基极输入,从两集电极输出。电路利用一只管子的温度漂移可抵消另一只管子的温度漂移,达到互相补偿,抑制零漂的目的。由于元器件的对称性难于完全达到,零点漂移抑制有限,故在两管发射极接入一个调零电位器,以改善电路的对称性和性能。1 抑制零点漂移由于电路对称,因此,,所以流过晶体管的集电极电流为两管射极电流之和,为单管电流的两倍,当温度或其它因素引起零点漂移时,电路可自行补偿抵消。如温度升高,增大,和的发射极电位成倍增加,结果使两管发射结电压和下降,从而使的增大受到强烈的抑制。2 电压放大

35、倍数对于差动放大电路来讲,其放大的信号分为两种,一种是差模信号,这是需要放大的有用信号,它是大小相等,极性相反的一对信号;另一种是共模信号,它是大小相等,极性相同的一对信号,是有害的干扰成分,如由电网引入的干扰信号、零点漂移信号等属此类,应当抑制。(1) 差模信号的放大能力是以电路对差模信号的放大倍数来衡量的。由于电路的对称,可以利用其半边电路来分析。分别分析双端输入、单端输出的差模电压增益和双端输入、双端输出的差模电压增益;以及单端输出和双端输出时的共模电压增益。(2) 共模抑制比共模抑制比是指差动放大电路对共模信号的抑制能力,其定义为放大器的差模信号的增益与共模信号的增益之比,即,用分贝表

36、示为,值越大,表明放大器放大差模信号、抑制共模信号的能力越强。欲增大,在不损害放大器其它指标的前提下,尽可能地增大共模负反馈电阻。四、 实验内容及步骤实验电路图如下所示1. 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,调节电位器使双端输出电压。(2) 测量静态工作点测量、各极对地电压填入表中对地电压测量值(V)2. 测量差模电压放大倍数。在输入端加入直流电压信号测量并记录,由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。注意:先将DC信号源OUT1和OUT2分别接入和端,然后调节DC信号源,使其输出为+0.1V-0.1V。3. 测量共模电压放大倍数将输入端和短接,接到信号源的输入

37、端,信号源另一端接地。DC信号分先后接OUT1和OUT2,分别测量并记录。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。 测量及 计算值输入信号Vi差模输入共模输入共模和抑制比测量值(V)计算值测量值(V)计算值计算值KMRR0.1V0.1V4.在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。(1) 在图中将接地,组成单端输入差动放大器,从端输入直流信号,测量单端及双端输出,记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。测量计算值输入信号电压值放大倍数直流+0.1V直流-0.1V正弦信号(50mv、1KHZ)(3) 从端加入

38、正弦交流信号分别测量、记录单端及双端输出电压,填表并计算单端及双端的差模放大倍数。(注意:输入交流信号时,用示波器监视、波形,若有失真现象时,可减小输入电压值,使、都不失真为止。)实验七 集成运放的运用 集成运算放大器是一种高增益、低零漂、高输入阻抗,低输出阻抗的直接耦合放大器,在输入端与输出端之间外接不同的反馈网络可构成各种功能的电路。依功能的不同有信号运算电路(对电信号进行加、减、乖、除、积分、微分、对数、反对数等运算)、信号处理电路(有源滤波器、电压比较器等),信号发生器(如正弦波、方波发生器等)、信号变换电路平共处,其应用广泛,电路形式繁多。本实验研究集成运算放大器的应用及主要参数的测

39、试方法。一、实验目的1、 掌握集成运算放大器的性能和参数测试方法。2、 掌握集成运算放大器的正确使用方法。二、实器设备1、XD11信号发生器 一台2、DH1718直流电压源 一台3、COS5020B双踪示波器 一台4、XZ 2172毫伏表 一只 5、TPE-A模电实验箱 一台三、实验原理1、 反相输入比例放大器(如图一)特点:反馈组态:电压并联负反馈;电压放大倍数:;补偿电阻:RP=R1/Rf;相位:输入信号和输出信号反相2、同相输入比例放大器(如图二)特点:反馈组态:电压串联负反馈; 电压放大倍数:相位:输入信号和输出信号同相;RP=R1/Rf 3、反相求和放大电路(如图三)电路特点:输出电

40、压: ;RP=R1/R2/Rf4、正弦波振荡电路,见图八(选做)RC振荡器是由放大器和具有选频特性的反馈网络两部分组成,常用的RC的RC振荡器为文氏电桥振荡器,图八为集成运算放大器构成的文氏电桥振荡电路,图中RP1、C1、R2、C2组成的串并联网络为正反馈选频电路,RP2电压串联负反馈调节电路。电路反馈系数为:振荡频率为: 如果取RP1=R2=R;C1=C2=C;则: 起振条件为:AV3;AV为放大器的闭环增益。四、实验内容及方法按图一到图八连接电路,并按表中的要求测量和计算数据。 表一、反相比例放大电路直流输入电压Vi(mV)3010030010003000输出电压V0理论估算(mV)实际值(mV)误差表二、同相比例放大电路直流输入电压Vi(mV_)3010030010003000输出电压V0理论估算(mV)实际值(mV)误差表三、反相求和

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