EL教學(xué)指導(dǎo)書(shū)(模擬電子)

1、 模擬電子實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)實(shí)驗(yàn)一 集成運(yùn)算放大器波形發(fā)生器1實(shí)驗(yàn)二 晶體管共射極單管放大器6實(shí)驗(yàn)三 LC正弦波振蕩器13實(shí)驗(yàn)四 電壓頻率轉(zhuǎn)換電路16實(shí)驗(yàn)五 直流穩(wěn)壓電源-集成穩(wěn)壓器17 展曉龍 2013年1月22日 實(shí)驗(yàn)一 集成運(yùn)算放大器波形發(fā)生器、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1學(xué)習(xí)用集成運(yùn)放構(gòu)成正弦波、方波和三角波發(fā)生器。2學(xué)習(xí)波形發(fā)生器的調(diào)整和主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理由集成運(yùn)放構(gòu)成的正弦波、方波和三角波發(fā)生器有多種形式，本實(shí)驗(yàn)選用最常用的，線(xiàn)路比較簡(jiǎn)單的幾種電路加以分析。1. RC橋式正弦波振蕩器(文氏電橋振蕩器)圖91為RC橋式正弦波振蕩器。其中RC串、并聯(lián)電路構(gòu)成正反饋支路，同時(shí)兼作選頻網(wǎng)絡(luò)，R1

2、、R2、RW及二極管等元件構(gòu)成負(fù)反饋和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器Rw，可以改變負(fù)反饋深度，以滿(mǎn)足振蕩的振幅條件和改善波形。利用兩個(gè)反向并聯(lián)二極管D1、D2正向電阻的非線(xiàn)性特性來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。Dl、Ds采用硅管(溫度穩(wěn)定性好)，且要求特性匹配，才能保證輸出波形正、負(fù)半周對(duì)稱(chēng)。R3的接是為了削弱二極管非線(xiàn)性的影響，以改善波形失真。 電路的振蕩頻率 fo=1/2RC 起振的幅值條件 RF/R12 式中RFRW十R2十(R3rD)，rD二極管正向?qū)娮琛Ｕ{(diào)整反饋電阻RF(調(diào)RW)，使電路起振，且波形失真最小。如不能起振，則說(shuō)明負(fù)反饋太強(qiáng)，應(yīng)適當(dāng)加大RF。如波形失真嚴(yán)重p則應(yīng)適當(dāng)減小RF。改變選頻網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)C或

3、R，即可調(diào)節(jié)振蕩頻率。一般采用改變電容C作頻率量程切換，而調(diào)節(jié)R作量程內(nèi)的頻率細(xì)調(diào)。2方波發(fā)生器由集成運(yùn)放構(gòu)成的方波發(fā)生器和三角波發(fā)生器，一般均包括比較器和RC積分器兩大部分。圖92所示為由遲回比較器及簡(jiǎn)單RC積分電路組成的方波三角波發(fā)生器。它的特點(diǎn)是線(xiàn)路簡(jiǎn)單，但三角波的線(xiàn)性度較差。主要用于產(chǎn)生方波，或?qū)θ遣ㄒ蟛桓叩膱?chǎng)合。該電路的振蕩頻率 fo = 1/2RfCfLn(1 + 2R2/R1) 式中 R1=R1+RW R =R2+RW 方波的輸出幅值 Uom=±Uz 三角波的幅值 Ucm=R2/(R1+R2)Uz調(diào)節(jié)電位器RW(即改變R2R1)可以改變振蕩頻率但三角波的幅值也隨之變

4、化。如要互不影響，則可通過(guò)改變Rf(或Cf)來(lái)實(shí)現(xiàn)振蕩頻率的調(diào)節(jié)。3三角波和方波發(fā)生器如把滯回比較器和積分器首尾相接形成正反饋閉環(huán)系統(tǒng)，如圖9-3所示，則比較器輸出的方波經(jīng)積分器積分可得到三角波，三角波又觸發(fā)比較器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)形成方波，這樣即可構(gòu)成三角波、方波發(fā)生器。由于采用運(yùn)放組成的積分電路，因此可實(shí)現(xiàn)恒流充電，使三角波線(xiàn)性大大改善。電路的振蕩頻率 Fo = R2 / 4R1(Rf + RW)Cf方波的幅值 Ucm=±Uz三角波的幅值 Ucm = (R1 /R2 )Uz調(diào)節(jié)Rw可以改變振蕩頻率，改變出值R1 /R2可調(diào)節(jié)三角波的幅值。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件1土12V直流電源 2雙蹤示波器3

5、交流毫伏表 4頻率計(jì)5A741×2 2DW7×1、2CP×2電阻器、電容器若干。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1RC橋式正弦波振蕩器按圖9-1連接實(shí)驗(yàn)電路，輸出端接示波器。1)接通土12V電源，調(diào)節(jié)電位器Rw，使輸出波形從無(wú)到有，從正弦波到出現(xiàn)失真。描繪Uo的波形，記下臨界起振、正弦波輸出及失真情況下的Rw值，分析負(fù)反饋強(qiáng)、弱對(duì)起振條件及輸出波形的影響。2)調(diào)節(jié)電位器Rw，使輸出電壓Uo幅值最大且不失真，用交流毫伏表分別測(cè)量輸出電壓Uo、反饋電壓U+和U-，分析研究振蕩的幅值條件。3)用示波器或頻率計(jì)測(cè)量振蕩率fo，然后在選額網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)電阻R上并聯(lián)同一阻值電阻，觀察記錄振蕩頻率的變

6、化情況，并與理論值進(jìn)行比較。4)斷開(kāi)二極管D1、D2，重復(fù)2)的內(nèi)容，將測(cè)試結(jié)果與2)進(jìn)行比較，分析D1、D2的穩(wěn)幅作用。2. 方波發(fā)生器 按圖92連接實(shí)驗(yàn)電路。 1)將電位器Rw調(diào)至中心位置，用雙蹤示波器觀察并描繪方波Uo及三角波Uc的波形(注意對(duì)應(yīng)關(guān)系)，測(cè)量其幅值及頻率，記錄之。 2)改變Rw動(dòng)點(diǎn)的位置，觀察Uo、Uc幅值及額率變化情況。把動(dòng)點(diǎn)調(diào)至最上端和最下端，測(cè)出頻率范圍，記錄之。3)將Rw恢復(fù)至中心位置，將一只穩(wěn)壓管短接，觀察Uo波形，分析Dz的限幅作用。3三角波和方波發(fā)生器按圖93連接實(shí)驗(yàn)電路。1)將電位器Rw調(diào)至合適位置，用雙蹤示波器觀察并描繪三角波輸出Uo及方波輸出Uo，測(cè)其

7、幅值、頻率及Rw值，記錄之。2)改變Rw的位置，觀察對(duì)Uo、Uo幅值及頻率的影響。3)改變Rw (或R2)，觀察對(duì)Uo、Uo幅值及頻率的影響。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1正弦波發(fā)生器1)列表整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出波形，把實(shí)測(cè)頻率與理論值進(jìn)行比較2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析RC振蕩器的振幅條件3)討論二極管D1、D2的穩(wěn)幅作用。2方波發(fā)生器1)列表整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在同一座標(biāo)紙上，按比例畫(huà)出方波和三角波的波形圖(標(biāo)出時(shí)間和電壓幅值)。2)分析Rw變化時(shí)，對(duì)Uo波形的幅值及頻率的影響。3)計(jì)論Dz的限幅作用。3三角波和方波發(fā)生器1)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，把實(shí)測(cè)頻率與理論值進(jìn)行比較。 2)在同一座標(biāo)紙上，按比例畫(huà)出三角波及方波的波形，并標(biāo)明

8、時(shí)間和電壓幅值。3)分析電路參數(shù)變化(R1，R2和Rw)對(duì)輸出波形頻率及幅值的影響。六、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)有關(guān)RC正弦波振蕩器、三角波及方波發(fā)生器的工作原理，并估算圖9-1、92、93電路的振蕩頻率。2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格3為什么在RC正弦波振蕩電路中要引入負(fù)反饋支路?為什么要增加二極管D1和D2?它們是怎樣穩(wěn)幅的?4電路參數(shù)變化對(duì)圖9-2、9-3產(chǎn)生的方波和三角波頻率及電壓幅值有什么影響?(或者：怎樣改變圖92、93電路中方波及三角波的頻率及幅值?)5在波形發(fā)生器各電路中，“相位補(bǔ)償”和“調(diào)零”是否需要?為什么?6. 怎樣測(cè)量非正弦波電壓的幅值? 實(shí)驗(yàn)二 晶體管共射極單管放大器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)放大器靜

9、態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。2. 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(cè)試方法。 3熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。 二、實(shí)驗(yàn)原理圖2l為射極偏置放大電路(分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路)實(shí)驗(yàn)電路圖。它的偏置電路采用RB1和RB2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)在放大器的輸入端加入輸入信號(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)Uo，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。在圖2-1電路中，當(dāng)流過(guò)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5一10倍)，則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可

10、用下式估算電壓放大倍數(shù)Au輸入電阻 Ri=Rb1Rb2RI輸出電阻 RoRC 由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不開(kāi)測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測(cè)量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計(jì)和裝配以后，還必須測(cè)量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和各項(xiàng)性能指標(biāo)。一個(gè)優(yōu)質(zhì)放大器，必定是理論設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法外，還必須掌握必要的測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。放大器的測(cè)量和調(diào)試一般包括：放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試，消除干擾與自激振蕩及放大器各項(xiàng)動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量與調(diào)試等。 1放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試1) 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量測(cè)量放大

11、器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號(hào)Ui0的情況下進(jìn)行，即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測(cè)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，為了避免斷開(kāi)集電極，所以采用測(cè)量電壓，然后算出IC的方法，例如，只要調(diào)出UE即可用ICIE=UE/RE算出IC(也可根據(jù)IC（UCC-UC）/RC，由UC確定IC)，同時(shí)也能算出UBEUBUE，UCEUCUE。為了減小誤差，提高測(cè)量精度，應(yīng)選用內(nèi)阻較高的直流電壓表。 2)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)管子集電報(bào)電流IC(或UCE)的調(diào)整與測(cè)試。靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適，對(duì)放大器的性能和輸出波

12、形都有很大影響。如工作點(diǎn)偏高，放大器在加入交流信號(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22(a)所示；如工作點(diǎn)偏低則易產(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22(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加入一定的Ui，檢查輸出電壓UO的大小和波形是否滿(mǎn)足要求。如不滿(mǎn)足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。改變電路參數(shù)UCC、RC、RB(RB1、BB2)都會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化，如圖23所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻RB2的方法來(lái)改變靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小RB2，則可使靜態(tài)工作點(diǎn)提高等。最后還要說(shuō)明的

13、是，上面所說(shuō)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。所以確切地說(shuō)，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。如需滿(mǎn)足較大信號(hào)幅度的要求，靜態(tài)工作點(diǎn)最好盡量靠近交流負(fù)載線(xiàn)的中點(diǎn)。圖2-3 電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響 2放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)試放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)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。 1)電壓放大倍數(shù)Av的測(cè)量調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后加入輸入電壓Ui，在輸出電壓UO不失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)出Ui和UO的有效值Ui和UO，則 AV = UO / U

14、i2)輸入電阻Ri的測(cè)量為了測(cè)量放大器的輸入電阻，按圖2-4電路在被測(cè)放大器的輸入端與信號(hào)源之間串入一已知電阻R，在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表列出UO和Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得 Ri=Ui/Ii=Ui/(UR/R)=Ui/(Uo-Ui)R圖24輸入、輸出電阻測(cè)量電路測(cè)量時(shí)應(yīng)注意: 由于電阻兩端沒(méi)有電路公共接地點(diǎn)，所以測(cè)量R兩端電壓UR時(shí)必須分別測(cè)出U0和Ui，然后按URUo-Ui求出UR值。 電阻R的值不宜取得過(guò)大或過(guò)小，以免產(chǎn)生較大的測(cè)量 3)輸出電阻RO的測(cè)量按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測(cè)出輸出端不接負(fù)載RL的輸出電壓Uo和接入負(fù)載后的輸出電壓UL，根據(jù) UL

15、= RL / (RO + RL) UO即可求出Ro RO = (UO / UL) - 1 RL 在測(cè)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。4)最大不失真輸出電壓UOPP的測(cè)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(xiàn)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(shuō)明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線(xiàn)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(wú)明顯失真時(shí)，用交流毫伏表測(cè)出Uo(有效值)，則動(dòng)態(tài)范圍等于/2Uo?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UO

16、PP 圖2-5靜態(tài)工作點(diǎn)正常，輸入信號(hào)太大引起的失真5)放大器頻率特性的測(cè)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(xiàn)。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線(xiàn)如圖2-6所示，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 2倍，即0.707Avm所對(duì)應(yīng)的頻率分別稱(chēng)為下限頻率fL和上限頻率fH，則通頻帶 fBW = fH fL 放大器的幅頻特性就是測(cè)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(cè)AV的方法，每改變一個(gè)信號(hào)頻率，測(cè)量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測(cè)量時(shí)應(yīng)注意取點(diǎn)要恰當(dāng)，在低頻段與高頻段應(yīng)多測(cè)幾點(diǎn)，在中頻段可以少測(cè)幾點(diǎn)。此外

17、，在改變頻率時(shí)，要保持輸入信號(hào)的幅度不變，且輸出波形不得失真。6)干擾和自激振蕩的消除 參考實(shí)驗(yàn)附錄三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1+12V直流電源 2函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 3雙蹤示波器 4交流毫伏表 5直流電壓表 6直流毫安表7頻率計(jì) 8萬(wàn)用電表9晶體三極管3DG6×1(50一100)或9013×1(管腳排列如圖26、2-7所示)電阻器、電容器若干四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)電路如圖2l所示。各電子儀器可按實(shí)驗(yàn)一中圖11所示方式連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起，同時(shí)信號(hào)源、交流毫伏表和示波器的引線(xiàn)應(yīng)采用專(zhuān)用電纜線(xiàn)或屏蔽線(xiàn)，若使用屏蔽線(xiàn)，則屏蔽線(xiàn)的外包金屬網(wǎng)應(yīng)接在公共接地端上。1測(cè)量靜態(tài)工

18、作點(diǎn)接通電源前，先將Rw調(diào)至最大，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接通+12V電源、調(diào)節(jié)Rw，使Ic=2.0mA(即UE2.0V)，用直流電壓表測(cè)量UB、UE、Uc及用萬(wàn)用電表測(cè)量RB2值。記入表21。表21 IC=2mA 測(cè) 量 值 計(jì) 算 值UB(V)UE(V)UC(V)RB2(K)UBE(V)UCE(V)IC(mA)2測(cè)量電壓放大倍數(shù) 在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號(hào)Ui，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出旋鈕使Ui=10mV，同時(shí)用示波器觀察放大器輸出電壓Uo的波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測(cè)量下述三種情況下的Uo值，并用雙蹤示波器觀察Uo和Ui的相位關(guān)系，記入表22。3觀察靜態(tài)

19、工作點(diǎn)對(duì)電壓放大倍數(shù)的影響置RC24K，RL，Ui適量，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(cè)量數(shù)組Ic和Uo值，記入表23。 表23 RC2.4K RL Ui= mV IC(mA) 2.0Uo(V) AV測(cè)量Ic時(shí)，要先將信號(hào)源輸出旋鈕旋至零(即使Ui0)。4觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響置Rc2.4 K，RL2.4K，Ui0，調(diào)節(jié)RW使IC2.0mA，測(cè)出UCE值，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RL，使波形出現(xiàn)失真，繪出Uo的波形，并測(cè)出失真情況下的IC和UCE值，記入表2-4中。每次測(cè)IC和UCE值時(shí)都要將

20、信號(hào)源的輸出旋鈕旋至零。5測(cè)量最大不失真輸出電壓置RC2.4K，RL2.4 K，按照實(shí)驗(yàn)原理4)中所述方法，同時(shí)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的幅度和電位器RW，用示波器和交流毫伏表測(cè)量UOPP及UO值，記入表2-5。表25 RC2.4K，RL2.4 KIC(mA)Uim(mV)Ucm(V)Uopp(V)*6測(cè)量輸入電阻和輸出電阻置Rc2.4K，RL2.4K，Ic2.OmA。輸入f1KHz的正弦信號(hào)，在輸出電壓Uo不失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)出U0，Ui和UL記入表2-6。保持U0不變，斷開(kāi)RL，測(cè)量輸出電壓UO，記入表2-6。表2-6 IC2mA Rc2.4K RL2.4K UO（mV） Ui(mV) Ri

21、（K） UL(V) UO(V) Rc(K)測(cè)量值計(jì)算值測(cè)量值計(jì)算值*7測(cè)量幅頻特性曲線(xiàn) 取IC2.OmA，Rc2.4K，RL2.4K。保持輸入信號(hào)Ui(或UO)的幅度不變，改變信號(hào)源頻率f，逐點(diǎn)測(cè)出相應(yīng)的輸出電壓Uo，記入表27。表27 fL fo fnf(KHz)UO(V)Av=Uo/Ui為了頻率f取值合適，可先粗測(cè)一下，找出中頻范圍，然后再仔細(xì)讀數(shù)。 說(shuō)明：本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，其中6、7可作為選作內(nèi)容。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1列表整理測(cè)量結(jié)果，并把實(shí)測(cè)的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計(jì)算值比較(取一組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較)，分析產(chǎn)生誤差原因。2總結(jié)Rc，RL及靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器電壓放大格

22、數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的影響。3討論靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)放大器輸出波形的影響。4分析討論在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。六、預(yù)習(xí)要求1.閱讀教材中有關(guān)單管放大電路的內(nèi)容并估算實(shí)驗(yàn)電路的性能指標(biāo)。假設(shè)：3DG6的100，RB120K，RB260 K，RC2.4K，RL2.4K。估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，電壓放大倍數(shù)AV，輸入電阻Ri和輸出電阻Ro.2.閱讀實(shí)驗(yàn)附錄中有關(guān)放大器干擾和自激振蕩消除內(nèi)容。3.能否用直流電壓表直接測(cè)量晶體管的UBE? 為什么實(shí)驗(yàn)中要采用測(cè)UB、UE，再間接算出UBE的方法?4.怎樣測(cè)量RB2阻值?5.當(dāng)調(diào)節(jié)偏置電RB2，使放大器輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時(shí)，晶體管的管壓降UCE怎樣變

23、化?6.改變靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器的輸入電阻Ri有否影響?改變外接電阻RL對(duì)輸出電阻Ro有否影響?7.在測(cè)試AV，Ri和Ro時(shí)怎樣選擇輸入信號(hào)的大小和頻率?為什么信號(hào)頻率一般選1KHz，而不選100KHz或更高?8.測(cè)試中，如果將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、交流毫伏表、示波器中任一儀器的二個(gè)測(cè)試端子接線(xiàn)換位(即各儀器的接地端不再連在一起)，將會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題? 實(shí)驗(yàn)三 LC正弦波振蕩器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1. 掌握變壓器反饋式LC正弦波振蕩器的調(diào)整和測(cè)試方法。 2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。二、實(shí)驗(yàn)原理 LC正弦波振蕩器是用L、C元件組成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩器，一般用來(lái)產(chǎn)生1MHZ以上的高頻正弦信號(hào)。

24、根據(jù)LC調(diào)諧回路的不同連接方式，LC正弦波振蕩器又可分為變壓器反饋式(或稱(chēng)互感耦合式)、電感三點(diǎn)式和電容三點(diǎn)式三種。圖16l為變壓器反饋式LC正弦波振蕩器的實(shí)驗(yàn)電路。其中晶體三極管Tl組成共射放大電路，變壓器Tr的原繞組L1(振蕩線(xiàn)圈)與電容C組成調(diào)諧回路，它既做為放大器的負(fù)載，又起選頻作用，副繞組L2為反饋線(xiàn)圈，Ls為輸出線(xiàn)圈。該電路是靠變壓器原、副繞組同名端的正確連接(如圖中所示)，來(lái)滿(mǎn)足自激振蕩的相位條件，即滿(mǎn)足正反饋條件。在實(shí)際調(diào)試中可以通過(guò)把振蕩線(xiàn)圈L1或反饋線(xiàn)圈L2的首、末端對(duì)調(diào)，來(lái)改變反饋的極性。而振幅條件的滿(mǎn)足，一是靠合理選擇電路參數(shù)，使放大器建立合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，其次是改變線(xiàn)

25、圈L2的匝數(shù)，或它與L1之間的耦合程度，以得到足夠強(qiáng)的反饋量。穩(wěn)幅作用是利用晶體管的非線(xiàn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于LC并聯(lián)諧振回路具有良好的選頻作用，因此輸出電壓波形一般失真不大。振蕩器的振蕩頻率由諧振回路的電感和電容決定 fo=1/(2LC )式中L為并聯(lián)諧振回路的等效電感(即考慮其它繞組的影響)。振蕩器的輸出端增加一級(jí)射極跟隨器，用以提高電路的帶負(fù)載能力。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1十12V直流電源 2雙蹤示波器 3交流毫伏表 4直流電壓表5頻率計(jì) 6振蕩線(xiàn)圈7晶體三極管3DG6×1(9013×1) 3DGl2×1(9013×1) 電阻器、電容器若干。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按

26、圖161連接實(shí)驗(yàn)電路。電位器Rw置最大位置，振蕩電路的輸出端接示波器。1靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整1)接通UCC+12V電源，調(diào)節(jié)電位器Rw，使輸出端得到不失真的正弦波形，如不起振，可改變L2的首末端位置，使之起振。測(cè)量?jī)晒艿撵o態(tài)工作點(diǎn)及正弦波的有效值比，記入表151。2)把Ew調(diào)小，觀察輸出波形的變化。測(cè)量有關(guān)數(shù)據(jù)，記錄之。3)調(diào)大Rw，使振蕩波形剛剛消失，測(cè)量有關(guān)數(shù)據(jù)，記錄之。表15l UB(V) UE(V) Ic(mA) Uo (V) Uo波形 Rw居中 T1 UoT2 Rw小 T1 UoT2 Rw大 T1 UoT2根據(jù)以上三級(jí)數(shù)據(jù)，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電路起振、輸出波形幅度和失真的影響。2觀察反饋量

27、大小對(duì)輸出波形的影響置反饋線(xiàn)圈L2于位置“0”(無(wú)反饋)、“1”(反饋量不足)、“2”(反饋量合適)、“3”(反饋量過(guò)強(qiáng))時(shí)測(cè)量相應(yīng)的輸出電壓波形，記入表152。表152L2為止 ”od ”1” “2” “3” Uo波形 Uo t Uo t Uo t Uo t3驗(yàn)證相位條件改變線(xiàn)圈L2的首、末端位置，觀察停振現(xiàn)象；恢復(fù)L2的正反饋接法，改變L1的首末端位置，觀察停振現(xiàn)象。4測(cè)量振蕩頻率調(diào)節(jié)Rw使電路正常起振，同時(shí)用示波器和頻率計(jì)測(cè)量以下兩種情況下的振蕩頻率fo，記入表153。諧振回路電容1)C1000PF。 2)C100PF。表153 C(PF) 1000 100 F(KHz)5觀察諧振回路Q(chēng)

28、值對(duì)電路工作的影響諧振回路兩端并入R5.1K的電阻，觀察R并入前后振蕩波形的變化情況。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析討論：1)LC正弦波振蕩器的相位條件和幅值條件。2)電路參數(shù)對(duì)LC振蕩器起振條件及輸出波形的影響。2討論實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法。六、預(yù)習(xí)要求1復(fù)習(xí)教材中有關(guān)LC振蕩器的內(nèi)容。2LC振蕩器是怎樣進(jìn)行穩(wěn)幅的?在不影響起振的條件下，晶體管的集電極電流是大一些好，還是小一些好?3為什么可以用測(cè)量停振和起振兩種情況下晶體管的UBE變化，來(lái)判斷振蕩器是否起振? 實(shí)驗(yàn)四 電壓頻率轉(zhuǎn)換電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆妷阂活l率轉(zhuǎn)換電路的組成及調(diào)試方法二、實(shí)驗(yàn)電路如圖17l所示上述電路實(shí)際上就是一個(gè)方

29、波、鋸齒波發(fā)生電路，只不過(guò)這里是通過(guò)改變輸入電壓Ui的大小來(lái)改變波形頻率，從而將電壓參量轉(zhuǎn)換成頻率參量。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件 1±12V直流電源 2雙蹤示波器 3，交流毫伏表 4直流電壓表 5頻率計(jì) 6A741×2、2DW7×l、4148×1四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1按圖171接線(xiàn)，用示波器監(jiān)視Uo波形2. 按下表的內(nèi)容，測(cè)量電路的電壓一頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系 Ui(V) 1 2 3 4 5 6 用示波器測(cè)得 T(ms) f(Hz) 用頻率計(jì)測(cè)得 f(Hz)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告作出電壓一頻率關(guān)系曲線(xiàn)，并討論其結(jié)果。六、預(yù)習(xí)要求1指出圖171中電容器C的充電和放電回路。2定性分析用可調(diào)電

30、壓Ui改變Uo頻率的工作原理。3電阻R4和R5的阻值如何確定?當(dāng)要求輸出信號(hào)幅值為12Up-p，輸入電壓值為3V，輸出頻率為3000Hz，計(jì)算出R4、R5的值。 實(shí)驗(yàn)五 直流穩(wěn)壓電源-集成穩(wěn)壓器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究集成穩(wěn)壓器的特點(diǎn)和性能指標(biāo)的測(cè)試方法。2了解集成穩(wěn)壓器擴(kuò)展性能的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，穩(wěn)壓電路也制成了集成器件。由于集成穩(wěn)壓器具有體積小，外接線(xiàn)路簡(jiǎn)單、使用方便、工作可靠和通用性等優(yōu)點(diǎn)，因此在各種電子設(shè)備中應(yīng)用十分普遍，基本上取代了由分立元件構(gòu)成的穩(wěn)壓電路。集成穩(wěn)壓器的種類(lèi)很多，應(yīng)根據(jù)設(shè)備對(duì)直流電源的要求來(lái)進(jìn)行選擇。對(duì)于大多數(shù)電子儀器、設(shè)備和電子電路來(lái)說(shuō)，通常是選用串

31、聯(lián)線(xiàn)性集成穩(wěn)壓器。而在這種類(lèi)型的器件中，又以三端式穩(wěn)壓器應(yīng)用最為廣泛。78、79系列三端式集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能進(jìn)行調(diào)整。78系列三端式穩(wěn)壓器輸出正極性電壓一般有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V ，輸出電流最大可達(dá)1.5A(加散熱片)。同類(lèi)型78M系列穩(wěn)壓器的輸出電流為O5A，78L系列穩(wěn)壓器的輸出電流為0.1A。若要求負(fù)極性輸出電壓，則可選用79系列穩(wěn)壓器。圖191為78系列的外形和接線(xiàn)圖。它有三個(gè)引出端 輸入端(不穩(wěn)定電壓輸入端)標(biāo)以“1” 輸出端(穩(wěn)定電壓輸出端) 標(biāo)以“2” 公共端 標(biāo)以“3”除固定輸出三端穩(wěn)壓器外，尚有可調(diào)式三端穩(wěn)壓器，后者可通過(guò)外

32、接元件對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同的需要。本實(shí)驗(yàn)所用集成穩(wěn)壓器為三端固定正穩(wěn)壓7812，它的主要參數(shù)有：輸出直流電壓Uo十12V，輸出電流L：0.1A，M：0.5A，電壓調(diào)整率10mVV輸出電阻Ro0.155，輸入電壓UI的范圍1517V。因?yàn)橐话鉛I要比Uo大35V，才能保證集成穩(wěn)壓器工作在線(xiàn)性區(qū)。圖19-1 78系列外形及接線(xiàn)圖 圖19-3 lCQ4B管腳圖圖192是用三端式穩(wěn)壓器7812構(gòu)成的單電源電壓輸出串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的實(shí)驗(yàn)電路圖。其中整流部分采用了由四個(gè)二極管組成的橋式整流器成品(又稱(chēng)橋堆)，型號(hào)為1CQ4B，內(nèi)部接線(xiàn)和外部管腳引線(xiàn)如圖193所示。濾波電容Cl、C2一般選取幾百一幾千微法。當(dāng)穩(wěn)壓器距離整流濾波電路比較遠(yuǎn)時(shí)，在輸入端必須接入電容器C3(數(shù)值為0.33f),以抵消線(xiàn)路的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。輸出端電容C4(0.1f)用以濾除輸出端的高頻信號(hào)，改善電路的暫態(tài)響應(yīng)。圖19-4為正、負(fù)雙電壓輸出電路，例如需要Uo1+18V，Uo218V，則可選用7818和7918三端穩(wěn)壓器，這時(shí)的UI應(yīng)為單電壓輸出時(shí)的兩倍。當(dāng)集成穩(wěn)壓器本身的輸出電壓或輸出電流不