模電實驗(附答案)參考

1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評與關(guān)注！ 實驗一 晶體管共射極單管放大器一、實驗?zāi)康? 學(xué)會放大器靜態(tài)工作點的調(diào)式方法和測量方法。2 掌握放大器電壓放大倍數(shù)的測試方法及放大器參數(shù)對放大倍數(shù)的影響。3 熟悉常用電子儀器及模擬電路實驗設(shè)備的使用。二、實驗原理圖21為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。偏置電阻RB1、RB2組成分壓電路，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。當(dāng)在放大器的輸入端加入輸入信號后，在放大器的輸出端便可得到一個與輸入信號相位相反、幅值被放大了的輸出信號，從而實現(xiàn)了電壓放大。三、實驗設(shè)備1、 信號發(fā)生器2、 雙蹤示波器3、 交流毫伏表4、 模擬電路實

2、驗箱5、 萬用表四、實驗內(nèi)容1測量靜態(tài)工作點實驗電路如圖1所示，它的靜態(tài)工作點估算方法為：UB 圖1 共射極單管放大器實驗電路圖IEIc UCE = UCCIC（RCRE）實驗中測量放大器的靜態(tài)工作點，應(yīng)在輸入信號為零的情況下進行。1） 沒通電前，將放大器輸入端與地端短接，接好電源線（注意12V電源位置）。2） 檢查接線無誤后，接通電源。3） 用萬用表的直流10V擋測量UE = 2V左右，如果偏差太大可調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點（電位器RP）。然后測量UB、UC，記入表1中。表1測 量 值計 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）UBE（V）UCE（V）IC（mA）2.627.2600.65.2

3、24） 關(guān)掉電源，斷開開關(guān)S，用萬用表的歐姆擋（1×1K）測量RB2。將所有測量結(jié)果記入表21中。5） 根據(jù)實驗結(jié)果可用：ICIE或ICUBEUBUEUCEUCUE計算出放大器的靜態(tài)工作點。 2測量電壓放大倍數(shù)各儀器與放大器之間的連接圖關(guān)掉電源，各電子儀器可按上圖連接，為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起后接在公共接地端上。1）檢查線路無誤后，接通電源。從信號發(fā)生器輸出一個頻率為1KHz、幅值為10mv（用毫伏表測量ui）的正弦信號加入到放大器輸入端。2）用示波器觀察放大器輸出電壓的波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下表中三種情況下的輸出電壓值，記入表中。表2RC（K）RL

4、（K）uo（V）AV241.5150120.757524240.75753）用雙蹤示波器觀察輸入和輸出波形的相位關(guān)系，并描繪它們的波形。*4測量輸入電阻和輸出電阻根據(jù)定義：輸入電阻 輸出電阻 表3us(mv)ui(mv)Ri（K）uL(V)u0(V)RO（K）測量值計算值測量值計算值100101.10.751.52.42.4置RC=2.4K，RL=2.4K，IC=2.0mA，輸入f=1KHz，ui=10mV的正弦信號，在輸出電壓波形不是真的情況下，用交流毫伏表測出uS、ui和uL記入表中。斷開負(fù)載電阻RL，保持uS不變，測量輸出電壓u0，記入表中。五、實驗報告1 列表整理實驗結(jié)果，把實測的靜態(tài)

5、工作點與理論值進行比較、分析。答：靜態(tài)工作點UBE（V）UCE（V）IC（mA）實測值0.65.22理論值0.75.22實測的靜態(tài)工作點與理論值基本一致， 實測UBEUBUE0.6V，而理論為0.7V，產(chǎn)生誤差的原因可能是UB、UE的值接近，這種接近的兩個量相減的間接測量，則合成相對誤差就比較大了。2分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。答：靜態(tài)工作點是否合適，對放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點偏高，放大器在加入交流信號以后易產(chǎn)生飽和失真，此時u。的負(fù)半周將被削底；如工作點偏低則易產(chǎn)生截止，即u。的正半周被縮頂(一般截止失真不如飽和失真明顯)。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選

6、定工作點以后還必須進行動態(tài)測試，即在放大器的輸入端加入一定的ui，以檢查輸出電壓u。的大小和波形是否滿足要求。如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點的位置。 實驗二 負(fù)反饋放大器實驗?zāi)康募由罾斫夥糯箅娐分幸胴?fù)反饋的方法和負(fù)反饋對放大器各項指標(biāo)的影響。 實驗原理 負(fù)反饋在電子電路中的作用：改善放大器的動態(tài)指標(biāo)，如穩(wěn)定放大倍數(shù)，改變輸入輸出電阻，減小非線性失真和展寬通頻帶，但同時也會使放大器的放大倍數(shù)降低。 負(fù)反饋的幾種狀態(tài)：電壓串聯(lián)，電壓并聯(lián)，電流串聯(lián)，電流并聯(lián)。本實驗以電壓串聯(lián)為例，分析負(fù)反饋對放大器指標(biāo)的影響。1.下圖為帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩極阻容耦合放大器電路，在電路中通過Rr把輸出電壓Uo引回到

7、輸入端，家在晶體管T1的發(fā)射極上，在發(fā)射極電阻Rf1上形成反饋電壓Uf。主要性能指標(biāo)如下：（1）閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Ar=Av/1+AvFv ,Av為開環(huán)放大倍數(shù)。 圖1為帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩極阻容耦合放大器（2） 反饋系數(shù) Fv=RF1/Rf+RF1（3） 輸入電阻 R1f=(1+AvFv)Rf Rf 為基本放大器的輸入電阻（4） 輸出電阻 Rof=Ro/(1+AvoFv) Ro 為基本放大器的輸出電阻 Avo為基本放大器Rl=時的電壓放大倍數(shù)。2. 本實驗還需測量放大器的動態(tài)參數(shù)，即去掉圖1的反饋作用，得到基本放大器電路如下圖2 圖2基本放大器實驗設(shè)備與器件模擬實驗箱，函數(shù)信號發(fā)生器，雙蹤示

8、波器，交流伏安表，數(shù)字萬用表。實驗內(nèi)容1. 靜態(tài)工作點的測量條件：Ucc=12V,Ui=0V用直流電壓表測第一級，第二級的靜態(tài)工作點。Us(V)UE(V)Uc(V)Ic(mA)第一級2.812.147.332.00第二級2.722.057.352.00 表312.測量基本放大器的各項性能指標(biāo)實驗將圖2改接，即把Rf斷開后風(fēng)別并在RF1和RL上。 測量中頻電壓放大倍數(shù)Av，輸入輸出電阻Ri和Ro。（1） 條件;f=1KH,Us=5mV的正弦信號，用示波器監(jiān)視輸出波形，在輸出波形不失真的情況下用交流毫伏表測量Us,Ui,UL計入32表 基本放大器Us(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvRf

9、(K)Ro(K)5.00.50.250.485001.112.208負(fù)反饋放大器Us(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvfRif(K)Rof(K)5.02.30.140.20878.521.028 表32（2）保持Us不變，斷開負(fù)載電阻RL，測量空載時的輸出電壓Uo計入32表2.觀察負(fù)反饋對非線性失真的改善（1）實驗電路改接成基本放大器形式，在輸入端加入f=1KH的正弦信號，輸出端接示波器，逐步增大輸入信號的幅度，使輸出波形開始出現(xiàn)失真，記下此時的波形和輸出電壓的幅度。其波形如下圖一：（2）再將實驗電路改接負(fù)反饋放大器形式，增大輸入信號幅度，使輸出電壓幅度的大小與（1）相同，比較有負(fù)反

10、饋時，輸出波形的變化。其波形如下圖二： 圖一 圖二實驗總結(jié)（1） 將基本放大器和負(fù)反饋放大器動態(tài)參數(shù)的實測值和理論估算值進行比較。測量值基本放大器Us(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvRf(K)Ro(K)5.00.50.250.485001.112.208負(fù)反饋放大器Us(mV)Ui(mV)UL(V)Uo(V)AvfRif(K)Rof(K)5.02.30.140.20878.521.028 （2） 根據(jù)實驗結(jié)果，總結(jié)電壓串聯(lián)負(fù)反饋對放大器性能的影響。 電壓串聯(lián)負(fù)反饋對放大電路的影響：與基本放大電路實驗時相比，其輸入電阻變大，使電路在采集原始信號時其真度提高，即與上一級電路的銜接性增強

11、；其輸出電阻減小式電路攜帶負(fù)載的能力提高；同時其帶寬增加；電路的的穩(wěn)定性也有所增加；但是其放大倍數(shù)明顯變低。預(yù)習(xí)要求（1） 估算放大器的靜態(tài)工作點。（=100）Ucc=12V,Ui=0VUE(V)Uc(V)Ic(mA)第一級2.2227.22.0第二級2.2227.22.0(2) 怎樣把負(fù)反饋放大器改接成基本放大器?為何要把Rf并接在輸入和輸出端？將負(fù)反饋放大電路的交流等效電路圖畫出來，并將負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)等效在輸入和輸出端其電路圖如下：在畫基本放大電路時其交流等效電路圖應(yīng)與上圖的一樣，所以要把Rf并接在輸入和輸出端。(3) 估算基本放大器的Av，Ri和Ro估算負(fù)反饋放大器的Avf，Rif和Rof，

12、并驗算它們之間的關(guān)系。 Avf=Av/(1+FAv) Rif=Ri(1+FAv) Rof=Ro/(1+FAv)(4) 如按深度負(fù)反饋估算，則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Av=？和測量值是否一致？為什么？ 閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Av=83和測得值不一樣，此電路的反饋系數(shù)很小，不能用深度負(fù)反饋的即使計算來計算。(5) 如輸入信號失真，能否用負(fù)反饋來改善？ 不能用負(fù)反饋來改善輸入失真，因為電路所接受的信號本身就是失真的，即使經(jīng)過負(fù)反饋調(diào)節(jié)的輸出波形正常其所得的信號也是失真的。 實驗總結(jié)通過這次實驗我對負(fù)反饋電路有了新的認(rèn)識，在分析電路實驗時，可將電路整體等效為一個放大電路和一個負(fù)反饋，通過對輸入及輸出端的電壓電流進行

13、測量，中間環(huán)節(jié)可以不去刻意分析，這樣在做實驗和理解時更加簡便快捷。實驗可以使我們對理論了解更深入透徹，在實驗分析中將課本內(nèi)容融匯進去.實驗三 射極跟隨器實驗一、實驗?zāi)康?、 掌握射極跟隨器的特性及測試方法2、 進一步學(xué)習(xí)放大器各項參數(shù)測試方法2、 實驗儀器DZX-1型電子學(xué)綜合實驗裝置 一個、TDS 1002 示波器 一個、數(shù)字萬用表 一個、色環(huán)電阻 一個、螺絲刀 一把、導(dǎo)線若干三、實驗原理射極跟隨器的原理圖如圖1所示。 它是一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，它具有輸入電阻高，輸出電阻低，電壓放大倍數(shù)接近于1，輸出電壓能夠在較大范圍內(nèi)跟隨輸入電壓作線性變化以及輸入、輸出信號同相等特點。圖1 射極跟隨

14、器射極跟隨器的輸出取自發(fā)射極，故稱其為射極輸出器。1、輸入電阻Ri 圖1電路 Rirbe(1)RE 如考慮偏置電阻RB和負(fù)載RL的影響，則 RiRBrbe(1)(RERL) 由上式可知射極跟隨器的輸入電阻Ri比共射極單管放大器的輸入電阻RiRBrbe要高得多，但由于偏置電阻RB的分流作用，輸入電阻難以進一步提高。輸入電阻的測試方法同單管放大器，實驗線路如圖2所示。圖2 射極跟隨器實驗電路（其中，RL的測量值為0.995，取1.00；R的測量值為1.98）即只要測得A、B兩點的對地電位即可計算出Ri。2、輸出電阻RO 圖1電路如考慮信號源內(nèi)阻RS，則 由上式可知射極跟隨器的輸出電阻R0比共射極單

15、管放大器的輸出電阻RORC低得多。三極管的愈高，輸出電阻愈小。輸出電阻RO的測試方法亦同單管放大器，即先測出空載輸出電壓UO，再測接入負(fù)載RL后的輸出電壓UL，根據(jù) 即可求出 RO 3、電壓放大倍數(shù)圖1電路 1上式說明射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)小于近于1，且為正值。 這是深度電壓負(fù)反饋的結(jié)果。但它的射極電流仍比基流大(1)倍， 所以它具有一定的電流和功率放大作用。4、電壓跟隨范圍電壓跟隨范圍是指射極跟隨器輸出電壓uO跟隨輸入電壓ui作線性變化的區(qū)域。當(dāng)ui超過一定范圍時，uO便不能跟隨ui作線性變化，即uO波形產(chǎn)生了失真。為了使輸出電壓uO正、負(fù)半周對稱，并充分利用電壓跟隨范圍，靜態(tài)工作點應(yīng)選在

16、交流負(fù)載線中點，測量時可直接用示波器讀取uO的峰峰值，即電壓跟隨范圍；或用交流毫伏表讀取uO的有效值，則電壓跟隨范圍U0P-P2UO四、實驗內(nèi)容 1、聽課。動手做實驗前，聽指導(dǎo)老師講課，知道實驗過程的注意事項，掌握各測量器材的使用方法。2、按圖2組接電路；靜態(tài)工作點的調(diào)整接通12V直流電源，在B點加入f1KHz正弦信號ui，輸出端用示波器監(jiān)視輸出波形，反復(fù)調(diào)整RW及信號源的輸出幅度，使在示波器的屏幕上得到一個最大不失真輸出波形，然后置ui0，用萬用表直流電壓檔測量晶體管各電極對地電位，將測得的原始數(shù)據(jù)記入表1。表1 晶體管各電極對地電位UE、UE和UC以及流過RE電流IEUE(V)UB(V)U

17、C(V)IE（mA）6.557.3112.002.4 （在下面整個測試過程中保持RW值不變（即保持靜工作點IE不變） 2、測量電壓放大倍數(shù)Au 接入負(fù)載，在B點加f1KHz正弦信號ui，調(diào)節(jié)輸入信號幅度，用示波器觀察輸出波形uo，在輸出最大不失真情況下，用示波器測Ui、UL值。將原始值記入表2。 表2 Ui、UL的值和電壓放大倍數(shù)AuUi（V）UL（V）Au1.2901.2510.97 3、測量輸出電阻R0接上負(fù)載RL1K，在B點加f1KHz正弦信號ui，用示波器監(jiān)視輸出波形，測空載輸出電壓UO，有負(fù)載時輸出電壓UL，將原始值記入表3。 表3 空載輸出電壓UO、有負(fù)載時輸出電壓UL和輸出電阻R

18、0U0（V）UL（V）RO(K)1.2711.2439.2 4、測量輸入電阻Ri在A點加f1KHz的正弦信號uS，用示波器監(jiān)視輸出波形，分別測出A、B點對地的電位US、Ui，將原始值記入表4。表4 A、B點對地的電位US和Ui以及輸入電阻RiUS（V）UI（V）Ri(K)1.2941.2568 5、測試跟隨特性 接入負(fù)載RL1K，在B點加入f1KHz正弦信號ui，逐漸增大信號ui幅度，用示波器監(jiān)視輸出波形直至輸出波形達(dá)最大不失真，并測量對應(yīng)的UL值，將原始值記入表5。表5 輸出波形達(dá)最大不失真時的Ui和UL值Ui(V)1.322UL(V)1.282 五、數(shù)據(jù)處理與分析 1、數(shù)據(jù)處理 將表1至表

19、5的測量原始數(shù)據(jù)按三位有效數(shù)字對應(yīng)填入表6至10。表6 晶體管各電極對地電位UE、UE和UC以及流過RE電流IEUE(V)UB(V)UC(V)IE（mA）6.557.3112.02.40 表7 Ui、UL的值和電壓放大倍數(shù)AuUi（V）UL（V）Au1.291.250.97 2、數(shù)據(jù)分析 由24.2K， 83.2可知，射極跟隨器輸入電阻高，輸出電阻低。 由Au=0.97可知，射極跟隨器的電壓放大倍數(shù)小于近于1，且為正值。 這是深度電壓負(fù)反饋的結(jié)果。但它的射極電流仍比基流大(1)倍， 所以它具有一定的電流和功率放大作用。6、 實驗結(jié)論1、射極跟隨器輸入電阻高，輸出電阻低；2、射極跟隨器的電壓放大

20、倍數(shù)小于近于1。實驗四、差動放大電路 1 、熟悉差動放大器工作原理 2、掌握差動放大器的基本測試方法 1.計算下列差動放大器的靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù)電路圖2、實驗環(huán)境： 1.示波器 2.信號發(fā)生器3. 數(shù)字萬用表4. TPE-A3模擬電路實驗箱3、實驗步驟： 1、將電路圖5.1接線 2、測量靜態(tài)工作點 3、測量差模電壓放大倍數(shù) 4、測量共模電壓放大倍數(shù) 5、在實驗臺上組成單端輸入的差動電路進行下列實驗實驗內(nèi)容及數(shù)據(jù)記錄1、將電路圖接線2、 測量靜態(tài)工作點調(diào)零將放大器輸入端V11、V12接地，接通直流電源，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP，使VO0。測量靜態(tài)工作點：測量V1，V2，V3各極各地電壓，并填入表5.1中。 5.1對地電壓Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3測量值6.296.31-0.7400-7.77-0.61-0.61-8.393) 測量差模電壓放大倍數(shù)在兩個輸入 端各自加入直流電壓信號，按有5.2要求測量并記錄，由測量得到的數(shù)據(jù)計算出單端和輸出的電壓放大倍