模擬電路實(shí)驗(yàn)講義-1

1、 誠(chéng)信 專注 創(chuàng)新 臺(tái)州天凱教學(xué)儀器有限公司目 錄實(shí)驗(yàn)要求3實(shí)驗(yàn)一:常用電子儀器的使用4實(shí)驗(yàn)二:晶體管共射極單管放大器8實(shí)驗(yàn)三:場(chǎng)效應(yīng)管放大器14實(shí)驗(yàn)四:負(fù)反饋放大器17實(shí)驗(yàn)五：射極跟隨器20實(shí)驗(yàn)六：差動(dòng)放大器23實(shí)驗(yàn)七：集成運(yùn)算放大器指標(biāo)測(cè)試26實(shí)驗(yàn)八：集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用 模擬運(yùn)算電路31實(shí)驗(yàn)九：集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用信號(hào)處理 有源濾波器35實(shí)驗(yàn)十：集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用 電壓比較器39實(shí)驗(yàn)十一：集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用 波形發(fā)生器43實(shí)驗(yàn)十二：RC正弦波振蕩器46實(shí)驗(yàn)十三：LC正弦波振蕩器49實(shí)驗(yàn)十四：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的組裝與調(diào)試51實(shí)驗(yàn)十五：壓控振蕩器54實(shí)驗(yàn)十六：低頻功率放大器

2、 OTL 功率放大器56實(shí)驗(yàn)十七：低頻功率放大器 集成功率放大器59實(shí)驗(yàn)十八：直流穩(wěn)壓電源集成穩(wěn)壓器63實(shí)驗(yàn)十九：晶閘管可控整流電路67附錄：示波器原理及使用70附錄：用萬用電表對(duì)常用電子元器件檢測(cè)89附錄：電阻器的標(biāo)稱值及精度色環(huán)標(biāo)志法92附錄：放大器干擾、噪聲抑制和自激振蕩的消除9343臺(tái)州天凱教學(xué)儀器有限公司 編印實(shí)驗(yàn)要求1、實(shí)驗(yàn)前必須充分預(yù)習(xí)，完成指定的預(yù)習(xí)任務(wù)。預(yù)習(xí)要求如下：（1）認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，分析、掌握實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，并進(jìn)行必要的估算。（2）完成各實(shí)驗(yàn)“預(yù)習(xí)要求”中指定的內(nèi)容。（3）熟悉實(shí)驗(yàn)任務(wù)。（4）復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)中所用各儀器的使用方法及注意事項(xiàng)。2、使用儀器和學(xué)習(xí)機(jī)前必須了

3、解其性能、操作方法及注意事項(xiàng)，在使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守。3、實(shí)驗(yàn)時(shí)接線要認(rèn)真，相互仔細(xì)檢查，確定無誤才能接通電源，初學(xué)或沒有把握應(yīng)經(jīng)指導(dǎo)教師審查同意后再接通電源。4、低頻電路實(shí)驗(yàn)注意：（1）將實(shí)驗(yàn)板插入主機(jī)插座后，對(duì)照實(shí)驗(yàn)電路圖,連接線路,經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師查看后,然后再打開電源,開始實(shí)驗(yàn).（2）由于低頻電路線路較多，連接時(shí)十分細(xì)心。接地點(diǎn)必須接觸良好。以減少干擾。（3）做放大器實(shí)驗(yàn)時(shí)如發(fā)現(xiàn)波形削頂失真甚至變成方波，應(yīng)檢查工作點(diǎn)設(shè)置是否正確，或輸入信號(hào)是否過大。5、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意觀察，若發(fā)現(xiàn)有破壞性異?，F(xiàn)象（例如有元件冒煙、發(fā)燙或有異味）應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場(chǎng)，報(bào)告指導(dǎo)教師。找出原因、排除故障，經(jīng)指導(dǎo)教

4、師同意再繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。6、實(shí)驗(yàn)過程中需要改接線時(shí)，應(yīng)關(guān)斷電源后才能拆、接線。7、實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象) 。所記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)指導(dǎo)教師審閱簽字后再拆除實(shí)驗(yàn)線路。8、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須關(guān)斷電源、拔出電源插頭，并將儀器、設(shè)備、工具、導(dǎo)線等按規(guī)定整理。9、實(shí)驗(yàn)后每個(gè)同學(xué)必須按要求獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)一:常用電子儀器的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)電子電路實(shí)驗(yàn)中常用的電子儀器示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表、頻率計(jì)等的主要技術(shù)指標(biāo)、性能及正確使用方法。2、初步掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號(hào)波形和讀取波形參數(shù)的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理在模擬電子電路實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常使用

5、的電子儀器有示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表及頻率計(jì)等。它們和萬用電表一起，可以完成對(duì)模擬電子電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)中要對(duì)各種電子儀器進(jìn)行綜合使用，可按照信號(hào)流向，以連線簡(jiǎn)捷，調(diào)節(jié)順手，觀察與讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局，各儀器與被測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置之間的布局與連接如圖11所示。接線時(shí)應(yīng)注意，為防止外界干擾，各儀器的共公接地端應(yīng)連接在一起，稱共地。信號(hào)源和交流毫伏表的引線通常用屏蔽線或?qū)Ｓ秒娎|線，示波器接線使用專用電纜線，直流電源的接線用普通導(dǎo)線。圖11 模擬電子電路中常用電子儀器布局圖1、示波器示波器是一種用途很廣的電子測(cè)量?jī)x器，它既能直接顯示電信號(hào)的波形，又能對(duì)電信號(hào)進(jìn)

6、行各種參數(shù)的測(cè)量?，F(xiàn)著重指出下列幾點(diǎn)：（1）尋找掃描光跡將示波器Y軸顯示方式置“Y1”或“Y2”，輸入耦合方式置“GND”，開機(jī)預(yù)熱后，若在顯示屏上不出現(xiàn)光點(diǎn)和掃描基線，可按下列操作去找到掃描線：1）適當(dāng)調(diào)節(jié)亮度旋鈕2）觸發(fā)方式開關(guān)置“自動(dòng)”3）適當(dāng)調(diào)節(jié)垂直（）、水平（）“位移”旋鈕，使掃描光跡位于屏幕中央。（若示波器設(shè)有“尋跡”按鍵，可按下“尋跡”按鍵，判斷光跡偏移基線的方向。） （2）雙蹤示波器一般有五種顯示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1Y2”三種單蹤顯示方式和“交替”“斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式?！敖惶妗憋@示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較高時(shí)使用。“斷續(xù)”顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較低時(shí)使用。

7、（3）為了顯示穩(wěn)定的被測(cè)信號(hào)波形，“觸發(fā)源選擇”開關(guān)一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號(hào)取自示波器內(nèi)部的Y通道。（4）觸發(fā)方式開關(guān)通常先置于“自動(dòng)”調(diào)出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開關(guān)于“常態(tài)”，通過調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測(cè)試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。有時(shí)，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會(huì)出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測(cè)信號(hào)的波形不在X軸方向左右移動(dòng)，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。（5）適當(dāng)調(diào)節(jié)“掃描速率”開關(guān)及“Y軸靈敏度”開關(guān)使屏幕上顯示一二個(gè)周期的被測(cè)信號(hào)波形。在測(cè)量幅值時(shí)，應(yīng)注意將“Y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底，且聽到關(guān)的聲音。在

8、測(cè)量周期時(shí)，應(yīng)注意將“X軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底，且聽到關(guān)的聲音。還要注意“擴(kuò)展”旋鈕的位置。根據(jù)被測(cè)波形在屏幕坐標(biāo)刻度上垂直方向所占的格數(shù)（div或cm）與“Y軸靈敏度”開關(guān)指示值（v/div）的乘積，即可算得信號(hào)幅值的實(shí)測(cè)值。根據(jù)被測(cè)信號(hào)波形一個(gè)周期在屏幕坐標(biāo)刻度水平方向所占的格數(shù)（div或cm）與“掃速”開關(guān)指示值（t/div）的乘積，即可算得信號(hào)頻率的實(shí)測(cè)值。2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號(hào)波形。輸出電壓最大可達(dá)20VPP。通過輸出衰減開關(guān)和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級(jí)到伏級(jí)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)

9、頻率可以通過頻率分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，它的輸出端不允許短路。3、交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作頻率范圍之內(nèi)，用來測(cè)量正弦交流電壓的有效值。為了防止過載而損壞，測(cè)量前一般先把量程開關(guān)置于量程較大位置上，然后在測(cè)量中逐檔減小量程。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 雙蹤示波器 交流毫伏表四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、用機(jī)內(nèi)校正信號(hào)對(duì)示波器進(jìn)行自檢（1）掃描基線調(diào)節(jié)將示波器的顯示方式開關(guān)置于“單蹤”顯示（Y1或Y2），輸入耦合方式開關(guān)置“GND”，觸發(fā)方式開關(guān)置于“自動(dòng)”。開啟電源開關(guān)后，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”等旋鈕，使熒光屏上顯示一條細(xì)而且亮度適中的掃描基線。然后調(diào)節(jié)“X軸位

10、移”（）和“Y軸位移”( )旋鈕，使掃描線位于屏幕中央，并且能上下左右移動(dòng)自如。（2）測(cè)試“校正信號(hào)”波形的幅度、頻率將示波器的“校正信號(hào)”通過專用電纜線引入選定的Y通道（Y1或Y2），將Y軸輸入耦合方式開關(guān)置于“AC”或“DC”，觸發(fā)源選擇開關(guān)置“內(nèi)”，內(nèi)觸發(fā)源選擇開關(guān)置“Y1”或“Y2”。調(diào)節(jié)X軸“掃描速率”開關(guān)（t/div）和Y軸“輸入靈敏度”開關(guān)（V/div），使示波器顯示屏上顯示出一個(gè)或數(shù)個(gè)周期穩(wěn)定的方波波形。 2、用示波器和交流毫伏表測(cè)量方波信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出頻率為1KHz，有效值均為1V（交流毫伏表測(cè)量值）的方波信號(hào)。將“y軸靈敏度”開關(guān)置適當(dāng)位置，讀取校

11、正信號(hào)幅度，記入表11。表11測(cè)量項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值實(shí)測(cè)值幅度/Up-p(V)頻率/f(KHz)上升沿時(shí)間/S下降沿時(shí)間/S（注：不同型號(hào)示波器標(biāo)準(zhǔn)值有所不同，請(qǐng)按所使用示波器將標(biāo)準(zhǔn)值填入表格中。）3、用示波器和交流毫伏表測(cè)量正弦波信號(hào)參數(shù)調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出頻率分別為100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均為1V（交流毫伏表測(cè)量值）的正弦波信號(hào)。測(cè)量信號(hào)源輸出電壓頻率及峰峰值，記入表12。表12信號(hào)電壓頻率示波器測(cè)量值信號(hào)電壓毫伏表讀數(shù)/V示波器測(cè)量值周期/ms頻率/Hz峰峰值/V有效值/V100Hz1KHz10KHz100KHz4、測(cè)量?jī)刹ㄐ伍g相位差（1) 觀察雙蹤顯

12、示波形“交替”與“斷續(xù)”兩種顯示方式的特點(diǎn)Y1、Y2均不加輸入信號(hào)，輸入耦合方式置“GND”，掃速開關(guān)置掃速較低擋位（如0.5sdiv擋）和掃速較高擋位（如5Sdiv擋），把顯示方式開關(guān)分別置“交替”和“斷續(xù)”位置，觀察兩條掃描基線的顯示特點(diǎn)，記錄之。（2）用雙蹤顯示測(cè)量?jī)刹ㄐ伍g相位差1）按圖12連接實(shí)驗(yàn)電路， 將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓調(diào)至頻率為1KHz，幅值為2V的正弦波，經(jīng)RC移相網(wǎng)絡(luò)獲得頻率相同但相位不同的兩路信號(hào)ui和uR，分別加到雙蹤示波器的Y1和Y2輸入端。為便于穩(wěn)定波形，比較兩波形相位差，應(yīng)使內(nèi)觸發(fā)信號(hào)取自被設(shè)定作為測(cè)量基準(zhǔn)的一路信號(hào)。圖 12 兩波形間相位差測(cè)量電路2）把顯示

13、方式開關(guān)置“交替”擋位，將Y1和Y2輸入耦合方式開關(guān)置“”擋位，調(diào)節(jié)Y1、Y2的（）移位旋鈕，使兩條掃描基線重合。3）將Y1、Y2 輸入耦合方式開關(guān)置“AC”擋位，調(diào)節(jié)觸發(fā)電平、掃速開關(guān)及 Y1、Y2 靈敏度開關(guān)位置，使在熒屏上顯示出易于觀察的兩個(gè)相位不同的正弦波形ui及uR，如圖13所示。根據(jù)兩波形在水平方向差距X，及信號(hào)周期XT，則可求得兩波形相位差。圖 13 雙蹤示波器顯示兩相位不同的正弦波式中： XT 一周期所占格數(shù) X 兩波形在X軸方向差距格數(shù)記錄兩波形相位差于表13。表13一周期格數(shù)兩波形X軸差距格數(shù)相 位 差實(shí) 測(cè) 值計(jì) 算 值XTX為數(shù)讀和計(jì)算方便，可適當(dāng)調(diào)節(jié)掃速開關(guān)及微調(diào)旋鈕

14、，使波形一周期占整數(shù)格。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。2、問題討論（1）如何操縱示波器有關(guān)旋鈕，以便從示波器顯示屏上觀察到穩(wěn)定、清晰的波形？（2）用雙蹤顯示波形，并要求比較相位時(shí)，為在顯示屏上得到穩(wěn)定波形，應(yīng)怎樣選擇下列開關(guān)的位置？1）顯示方式選擇（Y1；Y2；Y1Y2；交替；斷續(xù)）2）觸發(fā)方式（常態(tài)；自動(dòng)）3）觸發(fā)源選擇（內(nèi)；外）4）內(nèi)觸發(fā)源選擇（Y1、Y2、交替）3、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器有哪幾種輸出波形？它的輸出端能否短接，如用屏蔽線作為輸出引線，則屏蔽層一端應(yīng)該接在哪個(gè)接線柱上?4、交流毫伏表是用來測(cè)量正弦波電壓還是非正弦波電壓？它的表頭指示值是被測(cè)信號(hào)的什么數(shù)值？它是否可以用來測(cè)

15、量直流電壓的大?。苛?、預(yù)習(xí)要求1、閱讀實(shí)驗(yàn)附錄中有關(guān)示波器部分內(nèi)容。2、已知C0.01f、R10K，計(jì)算圖12 RC移相網(wǎng)絡(luò)的阻抗角。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21為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器實(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u

16、i相位相反，幅值被放大了的輸出信號(hào)u0，從而實(shí)現(xiàn)了電壓放大。圖21 共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路在圖2-1電路中，當(dāng)流過偏置電阻RB1和RB2的電流遠(yuǎn)大于晶體管T的 基極電流IB時(shí)（一般510倍），則它的靜態(tài)工作點(diǎn)可用下式估算 UCEUCCIC（RCRE） 電壓放大倍數(shù) 輸 入 電 阻 RiRB1 /RB2 / rbe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

17、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，為了避免斷開集電極，所以采用測(cè)量電壓UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要測(cè)出UE，即可用算出IC（也可根據(jù)，由UC確定IC），同時(shí)也

18、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)管子集電極電流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輸入電壓ui，檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿

19、足要求。如不滿足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。(a) (b)圖22 靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)uO波形失真的影響改變電路參數(shù)UCC、RC、RB（RB1、RB2）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。圖23 電路參數(shù)對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響最后還要說明的是，上面所說的工作點(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，如輸入信號(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，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)載線的中點(diǎn)。2、放

20、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（2）輸入電阻Ri的測(cè)量為了測(cè)量放大器的輸入電阻，按圖24 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， 用交流毫伏表測(cè)出US和Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得 圖24 輸入、輸出電阻測(cè)量電路測(cè)量時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn):1）由于電阻R兩端沒有電路公共接地點(diǎn)，所以測(cè)量R兩端電壓 UR時(shí)必須分別測(cè)出US和U

21、i，然后按URUSUi求出UR值。2）電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，通常取R與Ri為同一數(shù)量級(jí)為好，本實(shí)驗(yàn)可取R12K。（3）輸出電阻R0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)即可求出 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)

22、象（如圖25）時(shí)，說明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線的中點(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?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UOPP來。圖 25 靜態(tài)工作點(diǎn)正常，輸入信號(hào)太大引起的失真（5）放大器幅頻特性的測(cè)量放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數(shù)AU與輸入信號(hào)頻率f 之間的關(guān)系曲線。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖26所示，Aum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)的倍，即0.707Aum所對(duì)應(yīng)的頻率分別稱為下限頻率fL和上限頻率fH，則通頻帶fBWfHfL。放大器的幅率特性就是測(cè)量不同頻率信號(hào)時(shí)

23、的電壓放大倍數(shù)AU。為此，可采用前述測(cè)AU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，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 3DG 9011(NPN) 3CG 9012(PNP) 9013(NPN)圖 26 幅頻特性曲線 圖27晶體三極管管腳排列三、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、萬用電表9、晶體三極管3DG6×1(50100)或9011&

24、#215;1 （管腳排列如圖27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21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應(yīng)采用專用電纜線或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的外包金屬網(wǎng)應(yīng)接在公共接地端上。1、調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)接通直流電源前，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IC2.0mA（即UE2.0V）， 用直流電壓表測(cè)量，記入表21。表2-1 IC2mA測(cè)量值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（K）注：斷電時(shí)測(cè)量RB2的值。2、測(cè)量電壓放大倍數(shù)在放大器輸入端加入

25、頻率為1KHz的正弦信號(hào)uS，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓Ui10mV，同時(shí)用示波器觀察放大器輸出電壓uO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。表22 Ic2.0mA Ui10mVRC（K）RL(K)Uo(V)AV觀察記錄一組uO和u1波形2.41.22.42.43、觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響置RC2.4K，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u0 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RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出u0的

26、波形，并測(cè)出失真情況下的IC和UCE值，記入表23中。每次測(cè)IC和UCE 值時(shí)都要將信號(hào)源的輸出旋鈕旋至零。表23 RC2.4K RL Ui0mVIC(mA)UCE(V)u0波形失真情況管子工作狀態(tài) *4、測(cè)量最大不失真輸出電壓置RC2.4K，RL2.4K，按照實(shí)驗(yàn)原理2.4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24。表24 RC2.4K RL2.4KIC(mA)Uim(mV)Uom(V)UOPP(V)*5、測(cè)量輸入電阻和輸出電阻置RC2.4K，RL2.4K，IC2.0mA。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

27、毫伏表測(cè)出US，Ui和UL記入表2-5；保持US不變，斷開RL，測(cè)量輸出電壓Uo，記入表2-5。表2-5 Ic2mA Rc2.4K RL2.4KUS(mv)Ui(mv)Ri（K）UL（V）UO（V）R0（K）測(cè)量值計(jì)算值測(cè)量值計(jì)算值*6、測(cè)量幅頻特性曲線取IC2.0mA，RC2.4K，RL2.4K。 保持輸入信號(hào)ui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26。表26 Ui mVflfofnf/KHzUO/VAVUO/Ui為了信號(hào)源頻率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)。說明：本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，其中帶*號(hào)可作為選作內(nèi)容。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、列表整理測(cè)量結(jié)

28、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)放大器電壓放大倍數(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)試過程中出現(xiàn)的問題。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，RB260K，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UB

29、E？ 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)偏置電阻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)什么問題。實(shí)驗(yàn)八：集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用模擬運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、研究由集成運(yùn)算放大

30、器組成的比例、加法、減法和積分等基本運(yùn)算電路的功能。2、了解運(yùn)算放大器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮的一些問題。二、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反饋電路時(shí)，可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。理想運(yùn)算放大器特性在大多數(shù)情況下，將運(yùn)放視為理想運(yùn)放，就是將運(yùn)放的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化，滿足下列條件的運(yùn)算放大器稱為理想運(yùn)放。開環(huán)電壓增益Aud=輸入阻抗ri=輸出阻抗ro=0帶寬 fBW=失調(diào)與漂移均為零等。理想運(yùn)放在線性應(yīng)用時(shí)的兩個(gè)重要特性：1、輸出電壓UO與

31、輸入電壓之間滿足關(guān)系式UOAud（U+U）由于Aud=，而UO為有限值，因此，U+U0。即U+U，稱為“虛短”。2、由于ri=，故流進(jìn)運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流可視為零，即IIB0，稱為“虛斷”。這說明運(yùn)放對(duì)其前級(jí)吸取電流極小。上述兩個(gè)特性是分析理想運(yùn)放應(yīng)用電路的基本原則，可簡(jiǎn)化運(yùn)放電路的計(jì)算?；具\(yùn)算電路（1）反相比例運(yùn)算電路電路如圖81所示。對(duì)于理想運(yùn)放， 該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為為了減小輸入級(jí)偏置電流引起的運(yùn)算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入平衡電阻R2R1 / RF。圖81 反相比例運(yùn)算電路 圖82 反相加法運(yùn)算電路（2）反相加法電路電路如圖82所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 R

32、3R1/ R2/ RF（3）同相比例運(yùn)算電路圖83(a)是同相比例運(yùn)算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 R2R1/ RF當(dāng)R1時(shí)，UOUi，即得到如圖83(b)所示的電壓跟隨器。圖中R2RF，用以減小漂移和起保護(hù)作用。一般RF取10K， RF太小起不到保護(hù)作用，太大則影響跟隨性。(a) 同相比例運(yùn)算電路 (b) 電壓跟隨器圖8-3 同相比例運(yùn)算電路（4）差動(dòng)放大電路（減法器）對(duì)于圖8-4所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng)R1R2，R3RF時(shí)， 有如下關(guān)系式 圖84 減法運(yùn)算電路圖 8-5 積分運(yùn)算電路（5）積分運(yùn)算電路反相積分電路如圖85所示。在理想化條件下，輸出電壓uO等于式中uC(o)是t0時(shí)

33、刻電容C兩端的電壓值，即初始值。如果ui(t)是幅值為E的階躍電壓，并設(shè)uc(o)0，則即輸出電壓 uO(t)隨時(shí)間增長(zhǎng)而線性下降。顯然RC的數(shù)值越大，達(dá)到給定的UO值所需的時(shí)間就越長(zhǎng)。積分輸出電壓所能達(dá)到的最大值受集成運(yùn)放最大輸出范圍的限值。在進(jìn)行積分運(yùn)算之前，首先應(yīng)對(duì)運(yùn)放調(diào)零。為了便于調(diào)節(jié)，將圖中K1閉合，即通過電阻R2的負(fù)反饋?zhàn)饔脦椭鷮?shí)現(xiàn)調(diào)零。但在完成調(diào)零后，應(yīng)將K1打開，以免因R2的接入造成積分誤差。K2的設(shè)置一方面為積分電容放電提供通路，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)積分電容初始電壓uC(o)0，另一方面，可控制積分起始點(diǎn)，即在加入信號(hào)ui后， 只要K2一打開， 電容就將被恒流充電，電路也就開始進(jìn)行積分

34、運(yùn)算。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、交流毫伏表 4、直流電壓表5、集成運(yùn)算放大器A741×1 電阻器、電容器若干四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)前要看清運(yùn)放組件各管腳的位置；切忌正、負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否則將會(huì)損壞集成塊。1、反相比例運(yùn)算電路（1）按圖81連接實(shí)驗(yàn)電路，接通±12V電源，輸入端對(duì)地短路，進(jìn)行調(diào)零和消振。（2）輸入f100Hz，Ui0.5V的正弦交流信號(hào)，測(cè)量相應(yīng)的UO，并用示波器觀察uO和ui的相位關(guān)系，記入表8-1。表8-1Ui0.5V，f100HzUi（V）U0（V）ui波形uO波形AV實(shí)測(cè)值計(jì)算值2、同相比例運(yùn)算電路（1

35、）按圖83(a)連接實(shí)驗(yàn)電路。實(shí)驗(yàn)步驟同內(nèi)容1，將結(jié)果記入表82。（2）將圖83(a)中的R1斷開，得圖83(b)電路重復(fù)內(nèi)容1。表82Ui0.5Vf100HzUi（V）UO(V)ui波形uO波形AV實(shí)測(cè)值計(jì)算值3、反相加法運(yùn)算電路（1）按圖82連接實(shí)驗(yàn)電路。調(diào)零和消振。（2）輸入信號(hào)采用直流信號(hào)，圖86所示電路為簡(jiǎn)易直流信號(hào)源，由實(shí)驗(yàn)者自行完成。實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意選擇合適的直流信號(hào)幅度以確保集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。用直流電壓表測(cè)量輸入電壓Ui1、Ui2及輸出電壓UO，記入表83。圖86 簡(jiǎn)易可調(diào)直流信號(hào)源表8-3Ui1(V)Ui2(V)UO(V)4、減法運(yùn)算電路（1）按圖84連接實(shí)驗(yàn)電路。調(diào)零和消振

36、。（2）采用直流輸入信號(hào)，實(shí)驗(yàn)步驟同內(nèi)容3，記入表84。表84Ui1(V)Ui2(V)UO(V)5、積分運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)電路如圖85所示。（1）打開K2，閉合K1，對(duì)運(yùn)放輸出進(jìn)行調(diào)零。（2）調(diào)零完成后，再打開K1，閉合K2，使uC(o)0。（3）預(yù)先調(diào)好直流輸入電壓Ui0.5V，接入實(shí)驗(yàn)電路，再打開K2，然后用直流電壓表測(cè)量輸出電壓UO，每隔5秒讀一次UO，記入表8-5，直到UO不繼續(xù)明顯增大為止。表85t(s)051015202530U0(V)五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出波形圖（注意波形間的相位關(guān)系）。2、將理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。3、分析討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問

37、題。六、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)集成運(yùn)放線性應(yīng)用部分內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)計(jì)算各電路輸出電壓的理論值。2、為了不損壞集成塊，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意什么問題？實(shí)驗(yàn)九：集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用信號(hào)處理有源濾波器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉用運(yùn)放、電阻和電容組成有源低通濾波、高通濾波和帶通、帶阻濾波器及其特性。2、學(xué)會(huì)測(cè)量有源濾波器的幅頻特性。二、實(shí)驗(yàn)原理1、低通濾波器低通濾波器是指低頻信號(hào)能通過而高頻信號(hào)不能通過的濾波器，用一級(jí)RC網(wǎng)絡(luò)組成的稱為一階RC有源低通濾波器，如圖13-1所示：圖9-1 基本的有源低通濾波器為了改善濾波效果，在圖9-1(a)的基礎(chǔ)上再加一級(jí)RC網(wǎng)絡(luò)，為了克服在截止頻率附近的通頻帶范圍內(nèi)幅度下降過

38、多的缺點(diǎn)，通常采用將第一級(jí)電容C的接地端改接到輸出端的方式，如圖9-2所示，即為一個(gè)典型的二階有源低通濾波器。圖9-2 二階低通濾波器這種有源濾波器的幅頻率特性為 （9-1）式中：為二階低通濾波器的通帶增益； 為截止頻率，它是二階低通濾波器通帶與阻帶的界限頻率。為品質(zhì)因數(shù)，它的大小影響低通濾波器在截止頻率處幅頻特性的形狀。注：式中S代表2、高通濾波器只要將低通濾波電路中起濾波作用的電阻、電容互換，即可變成有源高通濾波器，如圖9-3所示。其頻率響應(yīng)和低通濾波器是“鏡象”關(guān)系。圖9-3 高通濾波器這種高通濾波器的幅頻特性為 （9-2）式中，的意義與前同。3、帶通濾波器這種濾波電路的作用是只允許在某

39、一個(gè)通頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)通過，而比通頻帶下限頻率低和比上限頻率高的信號(hào)都被阻斷。典型的帶通濾波器可以從二階低通濾波電路中將其中一級(jí)改成高通而成。如圖9-4所示，它的輸入輸出關(guān)系為 （9-3）中心角頻率 （9-4）頻帶寬 （9-5）選擇性 （9-6）圖9-4 典型二階帶通濾波器這種電路的優(yōu)點(diǎn)是改變Rf和R1的比例就可改變頻帶寬而不影響中心頻率。4、帶阻濾波器如圖9-5所示，這種電路的性能和帶通濾波器相反，即在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號(hào)不能通過（或受到很大衰減），而在其余頻率范圍，信號(hào)則能順利通過。常用于抗干擾設(shè)備中。圖9-5 二階帶阻濾波器這種電路的輸入、輸出關(guān)系為 （9-7）式中：由式中可見，愈接近2，

40、愈大，即起到阻斷范圍變窄的作用。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、雙蹤示波器2、頻率計(jì)3、交流毫伏表4、信號(hào)發(fā)生器5、運(yùn)算放大器6、電阻器、電容器若干四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容a. 二階低通濾波器1、關(guān)閉系統(tǒng)電源。按圖9-2正確連接電路圖。連接信號(hào)源輸出和Ui。2、打開系統(tǒng)電源，調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出Ui = 1V（峰峰值）的正弦波，改變其頻率（接近理論上的截止頻率338Hz 附近改變），并維持Ui = 1V（峰峰值）不變，用示波器監(jiān)視輸出波形，用頻率計(jì)測(cè)量輸入頻率，用毫伏表測(cè)量輸出電壓UO，記入表9-1。表9-1f(Hz)U0(V)3、輸入方波，調(diào)節(jié)頻率（接近理論上的截止頻率338Hz附近調(diào)節(jié)），取Ui =1V（峰峰值），觀察輸出

41、波形，越接近截止頻率得到的正弦波越好，頻率遠(yuǎn)小于截止頻率時(shí)波形幾乎不變?nèi)詾榉讲?。有興趣的同學(xué)以下濾波器也可用方波作為輸入，因?yàn)榉讲l譜分量豐富，可以用示波器更好的觀察濾波器的效果。b. 二階高通濾波器1、關(guān)閉系統(tǒng)電源。按圖9-3正確連接電路圖。連接信號(hào)源輸出和Ui。2、打開系統(tǒng)電源，調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改變其頻率（接近理論上的高通截止頻率1.6K附近改變），并維持Ui =1V（峰峰值）不變，用示波器監(jiān)視輸出波形，用頻率計(jì)測(cè)量輸入頻率，用毫伏表測(cè)量輸出電壓UO，記入表9-2。表9-2f(Hz)U0(V)c. 帶通濾波器1、關(guān)閉系統(tǒng)電源。按圖9-4正確連接電路圖。連接信號(hào)

42、源輸出和Ui。2、打開系統(tǒng)電源。調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改變其頻率（接近中心頻率為1040Hz附近改變），并維持Ui =1V（峰峰值）不變，用示波器監(jiān)視輸出波形，用頻率計(jì)測(cè)量輸入頻率，用毫伏表測(cè)量輸出電壓U0，自擬表格記錄之。理論值中心頻率為1040Hz，上限頻率為1080Hz，下限頻率為990Hz。3、實(shí)測(cè)電路的中心頻率f04、以實(shí)測(cè)中心頻率為中心，測(cè)出電路的幅頻特性。d. 帶阻濾波器1、關(guān)閉系統(tǒng)電源。按圖9-5正確連接電路圖。連接信號(hào)源輸出和Ui。2、打開系統(tǒng)電源。調(diào)節(jié)信號(hào)源輸出Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改變其頻率，并維持Ui =1V（峰峰值）不變，用示波器監(jiān)視

43、輸出波形，用頻率計(jì)測(cè)量輸入頻率，用毫伏表測(cè)量輸出電壓UO。3、實(shí)測(cè)電路的中心頻率。4、測(cè)出電路的幅頻特性。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1 、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出各類濾波電路實(shí)測(cè)的幅頻特性。2 、根據(jù)實(shí)驗(yàn)曲線，計(jì)算截止頻率、帶寬及品質(zhì)因數(shù)。3 、總結(jié)有源濾波電路的特性。六、預(yù)習(xí)要求1 、復(fù)習(xí)教材有關(guān)濾波器的內(nèi)容。2 、有源濾波器和無源濾波器比較有何優(yōu)點(diǎn)？3 、分析圖9-2，寫出增益特性表達(dá)式，計(jì)算截止頻率，畫出幅頻特性曲線。實(shí)驗(yàn)十一：集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用波形發(fā)生器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、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)儀器1、雙蹤示波器2、頻率計(jì)

44、3、交流毫伏表三、實(shí)驗(yàn)原理1、RC橋式正弦波振蕩器（文氏電橋振蕩器）圖11-1 RC橋式正弦波振蕩器 圖11-1 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、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正向電阻的非線性特性來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。D1、D2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。電路的振蕩頻率 （11-1） 起振的幅值條件 （11-2）式中RF=RW+（R3|rD），rD二極管正向?qū)娮?。調(diào)整RW，使電路起振，且波形失真最小。如不能起振，則說明負(fù)反饋

45、太強(qiáng)，應(yīng)適當(dāng)加大RF。如波形失真嚴(yán)重，則應(yīng)適當(dāng)減小RF。改變選頻網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)C或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)。1、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11-2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)是線路簡(jiǎn)單，但三角波的線性度較差。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： （11-3）RW從中點(diǎn)觸頭分為RW1和RW2，。方波的輸出幅值 Uom=±Uz （11-4）式中Uz為兩級(jí)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓值。 三角波的幅值 （11-5）調(diào)節(jié)電位器

46、RW，可以改變振蕩頻率，但三角波的幅值也隨之變化。如要互不影響，則可通過改變RF（或CF）來實(shí)現(xiàn)振蕩頻率的調(diào)節(jié)。圖11-2 方波發(fā)生器2、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11-3所示，則比較器輸出的方波經(jīng)積分器積分可到三角波，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，使三角波線性大大改善。電路的振蕩頻率 （11-6）方波的幅值 UO1=±Uz （11-7）三角波的幅值 UO2=±R1·Uz /R2 （11-8）調(diào)節(jié)RW可以改變振蕩頻率，改變比值R1/R

47、2可調(diào)節(jié)三角波的幅值。圖11-3 三角波、方波發(fā)生器四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容a. RC橋式正弦波振蕩器1、關(guān)閉系統(tǒng)電源。按圖11-1連接實(shí)驗(yàn)電路，輸出端Uo接示波器。2、打開直流開關(guān)，調(diào)節(jié)電位器RW，使輸出波形從無到有，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。3、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+（運(yùn)放腳電壓）和U-（運(yùn)放腳電壓），分析研究振蕩的幅值條件。4、用示波器或頻率計(jì)測(cè)量振蕩頻率fO，然后在選頻網(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化情況

48、，并與理論值進(jìn)行比較。5、斷開二極管D1、D2，重復(fù)3）的內(nèi)容，將測(cè)試結(jié)果與3）進(jìn)行比較分析D1、D2的穩(wěn)幅作用。b. 方波發(fā)生器1、關(guān)閉系統(tǒng)電源。按圖11-2連接電路。2、打開直流開關(guān)，用雙蹤示波器觀察U01及U02的波形（注意對(duì)應(yīng)關(guān)系），調(diào)節(jié)RW輸出正弦波和方波。測(cè)量其幅值及頻率，記錄之。3、改變RW的值，觀察U01、U02幅值及頻率變化情況。改變RW并用頻率計(jì)測(cè)出頻率范圍并記錄。4、將RW恢復(fù)到中心位置，將穩(wěn)壓管D1兩端短接，觀察UO波形，分析D2的限幅作用。c. 三角波和方波發(fā)生器1、關(guān)閉系統(tǒng)電源。按圖11-3連接實(shí)驗(yàn)電路。2、打開直流開關(guān)，調(diào)節(jié)RW起振，用雙蹤示波器觀察UO1和UO2的波形，測(cè)其幅值、頻率及RW值，記錄之。3、改變RW的位置，觀察對(duì)UO1、UO2幅值及頻率的影響。4、改變R1（或R2），觀察對(duì)UO1、UO2幅值及頻率的影響。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)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。六、預(yù)習(xí)要求1 .復(fù)習(xí)教材有關(guān)各類波形發(fā)生器的內(nèi)容。2 .分析圖11-1中R3的作用和對(duì)輸出波形的影響。3 .設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格。實(shí)驗(yàn)十八：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、