模電實(shí)驗(yàn)教案實(shí)驗(yàn)

課程教課方案課程名稱：模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)任課教師：何淑珍所屬院部：電氣與信息工程學(xué)院講課班級(jí)：自動(dòng)化1301-02講課時(shí)間：2014—2015學(xué)年第二學(xué)期湖南工學(xué)院課程基本信息課程模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程代碼名稱學(xué)分種類必修課（√）選修課（）理論課（）任課何淑珍職稱教師

G04901941實(shí)驗(yàn)課（√）講課老師

總計(jì)：16學(xué)時(shí)講課：學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)：16學(xué)時(shí)上機(jī)：學(xué)時(shí)課程設(shè)計(jì)：周講課專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化1301-02對(duì)象

共2個(gè)班課程簡介（不高出1000字）基本教材和主要參考資料

本課程是電類專業(yè)學(xué)生的一門實(shí)踐必修課。本課程的目的是使學(xué)生掌握模擬電路方面的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)和實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生的基本技術(shù)、設(shè)計(jì)性綜合能力、創(chuàng)新能力和計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，提高學(xué)生在模擬電子方面剖析問題和解決問題的能力，把學(xué)生培養(yǎng)成愛思慮、愛實(shí)驗(yàn)、敢實(shí)驗(yàn)、會(huì)實(shí)驗(yàn)，善于將理論知識(shí)和實(shí)踐結(jié)合的高素質(zhì)硬件人才。課程主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有：單管共射極放大電路實(shí)驗(yàn)；負(fù)反響放大電路的仿真；基本運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)與測試；功率放大器的仿真；RC有源低通和帶阻濾波器的設(shè)計(jì)；RC正弦振蕩器的設(shè)計(jì)與調(diào)試；方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)和半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與測試共八個(gè)實(shí)驗(yàn)。本課程為觀察課程，分優(yōu)秀、優(yōu)秀、中等、及格和不及格五個(gè)等級(jí)。成績依照課堂實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)起訴況評(píng)定。教材：曹才開主編.電路與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，中南大學(xué)初版社，參照書：康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）（第五版）,高等教育初版社，曹才開主編，電工電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，清華大學(xué)初版社，實(shí)驗(yàn)一單管共射放大電路的研究一、本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容按要求連接實(shí)驗(yàn)電路，調(diào)試靜態(tài)工作點(diǎn)，測量電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻，剖析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響。二、講課目標(biāo)與要求學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，剖析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響；掌握放大器各性能指標(biāo)及最大不失真輸出電壓的測試方法；熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。三、講課重點(diǎn)難點(diǎn)1、靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試；2、輸入電阻、輸出電阻的測量。四、講課方法和手段課堂解說、操作、議論；五、作業(yè)與習(xí)題部署達(dá)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一單管共射放大電路的研究(考據(jù)性)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試方法，剖析靜態(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。實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備與器材見表。表實(shí)驗(yàn)1的設(shè)備與器材序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1實(shí)驗(yàn)臺(tái)1臺(tái)2雙蹤示波器1臺(tái)3交流毫伏表1只4萬用表1只5晶體管1只6電阻若干7電容若干實(shí)驗(yàn)電路與說明實(shí)驗(yàn)電路以以下列圖，為電阻分壓式工作點(diǎn)牢固單管放大器實(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，以牢固放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)在放大器的輸入端加入輸入信號(hào)ui后，在放大器的輸出端即可獲得一個(gè)與ui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。安裝電路時(shí)，要注意電解電容極性、直流電源正負(fù)極和信號(hào)源的極性。圖共射極單管放大器實(shí)驗(yàn)電路(以實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)電路參數(shù)為準(zhǔn))實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟（1）電路安裝安裝從前先檢查各元器件的參數(shù)可否正確，區(qū)分三極管的三個(gè)電極，并記錄其β值。②依照圖連接電路。電路連接達(dá)成后，應(yīng)認(rèn)真檢查連線可否正確、牢固。（2）測試靜態(tài)工作點(diǎn)電路安裝達(dá)成經(jīng)檢查無誤后，第一將直流穩(wěn)壓電源調(diào)到12V，接通直流電源前，先將RP調(diào)至最大，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器輸出旋鈕旋至零,再接通直流電源,調(diào)治RP，IC＝（即VE＝）。②測試電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，并將數(shù)據(jù)記錄在表中。表靜態(tài)工作點(diǎn)的測量Rb2=測試內(nèi)容VCC/VVBQ/VV/V/VICQ/mABEQVCEQ測量值理論計(jì)算值（3）測量電路動(dòng)向性能指標(biāo)①將信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)調(diào)到頻率為1kHz、峰峰值為30mV左右的正弦波，接到放大電路輸入端,今后用示波器觀察輸出信號(hào)的波形。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，要保證輸出信號(hào)不產(chǎn)生失真。如輸出信號(hào)產(chǎn)生失真，可合適減小輸入信號(hào)的幅度。②用雙蹤示波器觀察uO和ui的相位關(guān)系，用示波器測量下述二種情況下的UO值，并記錄在表中。表電路動(dòng)向性能指標(biāo)的測量測試不接負(fù)載（RL∞）接上負(fù)載（RLΩ）==內(nèi)容Us/mVUi/mVoUsUi/mVo/VU/V/mVU測量值（4）觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)輸出波形失真的影響Rc＝2kΩ，RL＝Ω，ui＝0，調(diào)治RP使Ic＝，測出Uce值，再逐漸加大輸入信號(hào)，使輸出電壓u0足夠大但不失真。今后保持輸入信號(hào)不變，分別增大和減小RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出u0的波形，并測出失真情況下的Ic和Uce值，記入表中。每次測IC和UCE值時(shí)都要將信號(hào)源的輸出旋鈕旋至零。表靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)波形影響觀察Rc＝ΩRL＝ΩUi＝mV2kIcUce/Vu0波形失真情況管子工作狀態(tài)/mA實(shí)驗(yàn)總結(jié)與剖析（1）用理論剖析方法計(jì)算出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，填入表中，再與測量值進(jìn)行比較，并剖析誤差的原因。（2）依照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出不接負(fù)載時(shí)對(duì)輸入電壓Ui的電壓放大倍數(shù)和對(duì)信號(hào)源Us的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。并與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，剖析產(chǎn)生誤差的原因。（3）回答以下問題：①放大電路所接負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，對(duì)電路的電壓放大倍數(shù)有何影響②怎樣用測量信號(hào)電壓的方法來測量放大電路的輸入電阻和輸出電阻講課后記：實(shí)驗(yàn)二負(fù)反響放大電路的仿真(考據(jù)性)一、本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容對(duì)無反響基本放大電路的動(dòng)向性能指標(biāo)和負(fù)反響放大器的動(dòng)向性能指標(biāo)進(jìn)行仿真測試。二、講課目標(biāo)與要求加深理解放大電路中引入負(fù)反響的方法和負(fù)反響對(duì)放大器性能的影響，掌握負(fù)反響放大器性能的測試方法。三、講課重點(diǎn)難點(diǎn)1、由負(fù)反響放大電路怎樣獲得對(duì)應(yīng)的基本放大電路；2、放大電路各項(xiàng)動(dòng)向性能指標(biāo)的測試。四、講課方法和手段課堂解說、操作、議論；五、作業(yè)與習(xí)題部署達(dá)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)二負(fù)反響放大電路的仿真（考據(jù)性）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）加深理解放大電路中引入負(fù)反響的方法；2）研究負(fù)反響對(duì)放大器性能的影響；3）掌握負(fù)反響放大器性能的測試方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材電腦一臺(tái)（仿真軟件或multisim）實(shí)驗(yàn)電路與說明由于晶體管的參數(shù)會(huì)隨著環(huán)境溫度改變而改變，不僅放大器的工作點(diǎn)、放大倍數(shù)不牢固，還存在失真、攪亂等問題。為改進(jìn)放大器的這些性能，常常在放大器中加入負(fù)反響環(huán)節(jié)。負(fù)反響在電子電路中有著特別廣泛的應(yīng)用,誠然它使放大器的放大倍數(shù)降低，但能在多方面改進(jìn)放大器的動(dòng)向指標(biāo)，如牢固放大倍數(shù)，改變輸入、輸出電阻，減小非線性失真和展寬通頻帶等。依照輸出端取樣方式和輸入端連接方式的不一樣樣，能夠把負(fù)反響放大器分成四種基本組態(tài)：電流串連負(fù)反響、電壓串連負(fù)反響、電流并聯(lián)負(fù)反響、電壓并聯(lián)負(fù)反響。圖為帶有負(fù)反響的兩級(jí)阻容耦合放大電路，在電路中經(jīng)過Rf把輸出電壓uo引回到輸入端，加在晶體管T1的發(fā)射極上，在發(fā)射極電阻Rf1上形成反響電壓uf。依照反響的判斷法可知，它屬于電壓串連負(fù)反響。圖帶有電壓串連負(fù)反響的兩級(jí)阻容耦合放大器（參數(shù)以實(shí)驗(yàn)電路為準(zhǔn)）主要性能指標(biāo)以下：（1）閉環(huán)電壓放大倍數(shù)（閉環(huán)增益）其中：，基本放大器（無反響）的電壓增益，即開環(huán)增益。，反響深度，其大小決定了負(fù)反響對(duì)放大器性能改進(jìn)的程度。（2）反響系數(shù)（3）輸入電阻式中：為基本放大器的輸入電阻。（4）輸出電阻式中：為基本放大器的輸出電阻，為基本放大器空載時(shí)的電壓放大倍數(shù)本實(shí)驗(yàn)需要測量基本放大器的動(dòng)向參數(shù)，怎樣實(shí)現(xiàn)無反響而獲得基本放大器呢不能夠夠簡單地?cái)嚅_反響支路，而是要去掉反響信號(hào)作用，但又要把反響網(wǎng)絡(luò)的影響（即負(fù)載效應(yīng)）考慮到基本放大器中去。為此：（1）在繪制基本放大器的輸入回路時(shí)，由于是電壓負(fù)反響，因此可將負(fù)反響放大器的輸出端交流短路，即令，此時(shí)Rf相當(dāng)于并聯(lián)在Rf1上。2）在繪制基本放大器的輸出回路時(shí)，由于輸入端是串連負(fù)反響，因此需要將反響送至放大器的連接處（T1的射極）開路，此時(shí)相當(dāng)于并接在輸出端。依照上述規(guī)律，就可以獲得所要求的以以下列圖的基本放大器。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1）啟動(dòng)EWB，繪制并保存圖所示電路。2）測試靜態(tài)工作點(diǎn)電路經(jīng)檢查無誤后，用直流電壓(流)表分別測量第一級(jí)、第二級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，記入表中。表靜態(tài)工作點(diǎn)測量數(shù)據(jù)UBQ/VUEQ/VUCQ/V第一級(jí)第二級(jí)（3）測試負(fù)反響放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)①將信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)調(diào)到頻率為1kHz、幅度為2mV左右的正弦波，接到負(fù)反響放大器的輸入端,今后用示波器觀察輸出信號(hào)的波形。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，要保證輸出信號(hào)不產(chǎn)生失真。如輸出信號(hào)產(chǎn)生失真，可合適減小輸入信號(hào)的幅度。②在uO不失真的情況下，用交流毫伏表測量US、Ui、Uo，記入表中。保持Us不變，斷開負(fù)載電阻RL，測量空載（）時(shí)的輸出電壓U’o，記入表中。4）測試基本放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)①將實(shí)驗(yàn)電路改接為圖的基本放大電路。合適減少US（約5mV），在輸出波形不失真的條件下，測量負(fù)反響放大器的Auf、Rif和ROf，記入表。保持US不變，斷開負(fù)載電阻RL（注意，Rf不要斷開），測量空載（）時(shí)的輸出電壓U’o，記入表中。表放大器各項(xiàng)指標(biāo)測量數(shù)據(jù)US/mVUi/mVUo/VU'’o/V(帶負(fù)載)AuRi/kΩRO/kΩ基本放大器（空載）US/mVUo/VU’o/VAufRif/kUi/mVROf/kΩ負(fù)反響放大器(帶負(fù)載)（空載）Ω實(shí)驗(yàn)總結(jié)與剖析（1）將基本放大器和負(fù)反響放大器動(dòng)向性能指標(biāo)的測量值與理論估計(jì)值進(jìn)行比較。2）依照實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電壓串連負(fù)反響對(duì)放大器性能的影響。3）回答以下問題：①怎樣把負(fù)反響放大器改接成基本放大器為什么要把Rf并接在輸入和輸出端②如輸入信號(hào)存在失真，可否用負(fù)反響來改進(jìn)（4）心喜悅會(huì)與其他。圖基本放大器（考慮反響支路的負(fù)載效應(yīng)）講課后記：實(shí)驗(yàn)三基本運(yùn)算放大電路的設(shè)計(jì)與測試（設(shè)計(jì)性）一、本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容用實(shí)驗(yàn)室供給的運(yùn)算放大器等元件組成比率運(yùn)算電路、加法減法運(yùn)算電路，微積分運(yùn)算電路，并測試設(shè)計(jì)電路性能。二、講課目標(biāo)與要求熟悉各種基本運(yùn)算電路的功能，并學(xué)會(huì)測試和剖析方法。三、講課重點(diǎn)難點(diǎn)1、基本運(yùn)算放大電路的設(shè)計(jì)；2、線路中直流電源的連接。四、講課方法和手段課堂解說、操作、議論；五、作業(yè)與習(xí)題部署達(dá)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)三基本運(yùn)算電路的設(shè)計(jì)與測試（設(shè)計(jì)性）實(shí)驗(yàn)?zāi)康难芯坑杉蛇\(yùn)算放大器組成的比率、加法、減法和積分等基本運(yùn)算電路的功能；學(xué)會(huì)上述電路的測試和剖析方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備與器材見表示。實(shí)驗(yàn)三的設(shè)備與器材序號(hào)名稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量備注1實(shí)驗(yàn)臺(tái)1臺(tái)2雙蹤示波器1臺(tái)3交流毫伏表1只4萬用表1只5集成運(yùn)算放大器μA7411片6電阻若干7電容若干8連接導(dǎo)線若干實(shí)驗(yàn)電路與說明集成運(yùn)算放大器是一種擁有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外面接入不一樣樣的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反響電路時(shí)，能夠靈便地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可組成比率、加法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路?；具\(yùn)算電路反比較率運(yùn)算電路電路以以下列圖。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R2＝R1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟實(shí)驗(yàn)前要看清運(yùn)放組件各管腳的地址；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）反比較率運(yùn)算電路①按圖連接實(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f＝100Hz，UiP-P＝的正弦交流信號(hào)，測量相應(yīng)的Uo，并用示波器觀察uo(t)和ui(t)的相位關(guān)系，記入表中。UiP-P＝，f＝100HzUi/VU0/Vui波形uo波形Au實(shí)測值計(jì)算值（2）積分運(yùn)算放大電路實(shí)驗(yàn)電路以以下列圖。取輸入信號(hào)為方波信號(hào)，頻率為1KHZ，幅值1-2V,觀察輸輸出信號(hào)波形，并測量輸出信號(hào)周期及幅值。表積分電路測量數(shù)據(jù)Ui、Uo理論波形Ui、Uo實(shí)質(zhì)波形C=C=uF實(shí)驗(yàn)總結(jié)與剖析整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出波形圖（注意波形間的相位關(guān)系）。將理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測數(shù)據(jù)比較較，剖析產(chǎn)生誤差的原因。剖析議論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題?；卮鹨韵聠栴}：①在反相加法器中，如Ui1和Ui2均采用直流信號(hào)，并選定Ui2＝－1V，當(dāng)考慮到運(yùn)算放大器的最大輸出幅度(±12V)時(shí)，｜Ui1｜的大小不應(yīng)高出多少伏②在積分電路中，如R1＝100kΩ，C＝μF，求時(shí)間常數(shù)。假設(shè)Ui＝，問要使輸出電壓UO達(dá)到5V，需多長時(shí)間（設(shè)uC(o)＝0）心喜悅會(huì)與其他。講課后記：實(shí)驗(yàn)四功率放大器的仿真（設(shè)計(jì)性）一、本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容連接乙類和甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放電路，調(diào)試電路除掉交越失真并在基本不失真的前提下盡可能大的輸出功率，測試功率放大器的性能參數(shù)等進(jìn)行仿真。二、講課目標(biāo)與要求進(jìn)一步理解OCL功率放大器的工作原理；學(xué)會(huì)OCL電路的調(diào)試及主要性能指標(biāo)的測試方法。三、講課重點(diǎn)難點(diǎn)1、最大不失真輸出電壓及輸出功率的測量；2、正確連接電路并調(diào)試電路，除掉交越失真，。四、講課方法和手段課堂解說、操作、議論；五、作業(yè)與習(xí)題部署達(dá)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)四功率放大器的仿真(設(shè)計(jì)性)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路輸出功率和效率的測量方法。2、觀察交越失真現(xiàn)象，理解戰(zhàn)勝交越失真的方法。3、加深理解乙類和甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的工作原理。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材電腦一臺(tái)（仿真軟件）三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法1、創(chuàng)辦實(shí)驗(yàn)電路啟動(dòng)EWB，創(chuàng)辦乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路以以下列圖并保存。圖乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路仿真圖圖甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路仿真圖2、觀察乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路以以下列圖。（1）設(shè)置信號(hào)發(fā)生器：選擇1KHz,1V的正弦波。（2）觀察交越失真的現(xiàn)象：運(yùn)行電路，觀察比較輸入電壓和輸出電壓波形。輸出電壓存在明顯的交越失真，保存并打印該失真波形。（3）改變信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)幅度，觀察信號(hào)大小對(duì)波形失真的影響。3、觀察甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路以以下列圖。（1）將實(shí)驗(yàn)電路改接成甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路：將B2斷開；將B11和B1相連，B22和B2相連。

B1和B2斷開，A和（2）觀察交越失真的除掉：輸入1KHz,1V的正弦波，運(yùn)行電路，觀察輸出波形，保存并打印該波形并與2中（2）結(jié)果比較。（3）調(diào)治電位器RP，觀察輸出電壓波形的變化，并剖析原因。（4）測量：電壓表設(shè)置為“AC”和測信號(hào)發(fā)生器輸出電流的電流表為“AC”,.運(yùn)行電路，調(diào)治輸入信號(hào)幅度，使輸出電壓為最大不失真電壓。將電壓表讀數(shù)計(jì)入表中，依照測量結(jié)果計(jì)算最大不失真輸出功率、電源供給功率和效率，并與理論值進(jìn)行比較。測量值理論公式理論值

表測量功率放大電路的性能UImax/VUomax/VPom/WPV/WηVCCVCC四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果剖析及總結(jié)1、用理論剖析方法計(jì)算最大不失真輸出功率、電源供給功率和效率，填入表1中，再與測量值進(jìn)行比較，并剖析誤差的原因。2、剖析總結(jié)輸入信號(hào)大小對(duì)交越失真程度的影響及戰(zhàn)勝交越失真的措施。預(yù)習(xí)要求1、熟悉相關(guān)OCL工作原理部分內(nèi)容；2、交越失真產(chǎn)生的原因是什么怎樣戰(zhàn)勝交越失真3、電路中電位器RP開路或短路，對(duì)電路工作有何影響4、EWB仿真實(shí)驗(yàn)中，怎樣調(diào)治電位器的阻值5、EWB仿真實(shí)驗(yàn)中，示波器應(yīng)怎樣操作最大輸出功率和效率的測試（1）測量最大輸出功率Pom以以下列圖，輸入端接入頻率為1KHZ的正弦信號(hào)ui，輸出端用示波器觀察輸出電壓uo波形。逐漸增大ui，是輸出電壓達(dá)到最大不失真輸出，并記入最大不失真輸出電壓幅值Uomm，則2）測量直流電源供給的功率PV及效率η當(dāng)輸出電壓為最大不失真輸出時(shí)，讀出串入電源進(jìn)線的直流毫安表的電流值，此電流即為直流電流供給的平均電流IdC（有必定誤差），由此可近似求得則講課后記：實(shí)驗(yàn)五RC有源低通和帶阻濾波器的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)性）一、本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容設(shè)計(jì)一階有源低通濾波電路、計(jì)算采用電路的各元件參數(shù)并調(diào)試；設(shè)計(jì)二階帶阻濾波電路、計(jì)算采用電路的各元件參數(shù)并調(diào)試。二、講課目標(biāo)與要求掌握濾波電路頻率特點(diǎn)的測量方法和主要參數(shù)的調(diào)整方法；認(rèn)識(shí)頻率特點(diǎn)對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，認(rèn)識(shí)濾波電路的應(yīng)用；牢固有源濾波電路的理論知識(shí)，加深理解濾波電路的作用。三、講課重點(diǎn)難點(diǎn)1、有源低通濾波器與有源帶阻濾波器的工作原理；2、波特圖儀的正確使用。四、講課方法和手段課堂解說、操作、議論；五、作業(yè)與習(xí)題部署達(dá)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)五RC有源低通與帶阻濾波器（設(shè)計(jì)性）實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諡V波電路頻率特點(diǎn)的測量方法和主要參數(shù)的調(diào)整方法；認(rèn)識(shí)頻率特點(diǎn)對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，認(rèn)識(shí)濾波電路的應(yīng)用；牢固有源濾波電路的理論知識(shí)，加深理解濾波電路的作用。實(shí)驗(yàn)電路與說明有源濾波器是一種重要的信號(hào)辦理電路，它能夠突出適用頻段的信號(hào)，衰減無用頻段的信號(hào)，控制攪亂和噪聲信號(hào)，達(dá)到選頻和提高信噪比的目的。實(shí)質(zhì)使用時(shí)，應(yīng)依照詳盡情況選擇低通、高通、帶通或帶阻濾波器，并確定濾波器的詳盡形式。有源濾波器實(shí)際上是一種擁有特定頻率響應(yīng)的放大器。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟一階有源低通濾波電路一階有源低通濾波電路以以下列圖。操作步驟以下：①啟動(dòng)EWB/Multisim，輸入并保存圖所示電路。②測試準(zhǔn)備：輸入幅度1V、1kHz的正弦波，運(yùn)行電路，用示波器觀察us、uo的波形，以保證電路正常工作。圖一階有源低通濾波電路③觀察并調(diào)整頻率特點(diǎn)測量幅頻特點(diǎn)：按表要求用波特圖儀測量幅頻特點(diǎn)，觀察電位器RP2和電容大小對(duì)截止頻率fH的影響，觀察電位器RP1大小對(duì)低頻增益Auf的影響。表測量剖析一階有源低通濾波電路的幅頻特點(diǎn)測試條件（R/kΩC/nF

Usm=1V）Rf/kΩ

測量值

Auf/dB理論值

測量值

fH/kHz理論值10022

100505

100觀察相頻特點(diǎn)：用波特圖儀觀察相頻特點(diǎn)，參數(shù)設(shè)置參照值為：特點(diǎn)測量選擇“Phase”，Vertical坐標(biāo)種類選擇“Lin”，其坐標(biāo)范圍選擇起點(diǎn)I為“0°”、終點(diǎn)F為“－90°”，Horizontal坐標(biāo)種類選擇“Log”，其坐標(biāo)范圍選擇起點(diǎn)I為“”、終點(diǎn)F為“10MHz”。④觀察低通濾波電路對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀狠斎敕葹?V的正弦波，觀察并比較信號(hào)頻率分別為1kHz和10kHz時(shí)輸出電壓uo波形形狀、大小的變化。將參數(shù)恢復(fù)為圖所示，進(jìn)行觀察比較，今后將輸入波形改成方波，再進(jìn)行觀察比較，并定性記錄波形。⑤設(shè)計(jì)一個(gè)低頻增益Auf為10dB、截止頻率fH為1kHz的低通濾波電路。100Hz二階帶阻濾波電路100Hz二階帶阻濾波電路以以下列圖。操作步驟以下：①輸入并保存圖所示電路。②用波特圖儀測量幅頻特點(diǎn)。測量并記錄通帶增益和帶阻濾波頻率。觀察改變電阻R或電容C的大小對(duì)截止頻率的影響。觀察電阻Rf的大小對(duì)通帶增益的影響。③觀察攪亂信號(hào)和帶阻濾波電路的濾波奏效。a．圖中攪亂信號(hào)ud為、100Hz的正弦波，適用信號(hào)us為1V、10Hz的正弦波，電路的輸入信號(hào)ui由這兩者疊加而成，因此，對(duì)適用信號(hào)而言，攪亂信號(hào)視為高頻攪亂，用示波器觀察這種高頻攪亂波形的特點(diǎn)，并定性記錄波形。今后運(yùn)行電路，用示波器比較ui和uo波形，觀察帶阻濾波電路的濾波奏效。100Hz二階帶阻濾波電路將適用信號(hào)us改為1kHz，這時(shí)ud波形為低頻攪亂波形，用示波器觀察其波形特點(diǎn)，并定性記錄波形。今后運(yùn)行電路，觀察帶阻濾波奏效。④設(shè)計(jì)一個(gè)50Hz二階帶阻濾波電路。實(shí)驗(yàn)總結(jié)與剖析整理測量記錄，剖析測量結(jié)果。畫出圖所示一階有源低通濾波電路的幅頻特點(diǎn)，總結(jié)其幅頻特點(diǎn)參數(shù)的調(diào)節(jié)方法。畫出圖所示電路輸入10kHz方波時(shí)的輸入、輸出波形，并剖析輸出波形失真的原因。畫出圖所示100Hz二階帶阻濾波電路的幅頻特點(diǎn)，總結(jié)其幅頻特點(diǎn)參數(shù)的調(diào)治方法。分別定性畫出有高頻攪亂和低頻攪亂的波形。講課后記：實(shí)驗(yàn)六RC正弦振蕩器的設(shè)計(jì)與調(diào)試（設(shè)計(jì)性）一、本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容依照實(shí)驗(yàn)室供給器材和設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)RC橋式正弦波振蕩器電路；連接電路、調(diào)試電路使之切合設(shè)計(jì)要求。二、講課目標(biāo)與要求掌握RC正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)方法和調(diào)試方法，學(xué)會(huì)安裝調(diào)試由分立元件組成的多級(jí)電子電路系統(tǒng)；學(xué)會(huì)振蕩頻率的測量方法。三、講課重點(diǎn)難點(diǎn)1、RC正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)；2、調(diào)試電路獲得基本不失真的正弦波輸出。四、講課方法和手段課堂解說、操作、議論；五、作業(yè)與習(xí)題部署達(dá)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)六RC正弦振蕩器的設(shè)計(jì)與調(diào)試（設(shè)計(jì)性）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)信號(hào)發(fā)生器的方法；2、掌握RC橋式振蕩電路元器件的選擇和振蕩電路的調(diào)整測試方法；3、培養(yǎng)獨(dú)立進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的能力。二、設(shè)計(jì)要求與技術(shù)指標(biāo)1、技術(shù)指標(biāo)用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)一RC橋式正弦波振蕩器：振蕩頻率在100HZ～2KHz內(nèi)均可（如160HZ），不要求頻率可調(diào)；輸出波形正負(fù)半周對(duì)稱、無明顯失真。2、設(shè)計(jì)要求1）設(shè)計(jì)上述電路，確定電路元件參數(shù)；2）確定調(diào)試方案，選擇實(shí)驗(yàn)儀器；3）聯(lián)接電路并調(diào)整測試，使電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3、預(yù)習(xí)要求1）掌握RC橋式振蕩電路的工作原理和各部分元器件的選擇；2）熟悉RC橋式振蕩電路的調(diào)試步驟；三、設(shè)計(jì)提示1、RC橋式振蕩電路設(shè)計(jì)的一般方法

圖適用RC橋式振蕩電路1）集成運(yùn)放的選擇對(duì)運(yùn)放的選擇，除要求輸入電阻高、輸出電阻低外，最主要的是運(yùn)放的增益帶寬積應(yīng)滿足以下條件，即振蕩輸出幅度比較大，集成運(yùn)下班作在大信號(hào)狀態(tài)，因此要求變換速率SR滿足該實(shí)驗(yàn)選擇741單運(yùn)放即可滿足要求。（2）選頻網(wǎng)絡(luò)元件值的確定依照振蕩頻率來選擇RC的大小。為了減小集成運(yùn)放輸入阻抗對(duì)振蕩頻率的影響，應(yīng)選擇較小的R，但為了減小集成運(yùn)放輸出阻抗對(duì)振蕩頻率的影響，又希望R大些。平時(shí)集成運(yùn)放的輸入電阻均比較大，因此R可取大些，一般可取幾千歐至幾十千歐的電阻。電容C一般應(yīng)大于幾百皮法，以減小電路寄生電容對(duì)振蕩頻率的影響，電容過大體使需采用電解電容是不合適的。因此，C可在幾百皮法至1微法之間選擇。為了提高振蕩頻率的牢固度，一般采用牢固性較好、精度較高的電阻和介質(zhì)耗費(fèi)較小的電容。（先確定電容C，再計(jì)算電阻。如可取C=微法）（3）負(fù)反響電路元件值的確定負(fù)反響電路元件參數(shù)的大小將決定閉環(huán)后的增益，各阻值選擇應(yīng)保證起振時(shí)放大電路閉環(huán)增益大于3。閉環(huán)增益大，起振簡單、輸出幅度大、但振蕩波形簡單產(chǎn)生失真；閉環(huán)增益小，輸出波形好，但幅度小且簡單停振。為了獲得牢固的、擁有必定幅度且失真小的振蕩波形，平時(shí)采用非線性電阻組成負(fù)反響電阻。用圖所示電路時(shí)，采用穩(wěn)幅二極管應(yīng)注意：①從幅度的溫度牢固性考慮，宜采用硅二極管；②為了保證正、負(fù)半波幅度對(duì)稱，穩(wěn)壓管V1、V2的特點(diǎn)應(yīng)一致。其次，電阻R3越大，負(fù)反響自動(dòng)調(diào)治作用越矯捷、穩(wěn)幅奏效越好；R3減小，波形失真可減小，但穩(wěn)幅奏效會(huì)變差，可見選擇R3時(shí)應(yīng)兩者兼顧。實(shí)踐證明，R3取幾千歐即可（也可經(jīng)過調(diào)試決定）。R1的阻值過大，則流過負(fù)反響電路的電流不足，會(huì)使二極管的非線性電阻特點(diǎn)不明顯；但R1的阻值過小，又會(huì)使集成運(yùn)放輸出電流過大。一般R1的阻值應(yīng)在數(shù)百歐到數(shù)千歐之間采用。當(dāng)R1、R3阻值確定后，可按：來采用RP的大小并留有必定的豐饒量。2、RC橋式振蕩電路的調(diào)試步驟1）檢查線路，應(yīng)特別注意檢查集成運(yùn)放輸出端可否短路，正、負(fù)電源可否接錯(cuò)，確認(rèn)沒有錯(cuò)誤后合上直流電源。2）用示波器觀察輸出端電壓波形，若沒有波形，應(yīng)調(diào)治RP以增大放大電路增益，直至出現(xiàn)振蕩波形為止。若有波形，且調(diào)治RP時(shí)輸出波形幅度發(fā)生變化，說明示波器所示波形是正常的振蕩波形。3）若振蕩波形嚴(yán)重失真，應(yīng)先調(diào)治RP減小其阻值或合適減小R3以減小放大電路增益。若波形不對(duì)稱，應(yīng)檢查二極管特點(diǎn)可否相同。4）振蕩頻率的調(diào)整。固定電容C、改變電阻或固定電阻R、改變電容C（串并聯(lián)R、C應(yīng)同步伐整），直至振蕩頻率達(dá)到要求時(shí)為止。3、輸出波形測量用示波器觀察輸出波形其波形可否滿足要求，并記錄輸出正弦波的頻率和幅值。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、畫出設(shè)計(jì)電路圖，列出元器件清單；2、寫出設(shè)計(jì)計(jì)算過程；3、制定調(diào)試步驟；4、記錄相關(guān)數(shù)據(jù)（頻率、波形、幅值等）并計(jì)算剖析頻率誤差。五、實(shí)驗(yàn)思慮與總結(jié)總結(jié)設(shè)計(jì)與調(diào)試領(lǐng)悟。附預(yù)習(xí)建議：1、自學(xué)理論課本§、§正弦波振蕩電路相關(guān)內(nèi)容；2、在上實(shí)驗(yàn)課從前設(shè)計(jì)好電路、選擇元件參數(shù)，并自行達(dá)成仿真實(shí)驗(yàn)。講課后記：實(shí)驗(yàn)七方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)性）一、本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)一常用的方波——三角波產(chǎn)生電路，確定電路方案計(jì)算并選擇元器件連接電路、調(diào)試。二、講課目標(biāo)與要求掌握方波、三角波產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)方法及工作原理；認(rèn)識(shí)集成運(yùn)放的波形變換及非線性應(yīng)用。三、講課重點(diǎn)難點(diǎn)1、方波、三角波信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)；2、調(diào)試電路，獲得基本不失真的方波和三角波輸出信號(hào)。四、講課方法和手段課堂解說、操作、議論；五、作業(yè)與習(xí)題部署達(dá)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)七方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)性）實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆辗讲ā遣óa(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)方法及工作原理。認(rèn)識(shí)集成運(yùn)算放大器的波形變換及非線性應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)電路與說明技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)用集成運(yùn)算放大器組成的方波—三角波產(chǎn)生電路。指標(biāo)要求以下：①方波。重復(fù)頻率：500Hz，相對(duì)誤差<±5％；脈沖幅度：±（6～）V②三角波。重復(fù)頻率：500Hz，相對(duì)誤差<±5％；幅度：～2V設(shè)計(jì)要求①依照指標(biāo)要求確定電路方案，計(jì)算并采用各單元電路的元件參數(shù)。②調(diào)試測量方波產(chǎn)生電路輸出方波的幅度和重復(fù)頻率，使之滿足設(shè)計(jì)要求；③測量電路輸出三角波的幅度和重復(fù)頻率，并檢查可否滿足設(shè)計(jì)要求。預(yù)習(xí)要求①掌握集成運(yùn)算放大器波形變換與非正弦波產(chǎn)生電路的工作原理。②熟悉其設(shè)計(jì)和調(diào)試方法。設(shè)計(jì)電路提示能產(chǎn)生方波（或矩形波）的電路形式很多。如由門電路、集成運(yùn)算放大器或555準(zhǔn)時(shí)器組成的多諧振蕩器均能產(chǎn)生矩形波。再經(jīng)積分電路產(chǎn)生三角波（或鋸齒波）。下面僅介紹由集成運(yùn)算放大器組成的方波—三角波產(chǎn)生電路。①簡單的方波—三角波產(chǎn)生電路圖簡單的方波—三角波產(chǎn)生電路圖所示是由集成運(yùn)算放大器組成的反相輸入施密特觸發(fā)器（即遲滯比較強(qiáng)）構(gòu)成的多諧振蕩器，RC積分電路起反響及延緩作用，電容上的電壓uC即是它的輸入電壓，近似于三角波，這是一種簡單的方波—三角波產(chǎn)生電路，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但輸出三角波的線性度差。該電路的相關(guān)計(jì)算公式為：振蕩周期：（）輸出三角波uC的幅度：（）輸出方波uO的幅度：（）②常用的方波—三角波產(chǎn)生電路圖常用的方波—三角波產(chǎn)生電路圖所示是由集成運(yùn)算放大器組成的一種常用的方波—三角波產(chǎn)生電路。圖中運(yùn)算放大器A1與電阻R1、R2組成同相輸入施密特觸發(fā)器（即遲滯比較器）。運(yùn)算放大A2與RC組成積分電路，兩者形成閉合回路。在A2的輸出端獲得線性較好的三角波，A1輸出端信號(hào)為方波。（為方波；為三角波）。由圖不難剖析該電路的相關(guān)計(jì)算公式為：振蕩周期：（）輸出方波uO1的幅度：（）輸出三角波uO2的幅度：（）元件參數(shù)確定與元件選擇①選擇集成運(yùn)算放大器由于方波的前后沿與用作開關(guān)器件的A1的變換速率SR相關(guān)，因此當(dāng)輸出方波的重復(fù)頻率較高時(shí)，集成運(yùn)算放大器A1應(yīng)采用高速運(yùn)算放大器，一般要求采用通用型運(yùn)放即可。集成運(yùn)算放大器A2的選擇原則是：為了減小積分誤差，應(yīng)采用輸入失調(diào)參數(shù)小，開環(huán)增益高、輸入電阻高、開環(huán)帶寬較寬的運(yùn)算放大器。②選擇穩(wěn)壓二極管DZ穩(wěn)壓二極管DZ的作用是限制和確定方波的幅度，因此要依照設(shè)計(jì)所要求的方波幅度來選擇穩(wěn)壓管的牢固電壓VZ。其他，方波幅度和寬度的對(duì)稱性也與穩(wěn)壓管的對(duì)稱性相關(guān)，為了獲得對(duì)稱的方波輸出，平時(shí)應(yīng)采用高精度的雙向穩(wěn)壓管（如2DW7型）。R3為穩(wěn)壓管的限流電阻，其值由所采用的穩(wěn)壓管的牢固電流決定。③確定正反響回路電阻R1與R2圖或圖所示電路中，R1與R2的比值決定了運(yùn)算放大器A1的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)電平（即上、下門檻電壓），也就是決定了三角波的輸出幅度。因此依照設(shè)計(jì)所要求的三角波輸出幅度，由式（）或式（）能夠確定R1與R2的阻值。④確定積分時(shí)間常數(shù)RC積分元件R、C的參數(shù)值應(yīng)依照方波和三角波所要求的重復(fù)頻率來確定。當(dāng)正反響回路電阻R1與R2的阻值確定今后，再采用電容C值，由式（）或式（）求得R。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1）依照設(shè)計(jì)要求和實(shí)驗(yàn)室所供給器材，確定原理電路并選定元器件參數(shù)。2）按設(shè)計(jì)電路接線，3）調(diào)試電路，并記錄相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)與剖析實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求①設(shè)計(jì)電路圖。②元件參數(shù)的確定和元器件的選擇。③記錄并整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出輸出電壓uO的波形（標(biāo)出幅值、周期、相位關(guān)系），剖析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出相應(yīng)結(jié)論。④將實(shí)驗(yàn)獲得的振蕩頻率、輸出電壓的幅值分別與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，剖析產(chǎn)生誤差的原因。思慮與總結(jié)①若要求輸出占空比可調(diào)的矩形脈沖，電路應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)②總結(jié)設(shè)計(jì)與調(diào)試領(lǐng)悟。講課后記：實(shí)驗(yàn)八半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與測試（綜合性）一、本次實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容依照設(shè)計(jì)要求分別進(jìn)行變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)，并測試對(duì)應(yīng)電路的性能指標(biāo)。二、講課目標(biāo)與要求熟悉單相橋式整流、電容濾波電路的特點(diǎn)；掌握串連型晶體管穩(wěn)壓電源主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。三、講課重點(diǎn)難點(diǎn)1、各單元電路的設(shè)計(jì)；2、各單元電路性能指標(biāo)測試，。四、講課方法和手段課堂解說、操作、議論；五、作業(yè)與習(xí)題部署達(dá)成實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)八半導(dǎo)體直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與測試（綜合性）實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜蜗鄻蚴秸?、電容濾波電路的特點(diǎn)；掌握串連型晶體管穩(wěn)壓電源主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法；實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備與器材見表