《模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

北方民族大學(xué)BeifangUniversityofNationalities《模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》課程指導(dǎo)書北方民族大學(xué)教務(wù)處0/37#*7、測(cè)量幅頻特性曲線取I=2.0mA,R=2.4KQ,R=2.4KQ。保持輸入信號(hào)u的幅度不變，改變信號(hào)源頻率f,逐CCLi點(diǎn)測(cè)出相應(yīng)的輸出電壓U。，記入表2—6。表2—6U=mvi說(shuō)明：本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多,其中3、5可作為選作內(nèi)容。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、認(rèn)真做實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2、討論并總結(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)放大器輸出波形的影響。3、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)。4、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(wèn)題？5、閱讀有關(guān)放大器干擾和自激振蕩消除內(nèi)容。五、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B=100,R=20KQ,R=60KQ,R=2.4KQ,R=2.4KQ。B1B2CL估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，電壓放大倍數(shù)A,輸入電阻R和輸出電阻RViO2、能否用直流電壓表直接測(cè)量晶體管的U?為什么實(shí)驗(yàn)中要采用測(cè)U、U,再間接算出U的BEBEBE方法?3、怎樣測(cè)量R阻值？B24、當(dāng)調(diào)節(jié)偏置電阻R，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U怎樣變B2CE化？5、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。6、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。

注：附圖2—1所示為共射極單管放大器與帶有負(fù)反饋的兩級(jí)放大器共用實(shí)驗(yàn)?zāi)K。如將「K2斷開(kāi)，則前級(jí)（I）為典型電阻分壓式單管放大器；如將「k2接通，貝y前級(jí)（I）與后級(jí)（II）接通，組成帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋兩級(jí)放大器。SIK1052K2.4K41HI01-1B.2Kicjk24k0k[1—-1卜20HSIK1052K2.4K41HI01-1B.2Kicjk24k0k[1—-1卜20H附圖2—1實(shí)驗(yàn)三差動(dòng)放大器、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深對(duì)差動(dòng)放大器性能及特點(diǎn)的理解。2、學(xué)習(xí)差動(dòng)放大器主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)原理圖3—1是差動(dòng)放大器的基本結(jié)構(gòu)。它由兩個(gè)元件參數(shù)相同的基本共射放大電路組成。當(dāng)開(kāi)關(guān)K撥向左邊時(shí)，構(gòu)成典型的差動(dòng)放大器。調(diào)零電位器Rp用來(lái)調(diào)節(jié)T2管的靜態(tài)工作點(diǎn)，使得輸入信號(hào)U=0時(shí)，雙端輸出電壓U=0。R為兩管共用的發(fā)射極電阻，它對(duì)差模信號(hào)無(wú)負(fù)反饋?zhàn)饔?，因而不iO影響差模電壓放大倍數(shù)，但對(duì)共模信號(hào)有較強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)饔?，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。當(dāng)開(kāi)關(guān)K撥向右邊時(shí)，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大器。它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻R,E可以進(jìn)一步提高差動(dòng)放大器抑制共模信號(hào)的能力。1、靜態(tài)工作點(diǎn)的估算(1)典型電路|U-U\_EERBE|U-U\_EERBE(認(rèn)為UB1=UB2~0)I=IC1C2E2E(2)恒流源電路^^(U+|U)-UR+RCCBEIUIU—2-C3E3RE3

C1C12C32、差模電壓放大倍數(shù)和共模電壓放大倍數(shù)當(dāng)差動(dòng)放大器的射極電阻R足夠大，或采用恒流源電路時(shí)，差模電壓放大倍數(shù)A由輸出端方式TOC\o"1-5"\h\zEd決定，而與輸入方式無(wú)關(guān)。雙端輸出：R=g,R在中心位置時(shí),EP△UO△UO-△UiPCR+r+(1+B)RBbe2P單端輸出AUc2AUc2當(dāng)輸入共模信號(hào)時(shí)，若為單端輸出，則有C1C2△U△U■CT-BRbeC1C2△U△U■CT-BRbe若為雙端輸出，在理想情況下+(1+B)(-R+2R)22REAUO實(shí)際上由于元件不可能完全對(duì)稱，因此Ac也不會(huì)絕對(duì)等于零。3、共模抑制比CMRR為了表征差動(dòng)放大器對(duì)有用信號(hào)（差模信號(hào)）的放大作用和對(duì)共模信號(hào)的抑制能力，通常用一個(gè)綜合指標(biāo)來(lái)衡量，即共模抑制比ACMRRACMRR=fAc或CMRR=20Log片(dB)c差動(dòng)放大器的輸入信號(hào)可采用直流信號(hào)也可采用交流信號(hào)。本實(shí)驗(yàn)由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器提供頻率f=1KHZ的正弦信號(hào)作為輸入信號(hào)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、典型差動(dòng)放大器性能測(cè)試按圖3-1連接實(shí)驗(yàn)電路，開(kāi)關(guān)K撥向左邊構(gòu)成典型差動(dòng)放大器。1）測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)節(jié)放大器零點(diǎn)信號(hào)源不接入。將放大器輸入端A、B與地短接，接通±12V直流電源，用直流電壓表測(cè)量輸出電壓U。，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器Rp,使U°=0。調(diào)節(jié)要仔細(xì)，力求準(zhǔn)確。測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)零點(diǎn)調(diào)好以后，用直流電壓表測(cè)量T、T管各電極電位及射極電阻R兩端電壓U,記入表3—1。12ERE

表3-1測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)URE(V)計(jì)算值I(mA)I(mA)U(V)EcCE2）測(cè)量差模電壓放大倍數(shù)斷開(kāi)直流電源，將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出端接放大器輸入A端，地端接放大器輸入B端，構(gòu)成單端輸入方式，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)為頻率f=lKHz的正弦信號(hào)，并使輸出旋鈕旋至零（先使U等于0）,i用示波器監(jiān)視輸出端（集電極q或c2與地之間）。接通±12V直流電源，逐漸增大輸入電壓U（100mV，用交流毫伏表測(cè)量），在輸出波形無(wú)失真的i情況下，用交流毫伏表測(cè)u.,u,u,記入表3—2中，并觀察u,u與u之間的相位關(guān)系。ic1c2c1c2i3）測(cè)量共模電壓放大倍數(shù)將放大器A、B短接，信號(hào)源接A端與地之間，構(gòu)成共模輸入方式，調(diào)節(jié)輸入信號(hào)f=lkHz,U=1Vi（用交流毫伏表測(cè)量），在輸出電壓無(wú)失真的情況下，測(cè)量u,u之值記入表3—2，并觀察u,uc1c2c1c2與u之間的相位關(guān)系。i表3-2測(cè)量電壓放大倍數(shù)典型差動(dòng)放大電路具有恒流源差動(dòng)放大電路單端輸入共模輸入單端輸入共模輸入u.uci(V)uc2(V)A=dlu//A=氣du//A=uciClu//A=Fcu//CMRR=|Adi|Aci2、具有恒流源的差動(dòng)放大電路性能測(cè)試將圖3—1電路中開(kāi)關(guān)K撥向右邊，構(gòu)成具有恒流源的差動(dòng)放大電路。重復(fù)內(nèi)容1—2）、1—3）的要求，記入表3—2。相位關(guān)系的記錄方法：1、典型差動(dòng)放大電路單端輸入時(shí)，U與U之間的相位（相同或者相反），u與U之間C1iC2i的相位（相同或者相反）；典型差動(dòng)放大電路共模輸入時(shí)，U與U之間的相位（相同或者相反），u與U之間的C1iC2i相位（相同或者相反）；2、具有恒流源差動(dòng)放大電路單端輸入時(shí)，uc1與匕之間的相位（相同或者相反），uC2與u之間的相彳（相同或者相反）；i具有恒流源差動(dòng)放大電路共模輸入時(shí)，u與u之間的相位（相同或者相反），u與uC1iC2i之間的相位（相同或者相反）。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，列表比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論估算值，分析誤差原因。1）靜態(tài)工作點(diǎn)和差模電壓放大倍數(shù)。2）典型差動(dòng)放大電路單端輸出時(shí)的CMRR實(shí)測(cè)值與理論值比較。3）典型差動(dòng)放大電路單端輸出時(shí)CMRR的實(shí)測(cè)值與具有恒流源的差動(dòng)放大器CMRR實(shí)測(cè)值比較。2、比較匕，ud和巴之間的相位關(guān)系。3、根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)電阻R和恒流源的作用。E五、預(yù)習(xí)要求1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)，估算典型差動(dòng)放大器和具有恒流源的差動(dòng)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)及差模電壓放大倍數(shù)（取B]=B2=100）。2、測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，放大器輸入端A、B與地應(yīng)如何連接？3、實(shí)驗(yàn)中怎樣獲得雙端和單端輸入差模信號(hào)？怎樣獲得共模信號(hào)？畫出A、B端與信號(hào)源之間的連接圖。4、怎樣進(jìn)行靜態(tài)調(diào)零點(diǎn)？用什么儀表測(cè)U。？5、怎樣用交流毫伏表測(cè)雙端輸出電壓U。？實(shí)驗(yàn)四電壓串聯(lián)(并聯(lián))負(fù)反饋放大電路的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解引入負(fù)反饋后對(duì)放大器主要性能的影響。2、掌握深度負(fù)反饋條件下，各項(xiàng)性能的測(cè)試方法。二、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在實(shí)際的負(fù)反饋電路里，有四種常見(jiàn)的組態(tài)：電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)、電流并聯(lián)。引入負(fù)反饋后，放大電路的許多性能得到改善，如：提高了輸出的穩(wěn)定性；改善了輸入、輸出電阻(增大或減小)；展寬頻帶；降低非線性失真。電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路是基本運(yùn)算電路。本實(shí)驗(yàn)僅對(duì)電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻及上限頻率進(jìn)行測(cè)試。電壓串聯(lián)負(fù)反饋，即同相比例運(yùn)算電路，其主要特點(diǎn)是：V=V=v，集成運(yùn)放的共模電壓等+—i于輸入電壓，對(duì)集成運(yùn)放的CMRR要求比較高。由于是串聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻比開(kāi)環(huán)時(shí)增加1+AF倍。由于是電壓負(fù)反饋，輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。電壓并聯(lián)深度負(fù)反饋，即反相比例運(yùn)算電路,集成運(yùn)放的反相輸入端為虛地點(diǎn)，集成運(yùn)放的共模輸入電壓近似為0,故這種電路對(duì)運(yùn)放的CMRR要求低。由于是并聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻低，R=R。由于是電壓負(fù)反饋，輸出電阻小，if1R心0，帶負(fù)載能力強(qiáng)。of三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(一)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路1、電路的電壓放大倍數(shù)Af令R=10kOR=100kORz=10k□TOC\o"1-5"\h\z1F輸入：f=500Hz,V=0.5v的正弦信號(hào)，測(cè)量V值，計(jì)算AioVfA=V/VVfoi該電路中，當(dāng)R=0,R'=g時(shí)，A是多少？請(qǐng)實(shí)際測(cè)一測(cè)，這種電路叫什么電路？特點(diǎn)是什FVf

2、電路的輸入電阻2、電路的輸入電阻R儀器V(v)V(v)Af（計(jì)算值）A.（理論值）毫伏表io示波器表4-1測(cè)量電壓放大倍數(shù)if在R前面串接R,令R=1M0，測(cè)量V、V，計(jì)算R。1SSSiifVR=二-R辻V-VsSi表4-2測(cè)量輸入電阻儀器V”(v)V(v)R.f（計(jì)算值）R”（理論值）毫伏表示波器3、電路的輸出電阻Rof令R=5100輸入：f=500Hz,V=0.5v的正弦信號(hào)，測(cè)量并記錄：當(dāng)R=a時(shí)的V值；當(dāng)R=5100iLoL時(shí)的V值，計(jì)算R。TOC\o"1-5"\h\zoLofV-V口R==0L-RofVL*4、測(cè)量電路的上限頻率f0*4、測(cè)量電路的上限頻率f儀器V(v)V(v)V.(v)Rf（計(jì)算值）R”（理論值）毫伏表iooL示波器表4-3測(cè)量輸出電阻HfTOC\o"1-5"\h\z輸入：V=0.5v的正弦信號(hào)，保持V不變，改變信號(hào)頻率，測(cè)量f（當(dāng)V或A下降到0.707iiHfoVf倍中頻放大倍數(shù)時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率值）5、觀察A點(diǎn)電位令V為：0.1v、0.2v、0.5v、0.6v時(shí)，測(cè)量A點(diǎn)電位。i表4-4觀察A點(diǎn)電位V(v)0.1v0.2v0.5v0.6viV(有R”)6、設(shè)計(jì)一個(gè)負(fù)反饋放大器，要求A=10，輸入阻抗R>1M0。畫出電路圖，計(jì)算電路參數(shù),Vfif并實(shí)際測(cè)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（二）電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路

自行設(shè)計(jì)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、計(jì)算Af的理論值。2、什么是“虛短”現(xiàn)象？什么是“虛斷”現(xiàn)象？什么是“虛地點(diǎn)”？請(qǐng)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明。五、思考題1、電壓串聯(lián)負(fù)反饋的特點(diǎn)是什么？在什么情況下被采用？2、若在測(cè)電路的輸入電阻之后，忘記拆掉串在R前面的R（1M），就接著測(cè)量電路f，這時(shí)1SHf測(cè)得的f值應(yīng)該是偏高還是偏低？試說(shuō)明信號(hào)源內(nèi)阻的大小，對(duì)于電壓串聯(lián)負(fù)反饋的反饋效果影響Hf如何？對(duì)于電壓并聯(lián)負(fù)反饋的反饋效果影響如何？3、電壓并聯(lián)負(fù)反饋的特點(diǎn)是什么？在什么情況下被采用？六、備注同相輸入反相輸入輸岀正電源同相輸入反相輸入輸岀正電源負(fù)電源11N+——虹齡11N4UI-10UT——4OUTV_uA741通用高增益運(yùn)算通用放大器，早些年最常用的運(yùn)放之一?應(yīng)用非常廣泛，雙列直插8腳或圓筒8腳封裝?？梢源鷵Q的其他運(yùn)放有,uA709,LM301,LM308,LF356QP07,op37,max427等。實(shí)驗(yàn)五集成運(yùn)放基本運(yùn)算電路、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、研究由集成運(yùn)算放大器組成的比例、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(wèn)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(kāi)環(huán)電壓增益輸入阻抗輸出阻抗帶寬A=8udr=ooir=0of=^BW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:輸出電壓U。與輸入電壓之間滿足關(guān)系式U=A(U—u)TOC\o"1-5"\h\zOud+—由于A=g,而U為有限值，因此，U—U~0。即U~U，稱為“虛短”udO+—+—由于r=-，故流進(jìn)運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電流可視為零，即I=0,稱為“虛斷”這說(shuō)明運(yùn)iIB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。基本運(yùn)算電路1.加法器是指輸出信號(hào)為幾個(gè)輸入信號(hào)之和的放大器。用數(shù)學(xué)式子表示為:12n

TOC\o"1-5"\h\zVVVV二iil+i2+T3++infRRRR于是有V0=于是有V0=i1i2i3in如果各電阻的阻值不同,則可作為比例加法器，則有V0=-RR匚V+—V+RiiRi212R+-fVRin如果各電阻的阻值不同,則可作為比例加法器，則有V0=-RR匚V+—V+RiiRi212R+-fVRinn2、減法器是指輸出信號(hào)為兩個(gè)輸入信號(hào)之差的放大器。用數(shù)學(xué)關(guān)系表示時(shí)，可寫為：y=X]-x2下圖為減法器的基本結(jié)構(gòu)圖。由于V=VABV-VV-V.—ilA=—A0=iRRifR=Vfi2R+R1(已知R=R)3f所以V0乞(y-v)Ril13、積分器是指輸出信號(hào)為輸入信號(hào)積分后的結(jié)果，用數(shù)學(xué)關(guān)系表示為:y=Jtxdt0右圖是最基本的積分器的結(jié)構(gòu)圖。這里反饋網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)部分用電容來(lái)代替電阻，則有:而jj=上式表示了輸出信號(hào)是輸入信號(hào)積分的結(jié)果。dxdt4、微分器。微分是積分的反運(yùn)算，微分器是指輸出信號(hào)為輸入信號(hào)微分運(yùn)算的結(jié)果。用數(shù)學(xué)式dxdt下圖示出微分器的基本原理圖，利用“虛斷”和和“虛短”的概念，可以建立以下關(guān)系式:

三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)反相加法運(yùn)算電路、減法運(yùn)算電路、積分運(yùn)算電路，并設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表格。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(wèn)題。實(shí)驗(yàn)提示：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。四、實(shí)驗(yàn)參考方案%100K反相比例放大電路表5-1Ui0.3V0.4V0.5V毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)V0（理論值）V0（測(cè)量值）反相加法運(yùn)算電路1）按下圖連接實(shí)驗(yàn)電路。2）調(diào)節(jié)信號(hào)源的輸出。用交流毫伏表或示波器測(cè)量輸入電壓V及A、B點(diǎn)電壓V和V,及輸出iAB電壓V°,數(shù)據(jù)記入表5—2。

表5-2Ui0.1V0.2V0.3V毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)UAUV0（理論值）V0（測(cè)量值）3.減法運(yùn)算電路ifRf1nnku1UUH色10K^3iRJ]00KRJ]00KR110K10K%R21CIOSiX表5—3Ui0.5V1.0V1.5V毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)毫伏表讀數(shù)示波器讀數(shù)UAUBV0（理論值）V0（測(cè)量值）五、思考題為了不損壞集成塊，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意什么問(wèn)題?實(shí)驗(yàn)六集成運(yùn)放比較器、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握電壓比較器的電路構(gòu)成及特點(diǎn)。2、學(xué)會(huì)測(cè)試比較器的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理電壓比較器是集成運(yùn)放非線性應(yīng)用電路，它將一個(gè)模擬量電壓信號(hào)和一個(gè)參考電壓相比較，在二者幅度相等的附近，輸出電壓將產(chǎn)生躍變，相應(yīng)輸出高電平或低電平。比較器可以組成非正弦波形變換電路及應(yīng)用于模擬與數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。圖6—1所示為一最簡(jiǎn)單的電壓比較器，U為參考電壓，加在運(yùn)放的同相輸入端，輸入電壓u加Ri在反相輸入端。(a)電路圖(a)電路圖圖6—1電壓比較器當(dāng)uVU時(shí)，運(yùn)放輸出高電平，穩(wěn)壓管Dz反向穩(wěn)壓工作。輸出端電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定iR電壓U,即u=UTOC\o"1-5"\h\zZOZ當(dāng)u>U時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，D正向?qū)?，輸出電壓等于穩(wěn)壓管的正向壓降卩，即口=—卩iRZDoD因此，以U為界，當(dāng)輸入電壓u變化時(shí)，輸出端反映出兩種狀態(tài)：高電位和低電位。Ri表示輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的特性曲線，稱為傳輸特性。圖6—1(b)為(a)圖比較器的傳輸特性。常用的電壓比較器有過(guò)零比較器、具有滯回特性的過(guò)零比較器、雙限比較器(又稱窗口比較器)等。1、過(guò)零比較器電路如圖6—2所示為加限幅電路的過(guò)零比較器，Dz為限幅穩(wěn)壓管。信號(hào)從運(yùn)放的反相輸入端輸入，參考電壓為零,從同相端輸入。當(dāng)U>0時(shí)，輸出U=-(U+U),當(dāng)UV0時(shí)，U=+(U+U)。其電iOZDiOZD壓傳輸特性如圖6—2(b)所示。過(guò)零比較器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，但抗干擾能力差。

——U1—(+Ud)——U1—(+Ud)(a)過(guò)零比較器2、滯回比較器(b)電壓傳輸特性圖6—2過(guò)零比較器圖6—3為具有滯回特性的過(guò)零比較器。過(guò)零比較器在實(shí)際工作時(shí)，如果u恰好在過(guò)零值附近，i則由于零點(diǎn)漂移的存在，uo將不斷由一個(gè)極限值轉(zhuǎn)換到另一個(gè)極限值，這在控制系統(tǒng)中，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)將是很不利的。為此，就需要輸出特性具有滯回現(xiàn)象。如圖6—3所示，從輸出端引一個(gè)電阻分壓正反饋支路到同相輸入端，若u改變狀態(tài)，工點(diǎn)也隨著改變電位，使過(guò)零點(diǎn)離開(kāi)原來(lái)位置。當(dāng)u為正TOC\o"1-5"\h\zo0R(記作U+)u二2,u，則當(dāng)u>u后，u即由正變負(fù)(記作U),此時(shí)U變?yōu)橐籙。故只有ER+R+iE0-EEf2當(dāng)u下降到一U以下，才能使u再度回升到U,于是出現(xiàn)圖6-3(b)中所示的滯回特性。一U與U的i￡0+￡￡差別稱為回差。改變R2的數(shù)值可以改變回差的大小。(a)電路圖L.+r門—(b)(a)電路圖L.+r門—(b)傳輸特性0omaxUi0omaxUi圖6—3滯回比較器3、窗口(雙限)比較器簡(jiǎn)單的比較器僅能鑒別輸入電壓u比參考電壓U高或低的情況，窗口比較電路是由兩個(gè)簡(jiǎn)單比-R較器組成，如圖6-4所示，它能指示出u值是否處于U；和u—之間。如U—VUVS，窗口比較器的輸出電壓U等于運(yùn)放的正飽和輸出電壓(+U)，如果UVU-或U>U+，則輸出電壓U等于運(yùn)放b)傳輸特性

圖6—4由兩個(gè)簡(jiǎn)單比較器組成的窗口比較器三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)過(guò)零比較器、反相滯回比較器、同相滯回比較器、窗口比較器，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制各類比較器的傳輸特性曲線2、總結(jié)幾種比較器的特點(diǎn)，闡明它們的應(yīng)用。四、實(shí)驗(yàn)參考方案1、過(guò)零比較器實(shí)驗(yàn)電路如圖6—2所示。接通±12V電源。測(cè)量u懸空時(shí)的U值。iOu輸入500Hz、幅值為2V的正弦信號(hào)，觀察ufu波形并記錄。iiO改變u幅值，測(cè)量傳輸特性曲線。i2、反相滯回比較器實(shí)驗(yàn)電路如圖6—5所示。按圖接線，u接+5V可調(diào)直流電源，測(cè)出u由+Uf—U時(shí)u的臨界值。TOC\o"1-5"\h\ziOomcxomcxi同上，測(cè)出u由一Uf+U時(shí)u的臨界值。Oomcxomcxiu接500Hz，峰值為2V的正弦信號(hào)，觀察并記錄ufu波形。iiO將分壓支路100K電阻改為200K，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)定傳輸特性。丄￡I圖6—5反相滯回比較器3、同相滯回比較器實(shí)驗(yàn)線路如圖6—6所示參照2，自擬實(shí)驗(yàn)步驟及方法。將結(jié)果與2進(jìn)行比較。4、窗口比較器參照?qǐng)D6-4自擬實(shí)驗(yàn)步驟和方法測(cè)定其傳輸特性。五、預(yù)習(xí)要求1、復(fù)習(xí)教材有關(guān)比較器的內(nèi)容2、畫出各類比較器的傳輸特性曲線。3、若要將圖6-4窗口比較器的電壓傳輸曲線高、低電平對(duì)調(diào)，應(yīng)如何改動(dòng)比較器電路。實(shí)驗(yàn)七RC正弦波振蕩器、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步學(xué)習(xí)RC正弦波振蕩器的組成及其振蕩條件2、學(xué)會(huì)測(cè)量、調(diào)試振蕩器。二、實(shí)驗(yàn)原理從結(jié)構(gòu)上看，正弦波振蕩器是沒(méi)有輸入信號(hào)的，帶選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大器。若用R、C元件組成選頻網(wǎng)絡(luò)，就稱為RC振蕩器，一般用來(lái)產(chǎn)生1Hz?1MHz的低頻信號(hào)。1、RC移相振蕩器電路型式如圖7—1所示，選擇R?Rj。圖7圖7—1RC移相振蕩器原理圖12n：6RC振蕩頻率振蕩頻率f-12n：6RC振蕩頻率振蕩頻率f-1O2tRC起振條件IA1>3電路特點(diǎn)可方便地連續(xù)改變振蕩頻率,波形。便于加負(fù)反饋穩(wěn)幅，容易得到良好的振蕩起振條件電路特點(diǎn)放大器A的電壓放大倍數(shù)|A丨＞29簡(jiǎn)便，但選頻作用差，振幅不穩(wěn)，頻率調(diào)節(jié)不便，一般用于頻率固定且穩(wěn)定性要求不咼的場(chǎng)合。頻率范圍幾赫?數(shù)十千赫。O2、RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（文氏橋）振蕩器電路型式如圖7—2所示。圖7—2RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩器原理圖3、雙T選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩器電路型式如圖7—3所示。振蕩頻率f=丄05RCR…起振條件R'<2IAF|>1電路特點(diǎn)選頻特性好，調(diào)頻困難，適于產(chǎn)生單一頻率的振蕩。注：本實(shí)驗(yàn)采用兩級(jí)共射極分立元件放大器組成RC正弦波振蕩器。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩器按圖7—4組接線路。圖7—4RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩器(2)斷開(kāi)RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，測(cè)量放大器靜態(tài)工