模擬電子線路實驗指導書in

模擬電子線路實驗指導書福州大學物理與信息工程學院目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"實驗一 三種常用電子儀器的使用 1\o"CurrentDocument"實驗二 單管低頻放大器的設計安裝和調試 5\o"CurrentDocument"實驗三 負反饋放大器的設計和測量 12\o"CurrentDocument"實驗四 差分放大器 16\o"CurrentDocument"實驗五 集成運算放大器應用電路的設計與測量 20\o"CurrentDocument"實驗六 整流與穩(wěn)壓電路 24\o"CurrentDocument"實驗七 無變壓器低頻功率放大器 26實驗一三種常用電子儀器的使用一、實驗目的、學習電子電路實驗中常用的電子儀器——示波器、函數信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表等的主要技術指標、性能及正確使用方法。、初步掌握用示波器觀察正弦信號波形和讀取波形參數的方法。二、實驗原理在模擬電子電路實驗中，經常使用的電子儀器有示波器、函數信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表及頻率計等。它們和萬用電表一起，可以完成對模擬電子電路的靜態(tài)和動態(tài)工作情況的測試。實驗中要對各種電子儀器進行綜合使用，可按照信號流向，以連線簡捷，調節(jié)順手，觀察與讀數方便等原則進行合理布局，各儀器與被測實驗裝置之間的布局與連接如圖1－1所示接線時應注意，為防止外界干擾，各儀器的共公接地端應連接在一起，稱共地。信號源和交流毫伏表的引線通常用屏蔽線或專用電纜線，示波器接線使用專用電纜線，直流電源的接線用普通導線。圖1－1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量儀器，它既能直接顯示電信號的波形，又能對電信號進行各種參數的測量?，F著重指出下列幾點：1）、尋找掃描光跡將示波器Y軸顯示方式置“Y]”或“丫2”，輸入耦合方式置“GND”，開機預熱后，若在顯示屏上不出現光點和掃描基線，可按下列操作去找到掃描線：①適當調節(jié)亮度旋鈕。②觸發(fā)方式開關置“自動”。③適當調節(jié)垂直（“）、水平（工）“位移”旋鈕，使掃描光跡位于

屏幕中央。（若示波器設有“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“Y]”、“丫2”、“Y]+Y2”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頻率較高時使用?！皵嗬m(xù)”顯示一般適宜于輸入信號頻率較底時使用。3） 、為了顯示穩(wěn)定的被測信號波形，“觸發(fā)源選擇”開關一般選為“內”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號取自示波器內部的Y通道。4） 、觸發(fā)方式開關通常先置于“自動”調出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開關于“常態(tài)”，通過調節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。有時，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會出現閃爍的光跡，但被測信號的波形不在X軸方向左右移動，這樣的現象仍屬于穩(wěn)定顯示。5） 、適當調節(jié)“掃描速率”開關及“Y軸靈敏度”開關使屏幕上顯示一?二個周期的被測信號波形。在測量幅值時，應注意將“Y軸靈敏度微調”旋鈕置于“校準”位置，即順時針旋到底，且聽到關的聲音。在測量周期時，應注意將“X軸掃速微調”旋鈕置于“校準”位置，即順時針旋到底，且聽到關的聲音。還要注意“擴展”旋鈕的位置。根據被測波形在屏幕坐標刻度上垂直方向所占的格數（div或cm）與“Y軸靈敏度”開關指示值（v/div）的乘積，即可算得信號幅值的實測值。根據被測信號波形一個周期在屏幕坐標刻度水平方向所占的格數（div或cm）與“掃速”開關指示值（t/div）的乘積，即可算得信號頻率的實測值。2、 函數信號發(fā)生器函數信號發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號波形。輸出電壓最大可達20V。通過輸出衰減開關和輸出幅度調節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級到伏級范圍內連續(xù)調P－P節(jié)。函數信號發(fā)生器的輸出信號頻率可以通過頻率分檔開關進行調節(jié)。函數信號發(fā)生器作為信號源，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，用來測量正弦交流電壓的有效值。為了防止過載而損壞，測量前一般先把量程開關置于量程較大位置上，然后在測量中逐檔減小量程三、實驗設備與器件1、函數信號發(fā)生器 2、雙蹤示波器3、交流毫伏表3、交流毫伏表4、直流電源5、萬用表四、實驗內容1、直流穩(wěn)壓電源的使用。使用萬用表直流電壓檔，測量直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓。改變電源的輸出電壓，并相應調節(jié)萬用表檔位，萬用表讀數與電源輸出讀數的差別。2、函數信號發(fā)生器的使用。練習函數信號發(fā)生器前面板上各個旋鈕、開關的使用，學習如何調節(jié)信號發(fā)生器的輸出。、用交流毫伏表測量信號參數調節(jié)函數信號發(fā)生器有關旋鈕，使輸出頻率為1KHz,峰-峰值分別為0?20V之間的某個數值（信號發(fā)生器示值）的正弦波信號。調整交流毫伏表至合適檔位，測量信號發(fā)生器輸出信號，將數據記入表1－1表1—1信號源輸出電壓（p-p）毫伏表讀數峰-峰值（計算） |調節(jié)函數信號發(fā)生器有關旋鈕，使輸出信號峰-峰值為10V,頻率分別為0?200KHZ范圍內若干個頻率的正弦波信號。調整交流毫伏表至合適檔位，測量信號發(fā)生器輸出信號，將數據記入表1—2表1—2f(Hz)毫伏表讀數4、用示波器測量信號參數調節(jié)函數信號發(fā)生器有關旋鈕，使輸出頻率為1KHz,峰-峰值分別為0?20V之間的某個數值（信號發(fā)生器示值）的正弦波信號。調整示波器，測量信號發(fā)生器輸出信號，將數據記入表1—3.表1－3信號電壓示波器測量值(p—p)檔位（V/div）峰-峰波形高度（格）Vp-p(V)有效值（V）信號電壓示波器測量值(p—p)檔位（V/div）峰-峰波形高度（格）Vp-p(V)有效值（V）調節(jié)函數信號發(fā)生器有關旋鈕，使輸出信號峰-峰值為10V,頻率分別為1KHz?200KHZ范圍內若干個頻率的正弦波信號。調整示波器，測量信號發(fā)生器輸出信號，將數據記入表1－4。表1－4示波器測量值信號頻率（Hz）檔位（t/div）一周期波形寬度（格）Tf(Hz)實驗二單管低頻放大器的設計安裝和調試一、實驗目的1、學會放大器靜態(tài)工作點的調試方法，分析靜態(tài)工作點對放大器性能的影響。2、掌握放大器電壓放大倍數、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驗設備的使用。二、實驗原理圖2－1為電阻分壓式工作點穩(wěn)定單管放大器實驗電路圖。它的偏置電路采用R和R組B1B2成的分壓電路，并在發(fā)射極中接有電阻R，以穩(wěn)定放大器的靜態(tài)工作點。當在放大器的輸入E端加入輸入信號u后，在放大器的輸出端便可得到一個與u相位相反，幅值被放大了的輸出ii信號u，從而實現了電壓放大。0圖2－1共射極單管放大器實驗電路在圖2—1電路中，當流過偏置電阻R和R的電流遠大于晶體管T的B1B2基極電流I時（一般5?10倍），則它的靜態(tài)工作點可用下式估算BRU沁 UBR+RCCB1B2U-U丁―B BEUIR cEU=U—I(R+R)CECCCCE電壓放大倍數

R//R//CLrbe輸入電阻R=R//R//riB1B2be輸出電阻R~ROC由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設計和制作晶體管放大電路時，離不開測量和調試技術。在設計前應測量所用元器件的參數，為電路設計提供必要的依據，在完成設計和裝配以后，還必須測量和調試放大器的靜態(tài)工作點和各項性能指標。一個優(yōu)質放大器，必定是理論設計與實驗調整相結合的產物。因此，除了學習放大器的理論知識和設計方法外，還必須掌握必要的測量和調試技術。放大器的測量和調試一般包括：放大器靜態(tài)工作點的測量與調試，消除干擾與自激振蕩及放大器各項動態(tài)參數的測量與調試等。1、 放大器靜態(tài)工作點的測量與調試靜態(tài)工作點的測量測量放大器的靜態(tài)工作點，應在輸入信號u=0的情況下進行，即將放大器輸入端與地i端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測量晶體管的集電極電流I以C及各電極對地的電位U、U和U。一般實驗中，為了避免斷開集電極，所以采用測量電壓UTOC\o"1-5"\h\zBC E E或U，然后算出I的方法，例如，只要測出U，即可用C C EI?I=—^算出I(也可根據I=一吒，由U確定I)，CER C C R C CEC同時也能算出U=U－U，U=U－U。BEBECECE為了減小誤差，提高測量精度，應選用內阻較高的直流電壓表。靜態(tài)工作點的調試放大器靜態(tài)工作點的調試是指對管子集電極電流I(或U)的調整與測試。C CE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生飽和失真，此時u的負半周將被削底，如圖2—2(a)所示；如O工作點偏低則易產生截止失真，即u的正半周被縮頂(一般截止失真不如飽和失真明顯)，O如圖2—2(b)所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點以后還必須進行動態(tài)調試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓u，檢查輸出電壓u的大小和波形是iO否滿足要求。如不滿足，則應調節(jié)靜態(tài)工作點的位置。

圖2—2靜態(tài)工作點對uO波形失真的影響改變電路參數U、圖2—2靜態(tài)工作點對uO波形失真的影響CCCBB1RB2）RB2）都會引起靜態(tài)工乍點的變化，如圖2—3所示。但通2、放大器動態(tài)指標測試放大器動態(tài)指標包括電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓（動態(tài)范圍）和通頻帶等。1）電壓放大倍數A的測量V調整放大器到合適的靜態(tài)工作點，然后加入輸入電壓u,在輸出電壓u不失真的情況下,iO用交流毫伏表測出u和u的有效值U和U，貝Ui o i O

UA二亠vUi2）輸入電阻R的測量i為了測量放大器的輸入電阻，按圖2－4電路在被測放大器的輸入端與信號源之間串入一已知電阻R,在放大器正常工作的情況下，用交流毫伏表測出U和U，則根據輸入電阻的SiUIi定義可得UIi-RR圖2圖2－4輸入、輸出電阻測量電路測量時應注意下列幾點:由于電阻R兩端沒有電路公共接地點，所以測量R兩端電壓U時必須分別測出U和RSU，然后按U=U-U求出U值。i RSi R電阻R的值不宜取得過大或過小，以免產生較大的測量誤差，通常取R與R為同一i數量級為好，本實驗可取R=1?2KQ。3） 輸出電阻R的測量0按圖2-4電路，在放大器正常工作條件下，測出輸出端不接負載R的輸出電壓U和接入LO負載后的輸出電壓U，根據LU= ￡ULR+ROOL即可求出R=（匕-1）ROULL在測試中應注意，必須保持R接入前后輸入信號的大小不變。L4） 最大不失真輸出電壓U的測量（最大動態(tài)范圍）OPP

如上所述，為了得到最大動態(tài)范圍，應將靜態(tài)工作點調在交流負載線的中點。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號的幅度，并同時調節(jié)R（改變靜態(tài)工作點），用示波W器觀察u，當輸出波形同時出現削底和縮頂現象（如圖2—5）時，說明靜態(tài)工作點已調在交O流負載線的中點。然后反復調整輸入信號，使波形輸出幅度最大，且無明顯失真時，用交流毫伏表測出U（有效值），則動態(tài)范圍等于2J2U?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出U來。O 0 OPP5）放大器幅頻特性的測量放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數A與輸入信號頻率f之間的關系曲線。單U管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖2—5）放大器幅頻特性的測量放大器的幅頻特性是指放大器的電壓放大倍數A與輸入信號頻率f之間的關系曲線。單U管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖2—6所示，A為中頻電壓放大倍數，通常規(guī)定電um壓放大倍數隨頻率變化下降到中頻放大倍數的1/J2倍，即0.707A所對應的頻率分別稱為下um限頻率f和上限頻率f，則通頻帶 f=f—fLHBWHL放大器的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數A。為此，可采用前述測AUU的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應的電壓放大倍數，測量時應注意取點要恰當，在低頻段與高頻段應多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不得失真。圖2—6幅頻特性曲線3DG9011(NPN)3CG9012(PNP)9013(NPN)圖2—7晶體三極管管腳排列三、實驗設備與器件1、+12V直流電源2、函數信號發(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8、萬用電表9、晶體三極管3DG6X1(0—50?100)或9011X1(管腳排列如圖2—7所示)電阻器、電容器若干四、實驗內容實驗電路如圖2－1所示。各電子儀器可按實驗一中圖1－1所示方式連接，為防止干擾各儀器的公共端必須連在一起，同時信號源、交流毫伏表和示波器的引線應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應接在公共接地端上。1、調試靜態(tài)工作點接通直流電源前，先將R調至最大，函數信號發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接通+12V電源、W調節(jié)R,使I=1.0mA,用直流電壓表測量U、U、U及用萬用電表測量R值。記入表2—1。WCBECB2表2-1 I=1mAC測量值 計算值U(V)U(V)U(V)R(KQ)U(V)U(V)I(mA)CE2、測量電壓放大倍數在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號u,調節(jié)函數信號發(fā)生器的輸出旋鈕使放大S器輸入電壓U10mV，同時用示波器觀察放大器輸出電壓Ul波形，在波形不失真的條件下用i交流毫伏表測量下述三種情況下的U值，記入表2—2。O表2—2 Ic=1.0mAU=10mViU(V)A L V 3、觀察靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響-10-保持輸入信號不變，分別增大和減小R，使波形出現失真，繪出u的波形。W0表2－44、測量輸入電阻和輸出電阻置I=1.0mA。輸入f=lKHz的正弦信號，在輸出電壓u不失真的情況下，用交流毫伏Co表測出U,U和U記入表2-6。SiL保持U不變，斷開R，測量輸出電壓U，記入表2-6。SLo表2-6I=1mAcU UR(KQ)U UR(KQ)iUL(V)UO(V)R(KQ)05、測量幅頻特性曲線取I=1.0mA，保持輸入信號u的幅度不變，改變信號源頻率f,逐點測出相應的輸出電Ci壓U，記入表2－7。O表2—7 U=mVif(KHz)U(V)A=U/U V Oi為了信號源頻率f取值合適，可先粗測一下，找出中頻范圍，然后再仔細讀數。

實驗三負反饋放大器的設計和測量一、實驗目的加深理解放大電路中引入負反饋的方法和負反饋對放大器各項性能指標的影響。二、實驗原理負反饋在電子電路中有著非常廣泛的應用,雖然它使放大器的放大倍數降低，但能在多方面改善放大器的動態(tài)指標，如穩(wěn)定放大倍數，改變輸入、輸出電阻，減小非線性失真和展寬通頻帶等。因此，幾乎所有的實用放大器都帶有負反饋。負反饋放大器有四種組態(tài)，即電壓串聯，電壓并聯，電流串聯，電流并聯。本實驗以電壓串聯負反饋為例，分析負反饋對放大器各項性能指標的影響。1、圖4—1為帶有負反饋的兩級阻容耦合放大電路，在電路中通過R把輸出電壓u引回fo到輸入端，加在晶體管T的發(fā)射極上，在發(fā)射極電阻R上形成反饋電壓u。根據反饋的判斷1F1f法可知，它屬于電壓串聯負反饋。主要性能指標如下1)閉環(huán)電壓放大倍數AVfAVfV1+AFVV其中A=U/U—基本放大器(無反饋)的電壓放大倍數，即開環(huán)電壓放大倍數。其中VOi1＋AF—反饋深度，它的大小決定了負反饋對放大器性能改善的程度。1＋AF—反饋深度，它的大小決定了負反饋對放大器性能改善的程度。VV圖3—1帶有電壓串聯負反饋的兩級阻容耦合放大器RFlR+RfFl3)輸入電阻R=(1+AF)RifVViR—基本放大器的輸入電阻i4)輸出電阻ROfROfO1+AFVOVR—基本放大器的輸出電阻OA一基本放大器R=8時的電壓放大倍數VO L2、本實驗還需要測量基本放大器的動態(tài)參數，怎樣實現無反饋而得到基本放大器呢？不能簡單地斷開反饋支路，而是要去掉反饋作用，但又要把反饋網絡的影響(負載效應)考慮到基本放大器中去。為此:在畫基本放大器的輸入回路時，因為是電壓負反饋，所以可將負反饋放大器的輸出端交流短路，即令u=0,此時R相當于并聯在R上。O f F1在畫基本放大器的輸出回路時，由于輸入端是串聯負反饋，因此需將反饋放大器的輸入端(T管的射極)開路，此時(R+R)相當于并接在輸出端?？山普J為R并接在輸1 fF1 f出端。根據上述規(guī)律，就可得到所要求的如圖4－2所示的基本放大器。圖3－圖3－2基本放大器卜fRL*Fl三、實驗設備與器件1、+12V直流電源2、函數信號發(fā)生器3、雙蹤示波器4、頻率計5、交流毫伏表6、直流電壓表7、 晶體三極管3DG6X2（0=50?100）或9011X2電阻器、電容器若干。四、實驗內容1、 測量靜態(tài)工作點按圖3－1連接實驗電路，取U=＋12V，U=0，I=1.0mA，I=2.0mA用直流電壓表CCiC1C2分別測量第一級、第二級的靜態(tài)工作點，記入表3-1。U(V)BU(V)EU(V)C第一級第二級I(mA)C2、測試基本放大器的各項性能指標將實驗電路按圖3-2改接，即把R斷開后分別并在R和R上，其它連線不動。fF1L1）測量中頻電壓放大倍數A，輸入電阻R和輸出電阻R。ViO以f=1KHZ,U約5mV正弦信號輸入放大器，用示波器監(jiān)視輸出波形u，在u不失SOO真的情況下，用交流毫伏表測量U、U、U，記入表3—2。SiL保持U不變，斷開負載電阻R（注意，R不要斷開），測量空載時的輸出電壓U，記入S L f O表3-2。表3-2基本放大器U(mV)U(mV)U(V)U(V)AVR(KQ)R(KQ)負反饋放大器U(mV)U(mV)U(V)U(V)AVfR(KQ)R(KQ)-14-2） 測量通頻帶接上R，保持1）中的U不變，然后增加和減小輸入信號的頻率，找出上、下限頻率fLSh和f，記入表3－3。l3、測試負反饋放大器的各項性能指標將實驗電路恢復為圖3—1的負反饋放大電路。適當加大U（約10mV）,在輸出波形不S失真的條件下，測量負反饋放大器的A、R和R,記入表3—2；測量f和f，記入表3Vfif Of hf Lf—3。表3—3f(KHz)f(KHz)基本放大器—L H f(KHz)Lff(KHz)Lff(KHz)Hf負反饋放大器實驗四差分放大器一、實驗目的1、加深對差分放大器性能及特點的理解2、學習差分放大器主要性能指標的測試方法二、實驗原理圖4－1是差分放大器的基本結構。它由兩個元件參數相同的基本共射放大電路組成。當開關K撥向左邊時，構成典型的差動放大器。調零電位器R用來調節(jié)T、T管的靜態(tài)工作P12點，使得輸入信號U=0時，雙端輸出電壓U=0。R為兩管共用的發(fā)射極電阻，它對差模iOE信號無負反饋作用，因而不影響差模電壓放大倍數，但對共模信號有較強的負反饋作用，故可以有效地抑制零漂，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。TT2UIeT3ReRe3Rp1OOQI|lciIC2|IRciQlOKRczQlOK+-?———oUoTT2UIeT3ReRe3Rp1OOQI|lciIC2|IRciQlOKRczQlOK+-?———oUoo^—>+Ucco+12VRi68KR236K一Uee o-12VH51OQ-T RbBo1 IZ3-10K510QRb■<=1-10K10K5.IK圖4－1差分放大器實驗電路當開關K撥向右邊時，構成具有恒流源的差動放大器。它用晶體管恒流源代替發(fā)射極電阻R，也是起到抑制零點漂移穩(wěn)定靜態(tài)工作點的作用。E1、靜態(tài)工作點的估算典型電路IJueeI°be（認為U=U~0）E R B1B2E

2EC1C22E恒流源電路R2 (u +|u|)-uR+RCC EE BEI?I 2-C3E3 RC1C12C32、差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數當差動放大器的射極電阻R足夠大，或采用恒流源電路時，差模電壓放大倍數A由輸出Ed端方式決定，而與輸入方式無關。雙端輸出:R=8,R在中心位置時,EP△UC1C12C32、差模電壓放大倍數和共模電壓放大倍數當差動放大器的射極電阻R足夠大，或采用恒流源電路時，差模電壓放大倍數A由輸出Ed端方式決定，而與輸入方式無關。雙端輸出:R=8,R在中心位置時,EP△UO

△UiPRCR+r+—(1+P)RBbe2 P單端輸出Ad1△U1=Ci=AAU2di△U 1A=C2=—A

d2△U 2di當輸入共模信號時，若為單端輸出，則有△UA=A=ci=C1C2△Ui—PR一、〔1R+r+(1+p)(R+2R)Bbe2PRQ—C2RE若為雙端輸出，在理想情況下△UA=o=0cAUi實際上由于元件不可能完全對稱，因此A也不會絕對等于零。實際上由于元件不可能完全對稱，因此A也不會絕對等于零。C3、共模抑制比CMRR為了表征差動放大器對有用信號（差模信號）的放大作用和對共模信號的抑制能力，通常用一個綜合指標來衡量，即共模抑制比AACMRR=f或CMRR=20Log―d-AA(dB)cc差動放大器的輸入信號可采用直流信號也可采用交流信號。本實驗由函數信號發(fā)生器提供頻率f=lKHZ的正弦信號作為輸入信號。三、實驗設備與器件1、±12V直流電源 2、函數信號發(fā)生器3、雙蹤示波器 4、交流毫伏表5、直流電壓表6、晶體三極管3DG6X3,要求T、T管特性參數一致。12(或9011X3)。電阻器、電容器若干。四、實驗內容1)測量靜態(tài)工作點(開關K接電阻R)E調節(jié)放大器零點信號源不接入。將放大器輸入端A、B與地短接，接通土12V直流電源，用直流電壓表測量輸出電壓U，調節(jié)調零電位器R，使U=0。調節(jié)要仔細，力求準確。OPO測量靜態(tài)工作點零點調好以后，用直流電壓表測量T、T管各電極電位及射極電阻R兩端電壓U，記入1 2 E RE表4－1。表4-1U(V)U(V)U(V)U(V)U(V)U(V)U(V)測量值 C1 B1 E1 C2 B2 E2 RE 測量差模電壓放大倍數①單端輸入斷開直流電源，將函數信號發(fā)生器的輸出端接放大器輸入A端，地端接放大器地端，輸入B端接地構成單端輸入方式，調節(jié)輸入信號為頻率f=1KHz的正弦信號，并使輸出旋鈕旋至零，用示波器監(jiān)視輸出端(集電極C或C與地之間)？？。12接通土12V直流電源，逐漸增大輸入電壓U(約20mV)，在輸出波形無失真的情況下，用i交流毫伏表測U，U，U，記入表4－2中。iC1C2②雙端輸入將函數信號發(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，構成雙端輸入-18-方式，重復單端模式下的測量步驟。測量共模電壓放大倍數將放大器A、B短接，信號源接A端與地之間，構成共模輸入方式，調節(jié)輸入信號f=1kHzU=0.5V，在輸出電壓無失真的情況下，測量U，U之值記入表4－2。iC1C2表4-2典型差動放大電路具有恒流源差動放大電路單端輸入雙端輸入共模輸入單端輸入雙端輸入共模輸入UU(V)ClU(V)C2A丄dU//A丄CU////CMRR=|務1Cl1、具有恒流源的差動放大電路性能測試將圖4－1電路中開關K撥向右邊，構成具有恒流源的差動放大電路。重復內容1－2)1－3)的要求，記入表4－2。實驗五集成運算放大器應用電路的設計與測量一、實驗目的1、研究由集成運算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運算電路的功能。2、了解運算放大器在實際應用時應考慮的一些問題。二、實驗原理集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數的直接耦合多級放大電路。當外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負反饋電路時，可以靈活地實現各種特定的函數關系。在線性應用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數等模擬運算電路。理想運算放大器特性在大多數情況下，將運放視為理想運放，就是將運放的各項技術指標理想化，滿足下列條件的運算放大器稱為理想運放。開環(huán)電壓增益A=gud輸入阻抗 r二^i輸出阻抗 r=0o帶寬 f=8BW失調與漂移均為零等。理想運放在線性應用時的兩個重要特性：(1)輸出電壓U與輸入電壓之間滿足關系式OU=A(U—U)Oud+－由于A=r而U為有限值，因此，U—U~0。即U~U，稱為“虛短”udO+—+—(2)由于r=-，故流進運放兩個輸入端的電流可視為零，即I=0,稱為“虛斷”這i IB說明運放對其前級吸取電流極小。上述兩個特性是分析理想運放應用電路的基本原則，可簡化運放電路的計算?；具\算電路1)反相比例運算電路電路如圖5—1所示。對于理想運放，該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關系為為了減小輸入級偏置電流引起的運算誤差，在同相輸入端應接入平衡電阻R=R〃R。21F

圖5－1反相比例運算電路圖5－1反相比例運算電路+12V圖5－2反相加法運算電路2)反相加法電路電路如圖5－2所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關系為RRu=-G^u+—u)r=r〃r〃rORi1Ri2312F12同相比例運算電路圖5－3(a)是同相比例運算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關系為RU=(1+—)U R=R〃RORi21F1當R-8時，U=U，即得到如圖5—3(b)所示的電壓跟隨器。圖中R=R，用以減小漂1Oi2F移和起保護作用。一般R取10K移和起保護作用。一般R取10KQ,R太小起不到保護作用，太大則影響跟隨性。FF(a)同相比例運算電路(b)電壓跟隨器圖5-3同相比例運算電路差動放大電路(減法器)對于圖5-4所示的減法運算電路，當R=R，R=R時，有如下關系式123FRU=f(U-U)ORi2i11圖5－圖5－4減法運算電路圖5-5積分運算電路積分運算電路反相積分電路如圖5—5所示。在理想化條件下，輸出電壓u等于O叮t)=1叮t)=1tudt+u(o)oiC式中u(o)是t=0時刻電容C兩端的電壓值，即初始值。C如果u(t)是幅值為E的階躍電壓，并設u(o)=0,貝UEt

RCEt

RC1u(t)=-JtEdtORCo1即輸出電壓u(t)隨時間增長而線性下降。顯然RC的數值越大，達到給定的U值所需的OO時間就越長。積分輸出電壓所能達到的最大值受集成運放最大輸出范圍的限值。在進行積分運算之前，首先應對運放調零。為了便于調節(jié)，將圖中K閉合，即通過電阻1R的負反饋作用幫助實現調零。但在完成調零后，應將K打開，以免因R的接入造成積分誤212差。K的設置一方面為積分電容放電提供通路，同時可實現積分電容初始電壓u(o)=0,另2C一方面，可控制積分起始點，即在加入信號u后，只要K一打開，電容就將被恒流充電，i2電路也就開始進行積分運算。三、 實驗設備與器件1、±12V直流電源 2、函數信號發(fā)生器3、交流毫伏表 4、直流電壓表5、集成運算放大器LM324X1電阻器、電容器若干。四、 實驗內容實驗前要看清運放組件各管腳的位置；切忌正、負電源極性接反和輸出端短路，否貝將-22-會損壞集成塊。1、反相比例運算電路自行設計并在實驗箱上連接實驗電路，接通土12V電源，輸入信號采用直流信號（可由實驗箱上的電位器分壓得到），用直流電壓表測量輸入電壓U、及輸出電壓U，記入表5-1。iO表5-12、同相比例運算電路自行設計并在實驗箱上連接實驗電路重復上一部分的實驗步驟，將數據記入表5-2表5-2U(V)U(V)3、 反相加法運算電路自行設計并在實驗箱上連接實驗電路重復上一部分的實驗步驟，將數據記入表5-3表5-3U,(V)U(V)；OU（V）（測量）U（V）（設計）4、減法運算電路自行設計