本科模拟电子技术实验项目DOC文档格式.docx
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低频
4
模拟电路实验箱
5
电子毫伏表
1只
6
万用表
7
数字电压表
0~200V
8
数字毫安表
0~200mA
9
晶体管特性图示仪
全班共用
10
三极管
9013
11
电阻
1kΩ/0.25W
Re
12
2.4kΩ/0.25W
2只
RS、Rc、RL
13
20kΩ/0.25W
Rb1、Rb2
14
500kΩ/0.25W
Rb2
15
铝电解电容
10μF/25V
C1、C2
16
50μF/25V
Ce
3.实验电路与说明
实验电路如图4.1所示,为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻RE,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号ui后,在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反,幅值被放大了的输出信号u0,从而实现了电压放大。
安装电路时,要注意电解电容极性、直流电源正负极和信号源的极性。
图4.1共射极单管放大器实验电路
4.实验内容与步骤
(1)电路安装
①安装之前先检查各元器件的参数是否正确,区分三极管的三个电极,并测量其β值。
②按图4.1所示电路,在面包板或实验台上搭接电路。
安装完毕后,应认真检查连线是否正确、牢固。
(2)测试静态工作点
①电路安装完毕经检查无误后,首先将直流稳压电源调到12V,接通直流电源前,先将RW调至最大,函数信号发生器输出旋钮旋至零,再接通直流电源,调节RP,使IC=2.0mA(即Ue=2.0V)。
②用万用表测量电路的静态电压UCC、UBQ、UEQ、UBEQ、UCEQ,并记录在表4.2中。
表4.2静态工作点的测量
测试内容
UCC/V
UbQ/V
UeQ/V
UbeQ/V
UceQ/V
IcQ/mA
测量值
理论计算值
(3)测量电压放大倍数
①将信号发生器的输出信号调到频率为1kHz、幅度为10mV左右的正弦波,接到放大电路输入端,然后用示波器观察输出信号的波形。
在整个实验过程中,要保证输出信号不产生失真。
如输出信号产生失真,可适当减小输入信号的幅度。
②用电子毫伏表测量测量下述二种情况下的UO值,并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系,记入表2-2;
用公式和,计算出不接负载时对输入电压Ui的电压放大倍数和对信号源Us的电压放大倍数,记录在表4.3中。
表4.3电压放大倍数的测量
测试
内容
不接负载(RL=∞)
接上负载(RL=2.4kΩ)
Us/
mV
Ui/
Uo/V
Au
Aus
理论
计算值
(4)观察静态工作点对输出波形失真的影响
置Rc=2.4kΩ,RL=2.4kΩ,ui=0,调节RP使Ic=2.0mA,测出Uce值,再逐步加大输入信号,使输出电压u0足够大但不失真。
然后保持输入信号不变,分别增大和减小RW,使波形出现失真,绘出u0的波形,并测出失真情况下的Ic和Uce值,记入表4.4中。
每次测IC和UCE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。
表4.4Rc=2.4kΩRL=∞Ui= mV
Ic/mA
Uce/V
u0波形
失真情况
管子工作状态
2.0
(5)测量最大不失真输出电压的幅度
置RC=2.4kΩ,RL=2.4kΩ,调节信号发生器输出,使Us逐渐增大,用示波器观察输出信号的波形。
直到输出波形刚要出现失真而没有出现失真时,停止增大Us,这时示波器所显示的正弦波电压幅度,就是放大电路的最大不失真输出电压幅度,将该值记录下来。
然后继续增大Us,观察输出信号波形的失真情况。
5.实验总结与分析
(1)用理论分析方法计算出电路的静态工作点,填入表4.2中,再与测量值进行比较,并分析误差的原因。
(2)通过电路的动态分析,计算出电路的电压放大倍数,包括不接负载时的Au、Aus以及接上负载时的Au、Aus。
将计算结果填入表8.3中,再与测量值进行比较,并分析产生误差的原因。
(3)回答以下问题:
①放大电路所接负载电阻发生变化时,对电路的电压放大倍数有何影响?
②怎样用测量信号电压的方法来测量放大电路的输入电阻和输出电阻?
(4)心得体会与其他。
4.3负反馈放大电路的研究
(1)加深理解放大电路中引入负反馈的方法;
(2)研究负反馈对放大器性能的影响;
(3)掌握负反馈放大器性能的测试方法。
实验所用设备与器材见表4.8。
表4.8实验4.3的设备与器材
100Ω/0.25W
RF1
Re1、Re2
3只
RC1、RC2、RL
5.1kΩ/0.25W
RS
8.2kΩ/0.25W
Rf
10kΩ/0.25W
Rb3
17
680kΩ/0.25W
Rb1
18
C1、C2、C3
19
20μF/25V
Cf
20
100μF/25V
Ce1、Ce2
由于晶体管的参数会随着环境温度改变而改变,不仅放大器的工作点、放大倍数不稳
定,还存在失真、干扰等问题。
为改善放大器的这些性能,常常在放大器中加入负反馈环
节
负反馈在电子电路中的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低,但能在多方面改善放大器的动态指标,如稳定放大倍数,改变输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽通频带等
根据输出端取样方式和输入端连接方式的不同,可以把负反馈放大器分成四种基本组
态:
电流串联负反馈、电压串联负反馈、电流并联负反馈、电压并联负反馈。
图4.5为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路,在电路中通过Rf把输出电压uo引回到输入端,加在晶体管T1的发射极上,在发射极电阻Rf1上形成反馈电压uf。
根据反馈的判断法可知,它属于电压串联负反馈
图4.5带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器
②按图4.5所示电路,在面包板或实验台上搭接电路。
①电路安装完毕经检查无误后,首先将直流稳压电源调到12V,再接通直流电源,输入信号暂时不接。
②用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点,记入表4.9。
表4.9静态工作点测量数据
Ub/V
Ue/V
UC/V
IC/mA
第一级
第二级
(3)测试基本放大器的各项性能指标
①把Rf断开后,其他连线不动,将信号发生器的输出信号调到频率为1kHz、幅度为5mV左右的正弦波,接到放大电路输入端,然后用示波器观察输出信号的波形。
②在uO不失真的情况下,用交流毫伏表测量US、Ui、UL,记入表4.10中,保持US不变,断开负载电阻RL(注意,Rf不要断开),测量空载时的输出电压UO,记入表4.10中。
(4)测试负反馈放大器的各项性能指标
将实验电路恢复为图4.5的负反馈放大电路。
适当加大US(约10mV),在输出波形不失真的条件下,测量负反馈放大器的Auf、Rif和ROf,记入表4.10。
表4.10测量数据
基本放大器
US/mV
Ui/mV
UL/V
UO/V
Ri/kΩ
RO/kΩ
负反馈放大器
US/mV
Ui/mV
UL/V
UO/V
Auf
Rif/kΩ
ROf/kΩ
(1)用理论分析方法计算出基本放大器和负反馈放大器动态参数,填入表4.7中,再与测量值进行比较,并分析误差的原因。
(2)根据实验结果,总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。
①怎样把负反馈放大器改接成基本放大器?
为什么要把Rf并接在输入和输出端?
②如输入信号存在失真,能否用负反馈来改善?
实验八半导体直流稳压电源的设计与测试(综合性实验)
1.实验目的
(1)研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性;
(2)掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法;
实验所用设备与器材见表4.24。
表4.24实验4.12的设备与器材
1
直流可调稳压电源
0~30V
交流电源
220V
直流数字电压表
直流数字毫安表
9011×
2,9013×
二极管
IN4007
4只
稳压管
IN4735
三端稳压器
7809
1片
滑线变阻器200Ω/1A
200Ω/1A
若干
电容