实验四一阶RC电路过渡过程的研究Word格式文档下载.docx

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时间常数τ可以从响应波形中测量，测量原理如图4.1.13所示。

图4.1.13时间常数τ的测量

三、仪器设备

1．示波器

2．交流毫伏表

3．信号发生器

四、实验内容与步骤

1．练习使用信号发生器和交流毫伏表

使信号发生器依次输出以下正弦波信号，用交流毫伏表测量其大小。

500Hz5mV；

1000Hz40mV；

30kHz1V；

150kHz3V。

2．练习使用示波器

（1）将示波器接通电源，调节有关旋钮，使荧光屏上出现扫描线，熟悉“辉度”、“聚焦”、上下、左右位移旋钮的作用。

（2）使信号发生器输出3V、1kHz正弦波信号，用示波器观察其电压波形，熟悉“Y轴衰减”旋钮的作用。

（3）调节“扫描时间”和“稳定度”等旋钮，使荧光屏上显示的完整正弦波的个数增加或减少，如在荧光屏上得到一个、三个或六个完整的正弦波。

（4）将正弦波信号频率改为100Hz，10kHz，调节有关旋钮使波形清晰稳定。

3．一阶RC电路响应的测量

按图4.1.12接线。

调节信号发生器使其输出幅度Us＝5V，频率f＝500Hz的方波信号。

（1）取C＝0.1μF，用示波器分别观察R＝1kΩ、R＝2kΩ两种情况下的us、uC波形，测量电路的时间常数τ值，并记录。

（2）将图4.1.14中的R和C互换位置，用示波器分别观察R＝1kΩ、R＝2kΩ两种情况下的us、uR波形，并记录。

图4.1.14一阶RC电路响应的测量电路

四、预习要求

1．认真阅读有关示波器、低频信号发生器、交流毫伏表全部内容，了解它们的工作原理、主要用途、使用范围和注意事项，熟悉各仪器面板上旋钮的作用。

2．复习有关一阶RC电路响应的内容，了解时间常数τ的测量方法。

五、报告要求

1．根据实验结果，说明使用示波器观察波形时，需调节哪些旋钮达到：

（1）波形清晰且亮度适中；

（2）波形大小适当且在荧光屏中间；

（3）波形完整；

（4）波形稳定。

2．用示波器观察正弦波电压时，若荧光屏上出现图4.1.15所示波形，是哪些开关或旋钮位置不对？

如何调节？

3．总结信号发生器、交流毫伏表的使用方法及注意事项。

图4.1.15由于开关或旋钮位置不对所引起的失真情况

4．在坐标纸上画出一阶电路的输入输出波形，并将测得的时间常数τ与计算值相比较，说明影响τ的因素。

实验五单管交流放大电路

一、实验目的

1．学习测量和调整放大器的静态工作点；

2．学习测量电压放大倍数；

3．了解共射极放大器的参数变化对静态工作点、放大倍数及输出波形的影响。

图4.1.14基本放大电路实验电路图

单管放大电路实验原理图如图4.1.16所示。

1．由三极管组成的放大电路为了获得最大不失真输出信号，必须合理设置静态工作点。

如果静态工作点太高或太低，或者输入信号过大，都会使输出波形产生非线性失真。

对应小信号放大器，由于信号比较弱，工作点都选择交流负载线的中点附近。

一般采用改变偏置电阻RB的方法来调节静态工作点。

2．电压放大倍数Au是指放大电路正常（即不失真）工作时对输入信号的放大能力，即Au＝Uo/Ui，式中Uo、Ui为输出和输入电压的有效值，可用晶体管毫伏表测出。

1．直流稳压电源

2．晶体管毫伏表

3．万用表

4．信号发生器

5．示波器

1．单管放大电路的静态研究

（1）按图4.1.16连接电路。

调节RW的值，使UE＝2V（即IC＝2mA），测量相应的UB、UC并记录于表4.1.11中。

（2）左右转动RW，分别观察表4.1.11中各量的变化趋势，并记录于表4.1.11中。

表4-11

RW

测量值

计算值

UE/V

UB/V

UC/V

UBE/V

UCE/V

IC/mA

调节

2V

↑

↓

2．单管放大电路的动态研究

（1）重调静态UE＝2V。

在图4.1.16所示电路的输入端ui处输入Ui＝10mV、f＝1kHz的正弦波信号，双踪显示输出与输入信号的波形，观察其相位的关系。

（2）在输出波形不失真的情况下，按表4.1.12给定的条件，测量并记录输出电压Uo，计算电压放大倍数，并与预习结果相比较。

表4.1.12

测试条件

Ui

Uo

Au

RF1＝0，RL＝∞

RF1＝0，RL＝2.4kΩ

RF1＝100Ω，RL＝∞

3．观察静态工作点对动态性能的影响

（1）在RF1＝0，RL＝∞。

（2）使信号发生器输出1kHz、5mV的正弦波信号，接到放大器的输入端，将放大器的输出信号接至示波器上观察输出波形，若不失真，测出Ui和Uo的大小，计算出电压放大倍数，并与估算值相比较。

（3）在上述条件下，接上负载电阻RL=4.7kΩ，观察输出波形的变化，测出Uo的大小，计算出带负载时的电压放大倍数。

（4）双踪显示输出与输入信号的波形，观察其相位的关系。

（5）逐渐减小Rw，观察输出波形的变化。

当RW最小时，输出波形怎么样？

测出此时的静态值。

（6）逐渐增大RW，观察输出波形的变化。

当RW最大时，输出波形怎么样？

若输出波形仍近似为正弦波时，测出Ui和UO并计算出Au，试说明此时Au是否还有意义。

4．观察RC对放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出波形的影响

使RC=3.9kΩ，Ui=5mV，f=1kHz，调节UC=3V，测出UBE和IC；

观察输出波形，测量Ui和UO并计算Au，并与RC=2kΩ时的结果相比较。

5．调出放大器的最大输出幅度

在上述条件下，接上4.7kΩ负载电阻，调节RW使不失真时的输出电压最大（这里是指在Q点可调的情况下，电路所能达到的最大不失真输出幅度）。

调节方法是：

先增大Ui使UO出现失真，然后调节RW使UO的波形对称失真；

再共同调节Ui和RW使对称失真同时消失，此时的UO就为最大不失真输出幅度。

五、预习内容

1．直流电压、交流电压和Au的测量方法。

2．复习共射极基本放大电路的工作原理及电路中各元件的作用。

3．思考下列问题：

（1）如何测量RB的数值？

不断开与基极的连线行吗？

为什么？

（2）测量放大器静态工作点应用用交流电表还是用直流电表？

（3）图4.1.16中电容C1、C2的极性是否可以接反？

（4）信号发生器输出端开路和带着实验线路时输出是否一样？

（5）当出现饱和、截止失真时，为什么要去掉信号源以后再测静态值？

（6）根据图4.1.16中给出的参数及UCE=3V的条件，估算此放大器的静态工作点和电压放大倍数。

六、报告要求

1．整理数据列出表格，将放大倍数的估算值与实测值进行比较。

2．总结Rb、Rc和RL变化以后对静态工作点、放大倍数和输出波形的影响。

3．为了提高放大倍数应采取那些措施？

4．回答预习要求中的问题。

5．分析图4.1.17所示波形是什么类型的失真？

是什么原因造成的？

应如何解决？

图4.1.17非线性失真波形

实验六比较器与波形产生实验

一、实验目的

1．了解集成运算放大器的非线性应用。

2．掌握电压比较器的功能。

3．熟悉运算放大器在波形产生方面的应用。

1．电压比较器

图4.1.18为有限幅作用的反相输入电压比较器原理电路及传输特性。

（a）电路（b）传输特性

图4.1.18反相输入电压比较器

2．方波发生器

图4.1.19为方波发生器的原理电路，它由RC积分电路和有限幅作用的电压比较器两部分组成。

它的振荡周期

，振荡频率f=1/T。

图4.1.19方波发生器

1．模拟电路实验箱

4．示波器

5．器件：

集成运算放大器LM358、稳压管2DW234、电阻、电容等。

1．电压比较器测试

（1）按图4.1.18连接电路。

（2）在输入端加入f=1kHz、ui峰值为2V的正弦波信号，用示波器观察输入、输出端波形。

（3）改变Rp滑动端，使输出波形的占空比分别为25％、50％、75％，测量三种情况下的UR值，画出输入、输出波形，记入自拟表格中。

2．方波发生器测试

（1）按图4.1.19连接电路。

用示波器观察uo和uC的波形，测uo的频率。

（2）更换R，使R＝100kΩ，重复上述内容。

五、预习要求

1．熟悉电压比较器的电路构成及功能。

2．分析方波发生器的工作原理，定性画出uo和uC的波形，计算uo的频率。

3．自拟实验测试表格。

六、实验报告要求

1．整理实验数据，绘制比较器的传输特性曲线。

2．根据示波器的观察结果，在同一坐标系中画出方波发生器输出uo和uC的波形。