模拟电路实验.docx
《模拟电路实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电路实验.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
模拟电路实验
《模拟电路实验》
预习材料
实验一单级共射放大电路
一、实验目的
1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱，
2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。
3.学习测量放大电路Q点，AV，ri，ro的方法，了解共射极电路特性。
4.学习放大电路的动态性能。
二、实验仪器
1.双踪示波器。
2.信号发生器。
3.万用表。
4.低频毫伏表
三、预习要求
1.三极管及单管放大电路工作原理。
2.放大电路静态和动态测量方法
3.双踪示波器的工作原理及使用方法.
4.常用电子元器件常识。
5.仔细阅读实验报告的要求。
四、实验内容及步骤
1.装接电路与简单测量
图1.l基本放大电路
（1）用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。
（2）按图1.1所示，连接电路（注意：
接线前先测量+12V电源，关断电源后再
连线），将RP的阻值调到最大位置。
2.静态测量与调整
（1）接线完毕仔细检查，确定无误后接通电源。
改变RP，记录IC分别约为0.5mA、1mA、1.5mA时三极管V的β值。
测量时要保证三极管工作在放大状态，随时关注数据的合理性。
注意：
Ib和Ic的测量和计算方法
①测Ib和Ic一般可用间接测量法，即通过测Vc和Vb，Rc和Rb计算出Ib和Ic（注意：
图1.2中Ib为支路电流）。
此法虽不直观，但操作较简单，建议初学者采用。
②直接测量法，即将微安表和毫安表直接串联在基极和集电极中测量。
此法直观，但操作不当容易损坏器件和仪表。
不建议初学者采用。
（2）按图1.2接线，调整RP使VE=2.2V，计算并填表1.1。
图1.2工作点稳定的放大电路
表1.1
实测
根据实测值计算
VBE（V）
VCE（V）
Rb（kΩ）
IB（μA）
IC（mA）
填写上表时，请详细说明测量与计算方法，测量时要保证三极管工作在放大状态，随时关注数据的合理性。
3.动态研究
按图1.3所示电路接线。
图1.3小信号放大电路
（1）将信号发生器的输出信号调到f=1KHz，接至放大电路的A点，经过R1、R2衰减（100
倍），使Vi点得到有效值为3mV的小信号，观察Vi和VO端波形，比较相位，测量并填入表
1.2。
（2）信号源频率不变，逐渐加大信号源幅度，观察VO不失真时的最大值并填表1.2。
表1.2RL=∞
实测
实测计算
估算
Vi（mV）
VO（V）
AV
AV
（3）保持Vi=3mV不变，放大器接入负载RL，在改变RL和RC数值情况下测量，并将计算
结果填表1.3。
表1.3
给定参数
实测
实测计算
估算
RC
RL
Vi（mV）
VO（V）
AV
AV
2K
5K1
2K
2K2
5K1
5K1
5K1
2K2
（4）Vi=5mV，增大和减小RP，观察VO波形变化，若失真观察不明显可增大Vi幅值，将
测量结果填入表1.4。
表1.4
RP
Vb
Vc
Ve
输出波形情况
最大
合适
最小
4.测放大电路输入，输出电阻
（1）输入电阻测量
将图1.3中的电阻R2（51Ω）去掉，在A端输入频率f=1KHz，大小适当的信号VS，如图1.4，测量VS与Vi，即可计算ri。
图1.4输入电阻测量
（2）输出电阻测量（见图1.5）
图1.5输出电阻测量
在输出端接入可调电阻作为负载，选择合适的RL值使放大电路输出不失真（接示波
器监视），测量带负载时VL和空载时的VO，即可计算出rO。
将上述测量及计算结果填入表1.5中。
表1.5
测输入电阻
测输出电阻
实测
测算
估算
实测
测算
估算
VS（mV）
Vi（mV）
ri
ri
VO
RL=∞
VL
RL=
RO（KΩ）
RO（KΩ）
五、实验报告：
1.对每一测试结果及数据表进行分析，得出基本结论，与估算值进行比较，分析误差。
产生的原因。
2.讨论共射放大电路的特点。
（1）影响放大倍数的因数
（2）影响r。
ri的因数
3.写出实验过程中的体会。
实验二射极跟随器
一、实验目的
1.掌握射极跟随器的特性及测量方法。
2.进一步学习放大器各项参数测量方法。
二、实验仪器
1.双踪示波器。
2.信号发生器。
3.万用表。
4.低频毫伏表
三、预习要求
1.熟悉射极跟随器原理及特点，并与共射放大电路进行比较。
2.根据图2.1电路参数，估算静态工作点，画出交直流负载线。
四、实验内容及步骤
1.按图2.1电路接线
图2.1射极跟随器电路图
2.直流工作点的调整
将电源+12V接上，在B点加f=1kHz正弦波信号，输出端用示波器监视，反复调整Rp及信号源输出幅度，使输出幅度在示波器屏幕上得到一个最大不失真波形，然后断开输入信号，用万用表测量晶体管各极对地的电位，即为该放大器静态工作点，将所测数据填入表2.1。
表2.1
Ve（V）
Vb（V）
Vc（V）
Ie=Ve/RL
3.测量电压放大倍数Av
接入负载RL=1kΩ，在B点加入f=1kHz信号，调输入信号幅度（此时电位器Rp不能再旋动），用示波器观察，在输出最大不失真情况下测Vi、VL值，将所测得数据填入表2.2
表2.2
Vi（V）
VL（V）
AV=VL/Vi
4.测量输出电阻Ro
在B点加入f=1kHz，有效值Vi=500mV的正弦波信号，接上负载RL=330Ω时，用示波观
察输出波形，测空载输出电压Vo（RL=∞）,有负载输出电压VL（RL=330Ω）的值，则
将所测数据填入表2.3中。
表2.3
Vo（mV）
VL（mV）
Ro（Ω）
5.测量放大器输入电阻Ri
在图2.1电路中的A点加入f=1kHz的正弦波信号，用示波器观察输出波形，用毫伏表
分别测A、B点对地电位Vs、Vi。
则
将所测数据填入表2.4中。
表2.4
Vs（mV）
Vi（mV）
Ri（Ω）
6.测射随器的跟随特性并测量输出电压峰峰值Vopp.
接入负载RL=2.2kΩ，在B点加入f=1kHz的正弦波信号，逐点增大输入信号Vi，用示
波器监测输出端，在波形不失真时，测所对应的VL值，计算出Av，并用示波器测量输出电
压的峰峰值Vopp，与毫伏表测的对应输出电压有效值比较，将所测数据填入表2.5。
表2.5
1
2
3
4
Vi
VL
Vopp
Av
五、实验报告
1.绘出实验原理电路图，标明实验的元件参数值。
2.整理实验数据及说明实验中出现的各种现象，得出有关的结论；画出必要的波形及曲线。
3.将实验结果与理论计算比较，分析产生误差的原因。
实验三负反馈放大电路
一、实验目的
1.研究负反馈对放大电路性能的影响。
2.掌握负反馈放大电路性能的测试方法。
二、实验仪器
1.双踪示波器。
2.音频信号发生器。
3.万用表。
4.低频毫伏表
三、预习要求
1.认真阅读实验内容要求，估计待测量内容的变化趋势。
2.图3.1电路中晶体管β值为60，计算该放大电路开环和闭环电压放大倍数。
四、实验内容
1.负反馈放大电路开环和闭环放大倍数的测试
图3.1反馈放大电路
（1）开环电路
①按图3.1接线，RF先不接入。
②输入端接入Vi=lmV，f=lKHz的正弦波（注意：
输入lmV信号采用输入端衰减法见实验二）。
调整接线和参数使输出不失真且无振荡（参考实验二方法）。
③按表3.1要求进行测量并填表。
④根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻r0。
（2）.闭环电路
①接通Rf按
（一）的要求调整电路。
②按表3.1要求测量并填表，计算Avf。
③根据实测结果，验证Avf≈
。
表3.1
RL（KΩ）
Vi（mV）
V0（mV）
AV（Avf）
开环
∞
1
1K5
1
闭环
∞
1
1K5
1
2.负反馈对失真的改善作用
（1）将图3.1电路开环，逐步加大Vi的幅度，使输出信号出现失真（注意不要过份失真）记录失真波形幅度。
（2）将电路闭环，观察输出情况，并适当增加Vi幅度，使输出幅度接近开环时失真波形幅度。
（3）若RF=3K不变，但RF接入1V1的基极，会出现什么情况？
实验验证之。
（4）画出上述各步实验的波形图。
3.测放大电路频率特性
（1）将图3.1电路先开环，选择Vi适当幅度（频率为1KHz）使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示，
（2）保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70％，此时信号频率即为放大电路fH。
（3）条件同上，但逐渐减小频率，测得fL。
（4）将电路闭环，重复1～3步骤，并将结果填入表3.2。
表3.2
fH（Hz）
fL（Hz）
开环
闭环
五、实验报告：
1.将实验值与理论值比较，分析误差原因。
2.根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。
实验四差动放大电路
一、实验目的
1.加深理解差动放大器的特点
2.学会测量差动放大器差模电压增益、共模电压增益的方法
3.掌握提高差动放大器共模抑制比的方法
4.学会使用示波器观察和比较两个电压信号的相位关系
二、实验仪器
1.双踪示波器
2.万用表
3.信号发生器
4.低频毫伏表
三、预习要求
1.计算图4.1的静态工作点（设rbc=3K，β=100）及电压放大倍数。
2.在图4.1基础上画出单端输入和共模输入的电路图。
四、实验内容及步骤
实验电路如图4.1所示
图4.1差动放大原理图
1.测量静态工作点，
（1）调零
将输入端短路并接地，接通直流电源，调节电位器RPl使双端输出电压V0=0。
（2）测量静态工作点
测量晶体管V1、V2、V3各极对地电压填入表4.1中
表4.1
对地电压
Vc1
Vc2
Vc3
Vb1
Vb2
Vb3
Ve1
Ve2
Ve3
测量值（V）
2.测量差模电压放大倍数。
在输入端加入直流电压信号Vid=土0.1V，按表4.2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
注意：
先将DC信号源OUTl和OUT2分别接入Vi1,和Vi2端，然后调节DC信号源，使其输出为+0.1V和-0.1V。
3.测量共模电压放大倍数。
将输入端b1、b2短接，接到信号源的输入端，信号源另一端接地。
DC信号分先后接OUTl和OUT2，分别测量并填入表4.2。
由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。
进一步算出共模抑制比CMRR=
。
表4.2
测量及
计算值
输入
信号Vi
差模输入
共模输入
共模抑制比
测量值（V）
计算值
测量值（V）
计算值
计算值
Vc1
Vc2
V0双
Ad1
Ad2
Ad双
Vc1
Vc2
V0双
Ac1
Ac2
AC双
CMRR
+0.1V
-0.1V
4.在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。
（1）在图1中将b2接地，组成单端输入差动放大器，从b1端输入直流信号V=±0.1V，测量单端及双端输出，填表4.3记录电压值。
计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。
并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。
表4.3
测量仪计算值
输入信号
电压值
放大倍数AV
Vc1
Vc2
Vo
直流＋0.1V
直流－0.1V
正弦信号（50mV、1KHz）
（2）从b1端加入正弦交流信号Vi=0.05V，f=1000Hz分别测量、记录单端及双端输出电压，填入表4.3，计算单端及双端的差模放大倍数。
（注意：
输入交流信号时，用示波器监视υC1、υC2波形，若有失真现象时，可减小输入电压值，使υC1、υC2都不失真为止）
五、实验报告
1.根据实测数据计算图4.1电路的静态工作点，与预习计算结果相比较。
2.整理实验数据，计算各种接法的Ad，并与理论计算值相比较。
3.计算实验步骤3中AC和CMRR值。
4.总结差放电路的性能和特点。
实验五比例求和运算电路
一、实验目的
1.掌握用集成运算放大电路组成比例、求和电路的特点及性能。
2.学会上述电路的测试和分析方法。
二、实验仪器
1.万用表
2.示波器
3.信号发生器
三、预习要求
1.计算表5.1中的VO和Af
2.估算表5.3的理论值
3.估算表5.4、表5.5中的理论值
4.计算表5.6中的VO值
5.计算表5.7中的VO值
四、实验内容
1.电压跟随电路
实验电路如图5.1所示。
图5.1电压跟随电路
按表5.1内容实验并测量记录。
表5.1
Vi（V）
－2
－0.5
0
＋0.5
1
VO（V）
RL=∞
RL=5K1
2.反相比例放大器
实验电路如图5.2所示。
图5.2反相比例放大电路
（1）按表5.2内容实验并测量记录。
表5.2
直流输入电压Vi（mV）
30
100
300
1000
3000
输出电压VO
理论估算（mV）
实际值（mV）
误差
（2）按表5.3要求实验并测量记录。
表5.3
测试条件
理论估算值
实测值
ΔV0
RL开路，直流输入信
号Vi由0变为800mV
ΔVAB
ΔVR2
ΔVR1
ΔV0L
RL由开路变为5K1,Vi=800mV
（3）测量图5.2电路的上限截止频率。
3.同相比例放大电路
电路如图5.3所示
（1）按表5.4和5.5实验测量并记录。
图5.3同相比例放大电路
表5.4
直流输入电压Vi（mV）
30
100
300
1000
3000
输出电压VO
理论估算（mV）
实际值（mV）
误差
表5.5
测试条件
理论估算值
实测值
ΔV0
RL开路，直流输入信
号Vi由0变为800mV
ΔVAB
ΔVR2
ΔVR1
ΔV0L
RL由开路变为5K1,Vi=800mV
（2）测出电路的上限截止频率
4.反相求和放大电路。
实验电路如图5.4所示。
按表4.6内容进行实验测量，
并与预习计算比较。
表5.6
Vi1（V）
0.3
－0.3
Vi2（V）
0.2
0.2
VO（V）
图5.4反相求和放大电路
5.双端输入求和放大电路
实验电路如图5.5所示。
按表5.7要求实验并测量记录。
图5.5双端输入求和电路
表5.7
Vi1（V）
1
2
0.2
Vi2（V）
0.5
1.8
－0.2
VO（V）
五、实验报告
1.总结本实验中5种运算电路的特点及性能。
2.分析理论计算与实验结果误差的原因。
实验六积分与微分电路
一、实验目的
1学会用运算放大器组成积分和微分电路
2学会积分、微分电路的特点和性能
二、实验仪器
1.万用表
2.双踪示波器
3.信号发生器
三、预习要求
1.分析图6.1电路，若输入信号为正弦波，VO与Vi相位差是多少？
当输入信号为100Hz，有效值为2V时，VO=?
2.分析图6.2电路，若输入信号为正弦波，VO与Vi相位差是多少？
当输入信号为160Hz，幅值为1V时，VO=?
3.拟定实验步骤，做好记录表格。
四、实验内容
1.积分电路
实验电路如图6.1所示。
（1）取Vi=-1V，断开开关K，用示波器观察Vo的变化。
（2）测量饱和输出电压及有效积分时间.
（3）使图6.1中积分电容改为0.1μF，断开
K，Vi分别输入100Hz，幅值为2V的方波
和正弦信号，观察Vi和Vo的大小及相图6.1积分电路
位关系，并记录波形。
（4）改变图6.1电路输入信号的频率，观察Vi和Vo的相位，幅值关系。
2.微分电路
实验电路如图6.2所示。
（1）输入f=1kHz，有效值为1V的正弦信号，
用示波器观察Vi和Vo的波形并测量输
出电压。
（2）改变正弦波频率（20Hz～400Hz），用示波器观察Vi和Vo的相位、幅值变化情图6.2微分电路
况并记录。
（3）输入f=200Hz，V=±5V的方波，用示波器观察Vo的波形，按上述步骤重复实验。
3.积分—微分电路
实验电路如图6.3所示。
（1）输入f=200Hz，V=±6V的方波信号，用示波器观察Vi和Vo的波形并记录。
（2）将f改为500Hz重复上述实验。
图6.3积分--微分电路电路
五、实验报告
1.整理实验中的数据及波形，总结积分、微分电路的特点。
2.分析实验结果与理论计算的误差原因。
实验七 集成电路RC正弦波振荡器
一、实验目的
1.掌握桥式RC正弦波振荡器的电路构成及工作原理。
2.熟悉正弦波振荡器的调整、测试方法。
3.观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。
二、实验仪器
1.双踪示波器
2.低频信号发生器
3.频率计
三、预习要求
1.复习RC桥式振荡器的工作原理。
2.图7.1所示电路中，正反馈支路由什么元件组成？
要改变振荡频率，应调节哪些元件？
3.要使电路能振荡，应使放大器的放大倍数为多少？
应调节哪些元件？
两个二极管起什么
作用？
四、实验内容
1.按图7.1所示电路接线
2.用示波器观察输出波形.
3.用频率计测上述电路输出频率，若无频图7.1RC桥氏正弦波振荡器
率计，可用李萨如图形法测定，测出Vo
的频率并与计算值比较。
4.改变振荡频率
按表7.1内容测试电路
表7.1
R
C
f
10k
0.1u
测量值
估算值
10k
0.22u
30k
0.1u
5.调整Rp观察波形的变化。
6.断开两只二极管，再调整Rp，观察波形变化，分析出现现象的原因及二极管的作用。
7.测定放大电路的闭环电压放大倍数Avf
8.自拟详细步骤，测定RC串并联网络的幅频特性曲线。
五、实验报告
1.电路中哪些参数与振荡频率有关？
将振荡频率的实测值与理论估算值比较，分析产生
误差的原因。
2.总结改变负反馈深度对振荡器起振的幅值条件及输出波形的影响。
3.若元件完好，接线正确，电源电压正常，而Vo=0，应怎么办？
若输出信号出现明显失真，应如何解决？
4.做出RC串并联网络的幅频特性曲线。
实验八 电压比较器
一、实验目的
1.掌握比较器的电路构成及特点。
2.学会测试比较器的门限电压及电压传输特性曲线。
二、实验仪器
1.双踪示波器
2.低频信号发生器
3.万用表
三、预习要求
1.复习单门限比较器和迟滞比较器的工作原理。
2.理论计算图8.1~8.3所示电路的门限电压。
3.画出图8.1~8.3所示电路的电压传输特性曲线。
四、实验内容
1.过零比较器
实验电路如图8.1所示。
图8.1过零比较器
（1）按图8.1接线，当Vi悬空时测输出电压Vo的值。
（2）Vi输入500Hz，有效值为1V的正弦波，观测Vo--Vi的波形并记录。
（3）改变Vi幅值，观察Vo的变化。
2.反向迟滞比较器
实验电路如图8.2所示。
图8.2反向迟滞比较器
（1）按图接线，并将Rp调为100k，Vi接大小连续可调的直流电压源，测出Vo由+Vom
变为-Vom时Vi的临界值。
（2）同上，测出Vo由-Vom变为+Vom时Vi的临界值。
（3）Vi接500Hz,有效值为1V的正弦信号，观测并记录Vo--Vi的波形，测出门限电压
和电压传输特性曲线。
（4）将电路中Rp调为200k,重复上述实验。
3.同相迟滞比较器
实验电路如图8.3所示。
图8.3同向迟滞比较器
（1）参照2自拟实验步骤及方法。
（2）将结果与2相比较。
五、实验报告
1.整理实验数据及波形图，并与理论计算结果比较。
2.总结几种比较器的特点。
实验九波形发生电路
一、实验目的
1掌握波形发生电路的特点和分析方法。
2熟悉波形发生电路的设计方法。
二、实验仪器
1.万用表
2.双踪示波器
三、预习要求
1.分析图9.1电路的工作原理，定性画出VO和VC波形。
2.若图9.1电路R=10K，计算VO的频率。
3.图9.2电路如何使输出波形占空比变大？
利用实验箱上所标元器件画出原理图。
4.图9.3电路中，如何改变输出频率？
设计2种方案并画图表示。
5.图9.4电路中如何连续改变振荡频率？
画出电路图。
（利用实验箱上的元器件）
四、实验内容
1.方波发生电路
实验电路如图9.1所示，双向稳压管稳压值一般为5—6V。
图9.1方波发生电路
（1）按电路图接线，观察VC、VO波形及频率，与预习比较。
（2）分别测出R=10K，110K时的频率，输出幅值，与预习比较。
（3）要想获得更低的频率应如何选择电路参数？
试利用实验箱上给出的元器件进行改进并观测之。
2.占空比可调的矩形波发生电路实验电路如图9.2所示。
（1）按图接线，观察并测量电路的振荡频率、幅值及占空比。
（2）若要使占空比更大，应如何选择电路参数并用实验验证。
图9.2占空比可调的矩形波发生电路
3.三角波发生电路
实验电路如图9.3所示。
图9.3三角波发生电路
（1）按图接线，分别观测V01及V02的波形并记录。
（2）如何改变输出波形的频率？
按预习方案分别
升级会员 