模拟电路实验.docx

1、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

2、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。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

3、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 = 2.2 V，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(k)IB(A)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

4、，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1.2 RL = 实测实测计算估算Vi(mV)VO(V)AVAV(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RCRLVi(mV)VO(V)AVAV2K5K12K2K25K15K15K12K2(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1.4RPVbVcVe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(51)去掉，在A端输

5、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)ririVORL=VLRL=RO(K)RO(K)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

6、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

7、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2.1Ve(V)Vb(V)Vc(V)Ie=Ve/RL3.测量电压放大倍数Av接入负载RL=1k，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2.2Vi(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=330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(

8、RL=330)的值，则 将所测数据填入表2.3中。表2.3Vo(mV)VL(mV)Ro() 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2.4Vs(mV)Vi(mV)Ri() 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=2.2k，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

9、填入表2.5。表2.51234ViVLVoppAv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

10、环和闭环放大倍数的测试图 3.1反馈放大电路 (1)开环电路按图3.1接线，RF先不接入。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)。按表3.1要求进行测量并填表。 根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻r0。 (2).闭环电路 接通Rf按(一)的要求调整电路。 按表3.1要求测量并填表，计算Avf。 根据实测结果，验证Avf。表3.1RL(K)Vi(mV)V0(mV)AV(Avf)开环11K51闭环11K512.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

11、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13步骤，并将结果填入表3.2。表3.2fH(Hz)fL(Hz)开环闭环五

12、、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，=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， (

13、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Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3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

14、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Vc1Vc2V0双Ad1Ad2Ad双Vc1Vc2V0双Ac1Ac2AC双CMRR+0.1V-0.1V4.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。

15、表4.3测量仪计算值输入信号电压值放大倍数AVVc1Vc2Vo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C1、C2波形，若有失真现象时，可减小输入电压值，使C1、C2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

16、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5.1Vi(V)20.500.51VO(V)RL=RL=5K12.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

17、容实验并测量记录。表5.2直流输入电压Vi(mV)3010030010003000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V0RL开路，直流输入信号Vi由0变为800mVVABVR2VR1V0LRL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)3010030010003000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

18、值V0RL开路，直流输入信号Vi由0变为800mVVABVR2VR1V0LRL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5.6Vi1(V)0.30.3Vi2(V)0.20.2VO(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5.7Vi1(V)120.2Vi2(V)0.51.80.2VO(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

19、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

20、.1中积分电容改为0.1F，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（20Hz400Hz），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

21、.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

22、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7.1 RC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7.1RCf10k0.1u测量值估算值10k0.22u30k0.1u5.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

23、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8.18.3所示电

24、路的门限电压。3.画出图8.18.3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

25、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

26、.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56V。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？按预习方案分别实验并记录。4.锯