电子测试技术（一）实验指导书.pdf

电子测试技术（一）实验指导书目录刖百.1实验一 常用电子仪器的使用.3实验二 基本放大电路的测量.9实验三 阻容耦合多级放大电路的研究.18实验四 差动放大电路的设计及分析.25实验五 功率放大电路的设计及分析.28实验七 二阶滤波电路的分析.35实验八 RC正弦波振荡器的设计及调试.41实验十 集成运放的废用（一）电压比较器.46实验十一集成运放的及用（二）波形发生器.51实验十三精密整流电路分析.57附录1 电子元器件的基本知识.61附录2 用万用电表对常用电子元器件检测.69附录3 示波器原理及使用.72附录4 放大电路干扰、噪声抑制和自激振荡的消除.78-LX.1刖 百一、电子技术基础实验的目的和意义电子技术基础是一门实践性很强的课程。开设实验课的目的就在于培养学生的实践动 手能力，通过实践除了可提高学生的基本技能之外，还可开拓学生分析问题与解决问题的 能力。对走上工作岗位后尽快适成工作环境具有十分重要的作用。二、对电子技术基础实验的总体要求(一)实验前要做好充分的预习，并写出预习报告1、预习实验相关理论知识，搞懂实验原理，从而理解实验的目的，明确实验的要求 和步骤。2、借助Multisim2001或Proteus 7 Professional仿真软件对给定的实验线路或自行设计 的电子线路进行仿真分析，得到测试数据或波形，从理论上确认实验的可行性和正确性。3、查阅有关资料，弄清所用到的仪器、设备的功能、使用方法及在本次实验中所起 的作用。4、能回答预习思考问题。5、写出预习报告，即实验报告的初稿。(1)对实验的理解，包括对实验目的的理解；对实验原理的理解；对实验步 骤的理解；对实验结果的预计，通过理论分析，对实验结果进行分析和估算。(2)拟出实验步骤，设计出实验数据表格。(3)预计实验中可能出现的问题及其对策。6、实验前，指导教师要检查预习报告，检查仿真分析，并对学生进行提问。无预习 报告、预习不合格者，不准进行实验。(二)实验过程中的基本常识1、进入实验室要自觉遵守实验室规则。2、检查实验台上所要用到的仪器设备是否齐全、是否正常。3、合理布置你的实验现场。(1)仪器设备，实验装置的安放位置要紧凑、合理，方便于测试(注意：习惯上使 输入端在左侧，输出端在右侧)。(2)在理解实验电路的基础上，认真正确接线，接线要牢靠，避免虚接；走线以尽 可能短，避免长线。(3)接入测示仪表时，要注意“共地二14、认真检查接线无误时，才可接通电源，进行测试。5、实验过程中，如发现有异常气味或其它危险现象时，后先立即切断电源，保持现 场，然后报告指导教师，分析、排除故障后方可继续进行实验。6、认真细致的观察实验过程中的各种现象，要如实记录实验条件，实验数据和波形,并思考、分析判断其正确性，如感觉测试结果有异常时，质能独立思考，分析原因，耐心 排除(自己无能力解决的问题，可找指导教师帮助解决)。最后反记录故障及如何解决的方 法。7、实验做完后先不拆线路，底该将你的实验记录送交指导教师审阅，签字同意后再 拆除线路，清理现场，将全部仪器设备恢复原状后，方可离开实验室。(三)实验后必须认真撰写实验报告实验报告是锻炼学生撰写技术文件能力的一个重要环节，是预习报告的补充与完善。1、实验报告的内容(1)实验报告必须如实反映你的整个实验过程。实验目的是什么？什么时间？与何人共同完成？使用了什么仪器、仪表、器件？所用的测试原理线路是什么？(2)整理测试过程中的原始数据及波形。对于实验原始数据，以三线表格方式表达；对于实验波形，以直角坐标图方式绘制曲线表达。(3)对实验结果进行分析讨论。将测量数据与理论计算值、仿真分析结果比较；分析产生误差的原因；提出减少误差的措施。(4)记录本次实验过程中所经历的问题与现象以及解决的过程和方法。(5)通过实验得出什么结论，有什么心得体会？(6)围绕本次实验内容发表个人见解并提出合理化的改进建议。2、实验报告书写简洁工整、文理通顺，图表齐全工整，讨论深入，结论简明。2实验一 常用电子仪器的使用实验学时：2实验类型：验证实验要求：必开一、实验目的1、学习电子电路实验中常用的电子仪器一一示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等正确的使用方法，了解各仪器的性能和主要技术指标。2、掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。二、实验方法与手段在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压 电源、交流毫伏表、频率计、万用电表等，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情 形的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节方便，观察与读数直观等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1.1 所示。接线时以注意，为防止外界干扰，各仪器的公共端（参考点）皮连接在一起，俗称 共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆 线，直流电源的接线用普通导线。图1.1模拟电子电路中常用电子仪器布局图1、示波器示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信 号进行各种参数的测量。1）寻找扫描光迹3将示波器Y轴显示方式置“YJ或“丫2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度旋钮。触发方式开关置“自动工 适当调节垂直（乂）、水平（之）“位移”旋钮，使扫描光迹 位于屏幕中央（若示波器设有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的 方向）。2）双踪示波器一般有五种显示方式，即“YJ、“丫2”、“Y1+Y2”三种单踪显示方式 和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。3）为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描 触发信号取自示波器内部的Y通道。4）触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触 发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波 形稳定地显示在示波器屏幕上。有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪 烁的光迹，但被测信号的波形不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。5）适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示12个周期的 被测信号波形。在测量幅值时，成注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于校准”位置，即 顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时，取注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校 准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置。根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div或cm）与“Y轴灵敏度”开关指示值（V/div）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div或cm）与“扫 速”开关指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。2、函数信号发生器函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达 20Vp-po通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连 续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。3、交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止 过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。4三、实验条件1、双踪示波器2、函数信号发生器3、交流毫伏表4、万用表5、电阻 10kQ、电容O.OlpiF四、实验内容1、示波器的正确使用；2、函数信号发生器的正确使用，并利用示波器和交流毫伏表测量信号参数；3、用示波器测量两波形间相位差。五、实验步骤1、用机内校正信号对示波器进行自检1）扫描基线调节将示波器的显示方式开关置于“单踪（Yi或丫2），输入耦合方式开关置“GND”，触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”（二）和“Y轴位移”旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。2）测试“校正信号”波形的幅度、频率将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道（Yi或丫2），将丫轴输入 耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“Yi”或“丫2”。调节X轴“扫描速率”开关（t/div）和Y轴“输入灵敏度”开关（V/div）,使 示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。注：不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用示波器将标准值填入表格中。表1.1“校正信号”参数的测量标准值实测值幅度 Up-p(V)频率kHz)上升沿时间（说）下降沿时间（膜）5校准“校正信号”幅度将“Y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“Y轴灵敏度”开关置适当位置，读取校 正信号幅度，记入表L1中。校准“校正信号”频率将“扫速微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”开关置适当位置，读取校正信号周期,记入表1.1中。测量“校正信号”的上升时间和下降时间调节“Y轴灵敏度”开关及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占 据中心轴上且上、下对称，便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在X轴 方向扩展（必要时可以利用“扫速扩展”开关将波形再扩展10倍），并同时调节触发电平 旋钮，从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间，记入表1.1中。2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数1）调节函数信号发生器相关旋钮，使输出频率分别为100Hz、1kHz、10kHz、100kHz,有效值均为IV（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。2）改变示波器“扫描”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置，测量信号源输出电压频 率及峰一峰值，记入表1.2中。表1.2函数信号发生器输出IV时的测量值信号电压频率示波器测量值信号电压毫伏表读数（V）示波器测量值周期（ms）频率（Hz）峰峰值（V）有效值（V）100Hz1kHz10kHz100kHz3、测量两波形间相位差1）观察双踪显示波形“交替”与“断续”两种显示方式的特点，函iYi、丫2均不加输入信号，输入耦合方式 号/（置“GND”，扫速开关置扫速较低挡位（如*20.5s/div挡）和扫速较rWj挡位（如5pis/div挡），把显示方式开关分别置“交替”和“断O-7 -0 Ya 小-Lr o.oi uT!波s 1 器4二_ j j图1.2两波形间相位差测量电路6续”位置，观察两条扫描基线的显示特点，记录之。2)用双踪显示测量两波形间相位差按图1.2连接实验电路，将函数信号发生器的输出电压调至频率为1kHz,幅画 2V 的正弦波，经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号内和r,分别加到双踪示 波器的Yi和丫2输入端。为便于稳定波形，比较两波形相位差，皮使内触发信号取自被设定作为测量基准的一 路信号。把显示方式开关置“交替”挡位，将Yi和丫2输入耦合方式开关置U”挡位，调节Yi、丫2的(fl)移位旋钮，使两条扫描基线重合。将Yi、丫2输入耦合方式开关置“AC”挡位，调节触发电平、扫速开关及Yi、丫2灵敏 度开关位置，使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形为及沅r,如图1.3所 示。根据两波形在水平方向差距X,及信号周期Xt，则可求得两波形相位差。方卷黑36。式Xt为I周期所占格数，X为两波形在X轴方向差距格数记录两波形相位差于表1.3中。表1.3两波形的相位差测量1周期格数两波形X轴差距格数相位差实测值计算值Xt=x=9=0=为了读数和计算方便，可适当调节扫速开关及微调旋钮，使波形1周期占整数格。六、实验组织运行要求本实验是电子仪器的正确使用，采用集中授课的方式，对示波器、函数发生器、毫伏 表、万用表、实验平台等仪器或装置的使用方法进行讲授，在指导老师的监督与指导下，每个学生拥有一套仪器或设备，由学生自己操作，按实验步骤独立完成实验内容，最后由 指导老师检查实验结果后方可离开。七、实验注意事项1、认真检查接线正确、可靠时，方可接通电源进行测试;72、实验过程中如发现有异常气味或其它不正常现象时，应先立即切断电源，保持现 场，然后报告指导教师，分析、排除故障后方可继续进行实验；3、牢记万用表测试时正确设置档位与量程。八、实验思考题1、示波器如何测量正弦波的电压、周期、频率？2、在需要测量直流电压时，通常可选用什么仪表？3、在需要测量交流电压时，通常可选用什么仪表？4、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？它的表头指示值是被测信 号的什么数值？它是否可以用来测量直流电压的大小？5、函数信号发生器有哪几种输出波形？它的输出端能否短接？如用屏蔽线作为输出 引线，则屏蔽层一端皮该接在哪个接线柱上？6、万用表是否可用来测交流电压？毫伏表是否可用来测直流电压？7、指出图L2中RC电路结构。已知C=0.01piF、R=10kQ,计算图1.2中RC移相网 络的阻抗角6o九、实验报告要求1、记录、整理实验数据与波形，并进行分析。2、示波器的典型使用方法1）如何操纵示波器有关旋钮，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形？2）用双踪显示波形并要求比较相位时，为在显示屏上得到稳定波形，成怎样选择下列 开关的位置？显示方式选择（Yi；Y2；Yi+Y2；交替；断续）；触发方式（常态；自动）；触 发源选择（内；外）；内触发源选择（Yi、丫2、交替）。3、实验心得与体会。8实验二 基本放大电路的测量实验学时：2实验类型：验证实验要求：必开一、实验目的1、学会放大电路静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大电路性能的影响。2、掌握放大电路电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方 法。3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、实验原理图2.1为基极电阻分压式工作点稳定基本 放大电路实验电路图，基极偏置电路采用Rbi 和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有射极 偏置电阻Re，以稳定放大电路的静态工作点。当在放大电路的输入端引入输入信号以后，在 放大电路的输出端便可得到一个与小相位相反,幅值被放大了的输出信号沏，从而实现了电压 放大。图2.1共射极基本放大电路在图2.1电路中，当流过偏置电阻Rbi和Rb2的电流远大于晶体管T的基极电流Ib时（一般510倍），则它的静态工作点可用下式估算UUCE=UCC-1C（&+&）电压放大倍数：4 KRC RLAv=-b-%输入电阻：rt=RB1/RBJ/rbe9输出电阻：ro Rc由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测 量和调试技术。在设计前应查阅电子器件的技术手册以及测量所用元器件的参数，为电路 设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大电路的静态工作点 和各项性能指标。一个优质放大电路，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大电路的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。放大电路的测量和调试一般包括：放大电路 静态工作点的测量与调试，放大电路各项动态参 数的测量与调试等。1、放大电路静态工作点的测量与调试1）静态工作点的测量测量放大电路的静态工作点，取在输入信号%=0的情况下进行，即将放大电路输入端与地图2.2静态工作点对U。波形失真的影响端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流Ic 以及各电极对地的电位Ub、Uc和Ue，实验中，为了避免断开集电极，采用测量电压Ue 或Uc，然后算出Ic。例如，只要测出Ue，即可用近似估算：/?/染算出Ic（也可根据人=Ucc-L,由Uc确定Ic）同时也能算出 Ube=Ub Ue，Uce=Uc-UEo为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。2）静态工作点的调试放大电路静态工作点的调试是指对管子集 电极电流Ic（或Uce）的调整与测试。静态工作点是否合适，对放大电路的性能 和输出波形都有很大影响。如工作点偏高，放 大电路在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时的负半周将被削底,如图2.2（a）所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即讥o的正半 周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），10如图2.2（b）所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进 行动态调试，即在放大电路的输入端加入一定的输入电压外,检查输出电压沅o的大小和波 形是否满足要求。如不满足，则成调节静态工作点的位置。改变电路参数Ucc、Rc、Rb（Rbi、Rb2）都会引起静态工作点的变化，如图2.3所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2,则可使静态工作 点提高等。这里需要说明的是，工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，质该是相对信号的幅度 而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负 载线的中点。2、放大电路动态指标测试放大电路动态指标包括电压放大 倍数、输入电阻、输出电阻、最大不 失真输出电压（动态范围）和通频带 图2.4输入、输出电阻测量电路等。1）电压放大倍数Av的测量调整放大电路到合适的静态工作点，然后加入输入电压”在输出电压o不失真的情 况下，用交流毫伏表测出火和。的有效值Ui和U。，则054V2）输入电阻Ri的测量为了测量放大电路的输入电阻，按图2.4电路在被测放大电路的输入端与信号源之间 串入一已知电阻R,在放大电路正常工作的情况下，用交流毫伏表测出Us和Ui，则根据 输入电阻的定义可得：R测量时应注意下列几点：由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量R两端电压Ur时必须分别测出Us 和Ui，然后按Ur=Us Ui求出Ur值。电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较 大的测量误差通常取R与Ri为同一数量级为宜，本实验可取R=12kQ。113）输出电阻Ro的测量按图2.4电路，在放大电路正常工作条件下，测出输出端不接负载Rl的输出电压Uo 和接入负载后的输出电压Ul，根据即可求出在测试中应注意，必须保持Rl接入前后输入信号的大小不变。4）最大不失真输出电压Uopp的测量（最大动态范围）为了得到最大动态范围，皮将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大电路正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅 尸度，并同时调节Rw（改变静态工作点），I 用示波器观察uo,当输出波形同时出现-T-厂削底和缩顶现象（如图2.5）时，说明静 1态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度图”静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出Uo（有效值），则动态范围等于2庖，或用 小波器直接读Uoppo5）放大电路幅频特性的测量 Au,放大电路的幅频特性是指放大电路的电压放大 Aum 7 0.707Aum倍数Au与输入信号频率/之间的关系曲线。基本放 大电路的幅频特性曲线如图2.6所示,Aum为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下 降到中频放大倍数的1成倍即0.707Am所对应的频 图2.6幅频特性曲线率分别称为下限频率尢和上限频率加，则通频带/bw=/h fk放大电路的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数Au。可采用前述测Au 的方法，每改变一个信号频率，测量其相反的电压放大倍数。测量时，成在低频段与高频 段成多测量几个频率点，在中频段可以少测量几个频率点。在改变频率时，要保持输入信 号的幅度不变，且输出波形不得失真。12C B E9011(NPN)9013(NPN)三、实验条件1、12V直流电源 B2、函数信号发生器3、双踪示波器4、交流毫伏表 3DG5、直流电压表 3CG6、直流毫安表 图2.7晶体三极管管脚排列7、频率计8、万用电表9、晶体三极管3DG6xl（p=50100）或90nxi（管脚排列如图2.7所示）10、电阻器、电容器若干四、实验内容1、调试静态工作点；2、测量电压放大倍数3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响；4、观察静态工作点对输出波形失真的影响；5、测量最大不失真输出电压；6、测量输入电阻和输出电阻；7、测量幅频特性曲线。五、实验步骤按图2.1连接实验电路。各电子仪器可按图L1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线质采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则 屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。表2.1静态工作点的测量（Ic=2mA）测量值计算值UB(V)UE(V)Uc(V)RB2(kQ)Ube(V)UCE(V)Ic(mA)1、调试静态工作点13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。接通+12V 电源、调节Rw，使Ic=2.0mA（即Ue=2.0V）,用直流电压表测量Ub、Ue、Uc及用万用 电表测量Rb2值。记入表2.1。表2.2静态工作点对放大倍数的影响（Rc=2.4kQ、Rl=8、Ui=mV）Ic(mA)2.0UO(V)Av2、测量电压放大倍数在放大电路输入端引入频率为1kHz的正弦信号us,调节函数信号发生器的输出旋钮 使放大电路输入电压Ui=IOmV,同时用示波器观察放大电路输出电压式o波形，在波形不 失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的U。值，并用双踪示波器观察“。和诙的 相位关系，记入表2.2。表2.3电压放大倍数的测量（Ic=2.0mA、UimV）Rc(kQ)RL(kQ)uo（v）Av观察记录一组。和曲波形2.4ooUi Uo1.2oo-t-r2.42.43、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置Rc=2.4kQ,Rl=s,Ui适量，调节Rw，用示波器监视输出电压波形，在o不失真的条件下，测量数组Ic和U。值，记入表2.3。在测量Ic时，要先将信号源输出旋钮旋表2.4静态工作点对输出波形失真的影响（Rc=2.4kQ、Rl=8、Ui=mV）Ic(mA)UCE(V)0波形失真情况管子工作状态Uo-t2.0敢-tUo114至零（即使Ui=O）。4、观察静态工作点对输出波形失真的影响置 Rc=2.4kQ,Ri=2.4kQ,%=0,调节 Rw使 Ic=2.0mA,测出 Uce值,再逐步加大 输入信号，使输出电压劭足够大但不失真。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，绘出沏的波形，并测出失真情况下的Ic和Uce值，记入表2.4中。每次 测Ic和Uce值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。5、测量最大不失真输出电压置Rc=2.4kQ,RL=2.4kQ,按照实验原理2.4）中所述方法，同时调节输入信号的幅度 和电位器Rw，用示波器和交流毫伏表测量Uopp及U。值，记入表2.5。表2.5最大不失真输出电压的测量（Rc=2.4k、RL=2.4k）Ic(mA)mV)Uom(V)Uopp(V)*6、测量输入电阻和输出电阻置Rc2.4kQ,Rr=2.4kQ,Ic=2.0mAo输入/=lkHz的正弦信号，在输出电压。不 失真的情况下，用交流毫伏表测出Us，U和Ul记入表2.6。保持Us不变，断开Rl，测量 输出电压U。，记入表2.6。表2.6 输入电阻和输出电阻的测量（L=2mA、Rc=2.4kQ、RL=2.4kQ）Us(mV)Ui(mV)Ri(kQ)UL(V)Uo(V)Ro(kQ)测量值计算值测量值计算值*7、测量幅频特性曲线取Ic=2.0mA,Rc=2.4kQ,RL=2.4kQo保持输入信号诙的幅度不变，改变信号源频率力 逐点测出相应的输出电压U。，记入表2.7。表2.7幅频特性曲线的测量（5=mV）fifofnf(kHz)Uo(V)Av=U0/Ui为了信号源频率/取值合适，可先粗测一下，找出中频范围，然后再仔细读数。说明：本实验内容较多，其中6、7可作为选作内容。15六、实验组织运行要求本实验第一次面对电子线路的分析与测试，基本放大电路是给定的，但基本概念较多，操作内容较多，调试方法烦琐。所以要求学生必须有预习报告，预习内容包括对基本概念 的理解与总结，对实验设备操作方法的进一步熟悉。采取以集中授课和学生自主操作相结 合的模式组织教学。七、实验注意事项1、实验前，正确评估所使用仪器设备的正常性，并牢记电子仪器测试时正确设置与量 程选择；2、认真检查接线正确、可靠时，方可接通电源进行测试；3、实验过程中，如发现有异常气味或其它不正常现象时，后先立即切断电源，保持 现场，然后报告指导教师，分析、排除故障后方可继续进行实验。八、实验思考题1、阅读教材中有关基本放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。假设：3DG6 的 0=100,RBi=20kQ,RB2=60kQ,Rc=2.4kQ,RL=2.4kQo 估算放大电 路的静态工作点，电压放大倍数Av，输入电阻Ri和输出电阻Ro。2、阅读实验附录3,了解放大电路干扰和自激振荡消除的方法。3、能否用直流电压表直接测量晶体管的Ube?为什么实验中要采用测Ub、Ue,再间 接算出Ube的方法？4、怎样测量RB2阻值？当调节偏置电阻RB2,使放大电路输出波形出现饱和或截止失 真时，晶体管的管压降Uce怎样变化？如何设置或调整电路参数，才能有利于放大电路不 失真放大？5、如何提高基本放大电路的电压放大倍数4？6、改变静态工作点对放大电路的输入电阻Ri有否影响？改变外接电阻Rl对输出电阻 Ro有否影响？7、在测试Av、R和Ro时，怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般 选1kHz,而不选100kHz或更高？8、测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测试端子 接线换位（即各仪器的接地端不再连在一起），将会出现什么问题？注：如图2.8所示，两个共射极基本放大电路构成带有负反馈的两级放大电路共用实验 16模块。如将KiR断开，则前级（I）为典型电阻分压式基本放大电路；如将Ki、区接通,则前级（I）与后级（II）接通，组成带有电压串联负反馈两级放大电路。九、实验报告要求1、列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电 压放大倍数、输入电阻、输 出电阻之值与理论计算值 比较（取一组数据进行比 较），分析产生误差原因。2、总结Rc，Rl及静态 工作点对放大电路电压放 大倍数、输入电阻、输出电 阻的影响。2.4kQ图2.8带有负反馈的两级放大电路3、讨论静态工作点变化对放大电路输出波形的影响。4、分析讨论在调试过程中出现的问题。17实验三 阻容耦合多级放大电路的研究实验学时：3实验类型：综合实验要求：必开一、实验目的1、学习多级放大电路静态工作点的调试方法；2、掌握测试多级负反馈放大电路性能指标的基本方法;3、研究负反馈对放大电路性能的影响。二、实验原理1、多级放大电路静态工作点的设置为了提高电压增益或输出功率，需要多级(两级以上)放大电路。下面只介绍两级放 大电路。第一级称为前置级，它的任务主要是接收信号，并与信号源进行阻抗匹配。因为整机 的噪声主要来源于第一级，所以第一级的静态工作点选择得较低。第二级称为电压放大级,主要是提高输出电压，因此要求动态范围大。静态工作点后选得高一点，一般选在交流负 载线的中点。本实验中，两级放大电路的静态工作点都尽量选在交流负载线的中点。2、多级放大电路的性能指标(1)交流电压放大倍数Av多级放大电路的电压放大倍数为多级放大电路最大不失真输出电压V0max和与此对应 的输入电压Vi之比，它也等于该多级放大电路每一级交流电压放大倍数的乘积：(2)通频带在阻容耦合放大电路中，由于存在级间耦合电容，发射极旁路电容以及导线的分布电 容等使放大电路的工作频率范围受到一定的限制。多级放大电路的工作频率范围可以通过 测试放大电路的幅频特性来确定。在幅频特性曲线上确定该放大电路的上限频率力和下限 频率九，通频带即好加一/l。由理论推导，也可得到多级放大电路的上、下限截止频率：181 1 F-I 2+fH-fH21 A+片)其中/,ff和/,ff分别为各级放大电路的上、下限截止频率。H1“2 Hn L1 l2 Ln(3)输入、输出电阻多级放大电路的输入电阻，就是第一级的输入电阻Ri，输出电阻就是末级的输出电阻Ro。3、反馈分类(1)反馈的极性如果输出量部分或全部反送到输入端，与输入量无相互作用的结果使净输入量又/减小，即为负反馈。判断反馈极性时，用瞬时极性法。(2)反馈的组态假想放大电路的输出端短路，反馈采样消失，则为电压反馈，此时文/取自工，且文/=0；否则，即为电流反馈。假想放大电路的净输入端对地短路，反馈消失(反馈采样信号不能作用于输入回路)，则为并联反馈；否则，即为串联反馈。因此，由输入、输出端搭配，负反馈可分为：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电 流串联负反馈和电流并联负反馈四种组态。4、负反馈对放大电路性能的影响(1)能展宽通频带，减小放大电路的非线性和线性失真；能维护放大电路对温度、电 源电压和频率等变化时的稳定性。(2)能灵活地调节放大电路的输入和输出阻抗输入电阻：串联负反馈能使闭环输入电阻Ri/增加到开环输入电阻Ri的(1+FA)倍，并联负反馈能使闭环输入电阻氏/减少到开环输入电阻Ri的匚，；输出电阻：电流负反馈能使闭环输出电阻Rof增加到开环输出电阻Ro的(1+户4)倍；电压负反馈能使闭环输出电阻Rof减少到开环输出电阻Ro的oof 1+FA(3)放大倍数194=A1+FA其中：（=三是反馈放大电路的放大倍数（闭环），4=3是不带反馈基本放大电路的 XfV放大倍数（开环），户=二为反馈系数，而卜+户4称为反馈深度，负反馈卜+/4i,因 X。此用 Vc2、Ve1 Ve2 的值，计算静态工作点 Ib1、1B2、VcEl、VcE20 测试计算 结果计录在表3.1中。表3.1两级放大电路静态工作点的测量测试值 计算值1c 1VciVbeiVei1C2Vc2Vb2Ve2IbiVcElVbi1B2Vb2VcE22、测试放大电路的性能20将正弦信号Vi=5mv,/=1000Hz接入电路。(1)无负反馈电阻时测试交流放大倍数Av，输入电阻Ri，输出电阻R。分别测出Vi，Vs，Vo,Vol，根据公式：4=%、4，=瓦，计算出Avi、AV2和Av，匕 匕根据公式计算出Ri。匕一匕在Rl=s,RL=3kQ时，分别测出输出电压Vo和Vol，根据公式&=%一&,计算 尢出Ro。在电路理想放大状态下，保持Vi=5mV不变，改变M频率，先确定九和九，然后根据公式 屿加一尢，求出放大电路的通频带AA将测试和计算结果填入表3.2中。(2)将负反馈电阻R.2kQ接入电路，从输出端引出接入前一级晶体管发射极。按上 述(1)测出对应参量和计算出有关结果填入表3.2中。表3.2负反馈放大电路特性测试电路状态 电路参数测试值计算值UsUqlA/hRiRoAvAvLf无反馈时有反馈时六、实验组织运行要求本实验面对两级放大电路的性能分析与测试，电路是给定的基本概念较多，操作内 容较多。要求学生必须有预习报告，预习内容包括对负反馈放大电路基本概念的理解与总 结。采取以学生自主操作为主的开放模式组织教学，在指导老师的监督和指导下，由学生 自己分析实验要求，按实验步骤完成实验操作。七、实验注意事项1、实验前，正确评估所使用仪器设备的正常性，并牢记电子仪器测试时正确设置与 量程选择；2、认真检查接线正确、可靠时，方可接通电源进行测试；3、实验过程中，如发现有异常气味或其它不正常现象时，取先立即切断电源，保持 现场，然后报告指导教师，分析、排除故障后方可继续进行实验。21八、实验思考题1、阅读教材中有关多级放大电路的内容，总结多级放大电路的耦合方式及其特点；总结多级放大电路的性能技术指标的估算方法。2、阅读教材中有关负反馈放大电路的内容，总结反馈放大电路的分类以及负反馈对放 大电路的动态性能技术指标的影响。3、如图3.2所示电路，如何连接Rf、C4,能使反馈放大电路的输入电阻Ri/变成无反 馈时的放大电路的输入电阻Ri的彳，反馈放大电路的输出电阻R。/变成无反馈时的放 大电路的输出电阻R。的1+E4倍。I-T T T-+4、从实验二中总结放大电路的性 区 卜产能参数的测试方法以及技巧。_4九、实验报告要求 1 q上卜中1、整理实验数据，分析实验结果；司策J2、分析负反馈对放大电路性能技 术指标参数的影响；3、分析讨论在调试过程中出现的 图32两级反馈放大电路问题。22实验四 差动放大电路的设计及分析实验学时：3实验类型：综合实验要求：必开一、实验目的1、加深对差动放大电路性能及特点的理解；2、学习差动放大电路主要性能指标的测试方法。二、实验原理图4.1是差动放大电路的基本结构。它由两个元件参数相同的共射基本放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型 的差动放大电路。调零电位器RP 用来调节Ti、T2管的静态工作点,使得输入信号Ui=。时，双端输出 电压Uq=Oo Re为两管共用的发 射极电阻，它对差模信号无负反馈 作用，因而不影响差模电压放大倍 数，但对共模信号有较强的负反馈 作用，故可以有效地抑制零漂，稳 定静态工作点。+Ucc+12VUeeO-12V当开关K拨向右边时，构成具图4.1差动放大电路实验电路有恒流源的差动放大电路。它用晶体管恒流源代替发射极电阻Re，可以进一步提高差动放 大电路抑制共模信号的能力。1、静态工作点的估算典型电路：IE y_BE_（认为 Ubi=Ub2*0）Icl=IC2=E恒流源电路：嚏/3RU be1+2_ j _ j _ _TD 7 Cl-7 Cl-o 7C3火石3 22、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数23当差动放大电路的射极电阻Re足够大或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由 输出端方式决定，而与输入方式无关。双端输出：Re=8，Rp在中心位置时，%$=-半_vs 七+a1+匕）（单端输出：An 二VUc vqA/2=Uc?_ Vt/.2当输入共模信号时，若为单端输出，则有：A _ A _c。叫 9 凡,&+展+（1+3（2（+24）E若为双端输出，在理想情况下：实际上由于元件不可能完全对称，因此Ac也不会绝对等于零。3、共模抑制比CMRR为了表征差动放大电路对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力,通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比：CMRR=或 CMRR=2Qlog 因网A Ac c差动放大电路的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。本实验由函数信号发生 器提供频率/=lkHZ的正弦信号作为输入信号。三、实验条件1、12V直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器4、交流毫伏表5、直流电压表246、晶体三极管3DG6x3（或90nx3）,要求、T?管特性参数一致7、电阻器、电容器若干四、实验内容1、典型差动放大电路性能测试；2、具有恒流源的差动放大电路性能测试。五、实验步骤按图4.1连接实验电路，开关K拨向左边构成典型差动放大电路。1）测量静态工作点调节放大电路零点。将放大电路输入端A、B与地短接（信号源不接入），接通12V 直流电源，用直流电压表测量输出电压Uo,调节调零电位器Rp，使Uo=0。调节要仔细，力求准确。测量静态工作点零点调好以后，用直流电压表测量Ti、T2管各电极电位及射极电阻Re两端电压Ure，记入表41 o断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大电路输入A端，地端接放大电路输 入B端构成单端输入方式，调节输入信号为频率/=lkHz的正弦信号，并使输出旋钮旋至 零，用示波器监视输出端（集电极Ci或C2与地之间）。接通12V直流电源，逐渐增大输入电压Ui（约100mV）,在输出波形无失真的情况 下，用交流毫伏表测Ui，Uci，Uc2,记入表4.2中，并观察为,此1，42之间的相位关系 及Ure随Ui改变而变化的情况。3）测量共模电压放大倍数将放大电路A、B短接，信号源接A端与地之间，构成共模输入方式。调节输入信号 f=lkHz,U=1V,在输出电压无失真的情况下，测量Uci，Uc2之值记