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模拟电子技术实验指导书中南民族大学计算机科学学院2005年3月目录实验一常用电子仪器使用练习.........................................................1实验二单级共射放大电路.................................................................4实验三共集电极放大电路——射极跟随器.....................................7实验四负反馈放大电路...................................................................10实验五差动放大器...........................................................................13实验六功率放大器...........................................................................16实验七集成运算放大器的线性应用...............................................18实验八RC正弦波发生器及波形变换..............................................21实验九集成稳压源...........................................................................24实验一常用电子仪器使用练习一、实验目的熟悉示波器，低频信号发生器和晶体管毫伏表等常用电子仪器面板，控制旋钮的名称，功能及使用方法，初步掌握用示波器观察波形和测量波形参数的方法。二、实验说明1．示波器的型号很多，但基本使用方法是相同的，本次实验以SR8型双踪示波器为主介绍一般的使用方法。2．低频信号发生器是一个能产生正弦电压的低频信号源，输出信号的频率为1Hz~1MHz，且连续可调，输出信号的电压在0~5V内连续可调，供各种测量使用。3．晶体管毫伏表（DA—16型），是一种用于测量正弦电压有效值的电子仪器；它有输入阻抗高，灵敏度高以及可使用频率高等优点。三、实验内容及步骤1．信号发生器的使用①信号频率的调节：拨动面板左下方“频率范围”波段开关，配合调节三个“频率调节”旋钮（注：XD11型“功能”旋钮要拨到正弦波档），可以输出1Hz~1MHz的正弦信号，根据“频率范围”旋钮指示的波段和“频率调节”旋钮指示的刻度，就可读出频率的数值。例如：“频率范围”旋钮拨在10KHz档，“频率调节”旋钮“×0”置于3，“×0.1”置于4，“×0.01”置于0，则输入信号频率为34.0KHz。②信号输出幅度的调节：XD11左下方有一“正弦波幅度”旋钮是用来调节输出幅度的，“输出衰减”旋钮的具体衰减后的输出幅值可用晶体管毫伏表测得。2．使用DA—16型晶体管毫伏表测量电压①将信号发生器频率调至1KHz，输出信号的电压调至5V，用DA—16型晶体管毫伏表直接测量信号发生器在不同的“输出衰减”位置的输出电压值，数据填入自拟表格中。注：在测量中，为避免接入被测信号后使表头过载，应先将电压表“量程”旋钮置于大量程档，接入被测电压后，再逐次向小量程档旋动，为了达到读数精度，一般要求指针指示在满刻度的三分之一以上。②将信号发生器“输出衰减”旋钮置于0dB档，并保持输出5V，改变信号频率，用电压表测量相应的电压值，记入下表：信号频率（Hz）501001K10K50K100K500K1M电压表读数（V）13．示波器的使用①接通电源，在加入被测信号前，首先应调节“辉度”，“聚焦”和“辅助聚焦”等各旋钮，使屏幕上显示一条细而清晰的扫描基线，调节“X轴位移”和“Y轴位移”旋钮，使基线位于屏幕中央，然后将信号发生器的输出电压接入示波器，调节示波器的有关旋钮，使其分别在四种频率（200Hz，15KHz，195KHz，1MHz）时，屏幕上都出现三个完整的正弦波形，并使波形的高度为5cm总宽度为8cm（注：控制波形高度与宽度的旋钮分别是哪些？）。②测量信号电压使信号发生器输出信号的频率固定在10KHz，并保持输出为5V（在0dB时），幅度旋钮不动，将示波器输入“选择”开关置于“AC”位置，“灵敏度”的微调旋钮置于“校准”位置，被测信号经探极接入Y轴输入端，从波形的正峰至负峰根据坐标刻度（单位：厘米）读出Y轴偏转距离，根据Y轴灵敏度“V／cm”开关所置的位置，每厘米偏转电压乘以峰—峰之间的Y轴偏转距离，再乘上所用探极的衰减因数，即得到实际的峰—峰电压，可用公式转换成有效值，将测量结果填入下表：注：测量时，探极衰减1:10，信号发生器“输出衰减”分0，20，40，60四档。信号发生器“输出衰减”旋钮所置位置（dB）0204060输入灵敏度“V／cm”开关所置位置（V／cm）正峰至负峰波形高度（cm）峰—峰值电压Up—p（V）有效值电压U（V）③测量信号周期和频率使信号发生器的输出信号固定为3V，根据坐标刻度（厘米）读出屏幕上所显示的一个周期的波形在X轴向偏转距离，用X轴向偏转距离乘以扫描“t／cm”开关所置位置标度的每厘米时间值，再除以“扩展”开关所对应的倍数，即为所测量的信号周期，测量数据填入下表。注：扫描微调应置于“校准”位置。四、模拟电路实验仪的使用①将电源线插头插入220V电源．打开电源开关，电源指示灯亮，仪器处于工作状态。②用万用表蜂鸣档测量面包板的通、断，以便今后能顺利的搭接电路。③用示波器观察实验仪上的正弦波的输出波形。④用万用电表的直流电压档测试实验仪上的正负电压值。⑤实验仪下端的三个电位器是实验时用的，它们的阻值（从左到右）分别是100、1K、100K，可用万用电表电阻档验证。2信号源输出信号频率fO（KHz）l525501001000示波器扫描速率开关所置位置（t／cm）被测波信号一个周期的X轴偏转距离（cm）测得的信号周期T（uS）测得的信号频率f（KHz）五、思考题1．用交流电压表测量交流电压时，信号频率的高低对读数有无影响？能否用DA16型毫伏表测量20Hz以下的交流电压。2．用示波器观察波形时，要达到如下要求，应调节哪些旋钮？(1)波形清晰(2)波形稳定(3)亮度及波形在屏幕上位置适中(4)改变波形个数(5)改变波形高度3．用示波器观察正弦波时，若屏幕上出现下列现象时，是哪些开关和旋钮位置不对？如何调节？注：本次实验不写实验报告，采取当堂考试的办法评定成绩。3实验二单级共射放大电路一、实验目的1．掌握常用电子仪器的使用。2．掌握晶体管放大电路静态工作点的测试方法，了解静态工作点的设置对非线性失真的影响。3．掌握晶体管放大电路动态技术指标的测试方法。二、实验说明单级共射放大电路是三种基本放大电路组态之一，基本放大电路处于线性工作状态的必要条件是设置合适的静态工作点，工作点的设置直接影响放大器的性能。放大器的动态技术指标是在有合适的静态工作点时，保证放大电路处于线性工作状态下进行测试的。共射放大电路具有电压增益大，输入电阻较小，输出电阻较大，带负载能力强等特点，其主要技术指标的表达式为：1cbeLvRrRAββ+′−=，)//(cLLRRR=′)//(1ebebiRrRrβ+=，)//(21bbbRRR=三、预习要求1．复习放大电路静态工作点的估算方法。2．根据所给定的输入信号的大小，确定电路输出出现饱和失真以及截止失真时，静态工作点的范围。3．估算输出电压Uo，输入电阻ri及输出电阻ro的值。四、实验电路3DG6Rc5.1KRL5.1KRb120KRb211KRe151ΩRe21KW/Rb1100KRs1KVsCe33uC210uC110u+12VKViVo4五、实验内容与步骤1．用万用表测面包板各脚的通、断，搞清楚面包板的结构。2．在实验仪的面包板上组装单级共射放大电路，检查后，接通+12V电源。3．在线性工作状态下，测试放大电路。(1)静态测试：调节W（100K电位器），使IE≈1.2mA（或VE=1.2V），使静态工作点选在交流负载线的中点，所得数据填入下表中。IB（uA）VE（V）IC（mA）VCE（V）VBE（V）β(2)动态测试在以上静态条件下，从信号发生器输入信号f=1KHz的正弦波，在输出信号不失真的前提下，将所得数据填入下表中。注：信号发生器要适当衰减，输入、输出信号的幅度用晶体管毫伏表测量，所测得的值为有效值。RL=∞（空载）RL=5.1KVi（mV）VOAvVOAv20304．在非线性工作状态下，测试放大电路的工作状态：调节W，使Rb1逐渐减小，观察输出波形的变化，直到出现饱和失真，测量其静态工作点；然后使Rb1逐渐增大，观察输出波形的变化，直到出现截止失真，测量其静态工作点，将数据、波形填入下表中。静态工作点工作状态输出波形VCE（V）VBE（V）IC（mA）IB（uA）饱和截至55．截止频率的测量保持Vi=30mV不变，改变输入信号的频率，使输出电压下降到omoVV21=，可测出fL，fH。将数据填入下表中：条件：Vi=30mV，RL=5.1VoFomoVV21=B=fH-fLfLfH注：Vom是动态测试表格中RL=5.1K，Vi=30mV时所测得的Vo6．输入电阻的测量当输入信号Vs的f=1KHz，幅度Vi=30mV，负载RL=5.1K时，将数据填入下表中：VsViRsri注：因为sisiiVrRr+=sisiiRVVVr−=V，由此可得：六、注意事项1．不要带电接线，更换无件。2．静态测试时，Vi=0；动态测试时，要注意共地。3．电流表串接在电路中正、负不要接反。七、思考题1．讨论Rb的变化对静态工作点Q，放大倍数Av及输出波形失真的影响，从而说明静态工作点的意义。2．若单级放大器的输出波形失真，应如何解决?八、实验仪器及元件示波器3DG6×1信号发生器毫伏表20K、11K、51Ω电阻×1模拟电路实验仪5.1K、1K电阻×2万用表10uF×2，33uF×16实验三共集电极放大电路——射极跟随器一、实验目的1．掌握共集电极放大电路的特点和性能。2．进一步熟悉放大电路各项指标的测试方法。3．理解射极跟随器电压跟随范围的意义。二、实验说明共集电极放大电路具有输入电阻高、输出电阻低、电压放大倍数接近于1、输出电压与输入电压同相的特点，输出电压能够在较大的范围内跟随输入电压作线性变化，又称为射极跟随器。其主要技术指标为（参见实验电路图）：输入电阻：[]LbebiRrRR′++=)1(//β，eLLRRR//=′输出电阻：β++′=1//beseorRRR，bssRRR//=′电压放大倍数：1≈)1()1(′++′+=beLvRrRAββ不失真范围交流负载线直流负载线Qic/mAUce/V0L为了加大输入电阻，同时降低输出电阻，电路中应选用β值较大的晶体管，且偏置电阻Rb应尽可能大，而Re不能太小，使工作电流Ie较大为好。电压跟随范围，指跟随器输出电压随输入电压作线性变化的区域。在右图所示的晶体管输出特性曲线上，如果把静态工作点Q取在交流负载线的中点，电压Uce可有最大不失真的动态范围，此时输出电压Uo的跟随范围可达最大值。三、预习要求1．复习共集电极放大电路的工作原理及分析方法。2．根据所给电路，估算当IC=1.5mA时的静态工作点参数，画出直流负载线和交流负载线。3．估算电路的输入电阻、输出电阻和输出电压的跟随范围。四、实验电路73DG6Rb151KW100KRsC1+12V五、实验内容与步骤1．在实验面包板上组装共集电极放大电路，检查无误后，接通电源。2．调整静态工作点调节电位器W，使VE=7.5V（IE=1.5mA），测量静态工作点参数，填入下表。VB（V）VE（V）VC（V）VBE（V）VCE（V）IC（mA）IB（mA）β3．动态指标测量①从信号发生器输入f=1KHz的正弦信号，使Ui=1V有效值，用示波器的通道1观察Ui，通道2观察Uo