模拟电子技术实验

实验2 单管放大电路1.1 实验目的(1) 熟悉电子元件和模拟电路实验箱。

(2) 掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。

(3) 学习测量放大器Q点，A v，r i，r o的方法，了解共射极电路的特性。

(4) 学习放大器的动态性能。

1.2 实验仪器与设备示波器，信号发生器，交流毫伏表，数字万用表，模拟/数字电路实验箱。

1.3 预习要求(1) 熟悉分压式偏置放大器的工作原理，了解元器件参数对放大器性能的影响。

(2) 熟悉放大器的动态及静态测量方法。

1.4 实验内容与步骤（一）、连接直流电路，测量静态工作点1．连接直流电路(1)用万用表判断实验元件（三极管、电解电容、电阻、电位器）及实验所用导线的好坏。

(2) 连接分压式偏置放大器的直流通路，电路如图1-1所示，将R W的阻值调到最大100K。

图1-1 分压式偏置单管放大器的直流通路（3）调节直流稳压电源电压输出调节旋钮，使其输出+12V(方法：用万用表直流电压档监测直流稳压电源输出端口，调节旋钮使万用表显示＋12 V)2．调节静态工作点接通稳压电源（方法：用红色导线连接直流稳压电源的正极与R W R C的公共点，用黑色导线连接直流稳压电源的负极与R B2 R E的公共点），调节R W使U CE=1/2 U CC，V BE=0.7V 测量晶体管各极对地电压U B、U C和U E，将测量结果和计算所得结果填入表1-1中。

U CE =U C-U EU BE =U B-U EI C = I E= U E /R E表1-1 静态工作点实验数据（二）、连接完整电路，测量动态参数1.连接完整电路图1-2 分压式偏置单管放大器原理图注意：电解电容的极性。

3．电压放大倍数的测量（1）接通函数信号发生器电源，调节函数信号发生器的频率调节旋钮和幅度调节旋钮，使函数信号发生器输出频率 f =1 kHz ，输出电压U S=10 mV （有效值）的交流信号（若输出不能达到10 mV，可调节输出衰减旋钮20～60 dB和幅度调节旋钮即可）。

注意：信号发生器输出交流信号的频率通过数码管显示即可读出来，输出交流信号的幅度必须使用晶体管毫伏表检测方可读出电压有效值。

（2）将信号发生器、示波器、晶体管毫伏表按图1-3接入。

信号发生器的正极、示波器CH1的正极（红色夹子）接放大器输入端的正极，负极（黑色夹子）接放大器输入端的负极；晶体管毫伏表的正极、示波器CH2的正极（红色夹子）接放大器输出端的正极，负极（黑色夹子）接放大器输出端的负极。

观测放大器输出端波形（示波器CH2显示的波形）不失真时，读出晶体管毫伏表的值即为不接R L时的U0；接上R L=5.1K负载电阻后，再读一次晶体管毫伏表的值即为接R L时的U0；并记录于表1-2中。

注意：如果放大器输出端波形（示波器CH2显示的波形）失真，必须适当减小U S的输入（此时必须重新用晶体管毫伏表测试U S并记录于表1-2中）；或者不改变U S ，重新调整R W使输出端波形不失真，这时必须重新测试静态工作点并重新记录数据于表1-1中。

图1-3 分压式偏置单管放大器仪器连接图表1-2 电压放大倍数的测量数据4．观察静态工作点对失真的影响使放大器的输入信号U i =10 mV 。

观察示波器显示的放大器输入、输出端的波形。

调节R W 或者增大放大器的输入信号，使放大器输出端的波形产生明显的饱和失真和截止失真。

定性描绘所观察到的图形和记录刚刚出现失真时的U CE 值，记录于表1-3中，并计算I C 值。

表1-3 实验数据5．测量放大器输入、输出电阻(1) 输入电阻测量。

在输入端串接一个R S =1 kΩ的电阻，如图1-4所示，测量U s 与U i ，即可计算r i 。

i i i i S i U U r RI U U ==-S(2) 输出电阻测量。

如图1-5所示。

OO OLo L OLU U r R U -=分别测量接负载电阻R L 时的输出电压U OL 和不接负载电阻R L 时的输出电压U OO ，记录于表1-4中，并计算r i 和r o 。

U i 和图1-4 输入电阻测量 图1-5 输出电阻测量表1-4 实验数据6．负反馈对放大器的影响串联电流负反馈实验电路图如图1-3所示。

并联电压负反馈实验电路是在图1-3的基础上，在C 2的负极和C 1的负极之间接入反馈电阻R F =20K Ω 构成。

表1-5 负反馈对放大器的影响实验数据1.5 实验报告内容(1) 记录实验中出现的问题或故障，如何解决问题或故障的。

(2) 如何由输出波形判断放大器的工作状态。

（3）讨论负载电阻对放大器工作特性的影响。

实验1 运算放大器2.1 实验目的(1) 了解集成运放的基本使用方法。

(2) 利用运放进行反相比例，同相比例等运算。

2.2 实验仪器与设备双踪示波器，信号发生器，晶体管毫伏表，万用表，直流稳压电源。

2.3 实验原理本实验仅对集成运放组成的若干种数学运算电路进行实验研究。

集成运放是高增益、高输入阻抗的直流放大电路，具有通用性强、灵活性大、体积小、耗电省和寿命长的特点，因此，得到广泛的应用。

由运放组成的基本运算电路是运放线性应用的典型电路。

在使用中，为了简化分析，常把实际的运放当作理想运放来处理。

这样对于工作在线性区的运放可认为U -= U + I i = 0+(1) 通用型集成单运放μA 741、LM741介绍： μA 741、LM741的管脚图如图2-1所示，其特点是电压适应范围较宽，可在±5～±18V 范围内选用；具有很高的输入共模、差模电压，电压范围分别为±15V 和±30V ；内含频率补偿和过载、短路保护电路；可通过外接电位器进行调零。

图2-1LM741管脚图和调零电路(2) 反相比例器的闭环电压放大倍数。

A vf =f1R R -当R f = R 1时，可用作反相器，如图2-1所示。

图2-1 反相比例器 图2-2 同相比例器(3) 同相比例器，如图2-2所示，其闭环电压放大倍数如下。

A v f = 1 +f1R R 当R f = 0或R 1 =∞(断路)时，可用作跟随器。

2.4 预习要求(1) 复习有关集成运放的基本内容，弄清与本实验有关的各种运算电路的工作原理。

(2) 根据实验电路的参数，计算反相比例、同相比例等运算电路的运算关系式。

2.5 实验内容与步骤（1）正负电源连接方式集成运放的正负电源采用直流稳压电源的两路提供，原理图如图2-3（a ），调试方式如下；首先，分别调节直流稳压电源A 、B 路的电压输出旋钮，用万用表直流电压档测量A、B路电压输出，使A、B路分别输出12V；调试完毕，关掉直流稳压电源的电源。

然后用4根导线连接即可；具体连接方式如图2-3(b)所示。

图2-3（a）正负电源连接原理图图2-3(b) 正负电源连接方式图(2) 反相比例运算。

信号发生器输出f=1 kHz U i =100 mV的正弦信号（注意：信号发生器输出交流信号的频率通过数码管显示即可读出来，输出交流信号的幅度必须使用晶体管毫伏表检测方可读出电压有效值。

）取电阻值为：R f =100 kΩ，R1 =10 kΩR f =100 kΩ，R1 =20 KΩ按图2-4连接电路后，按图2-5连接实验仪器，用双踪示波器同时观察U i和U o的波形，并比较它们的相位关系。

在输出波形不失真条件下用晶体管毫伏表读出两组数据并记录于表2—1中。

2-4反相比例运算原理图图2-5 反相比例运算实验连线图表2-1 测量数据(2) 同相比例运算。

按图2-6连接电路，输入f =1 kHz U i =100 mV 的正弦波，取R f =100 k Ω，R 1 =10 k Ω R f =100 k Ω，R 1 =20 k Ω图2-6 同相比例运算图2-7 同相比例运算实验连线图按图2-7连接实验仪器，同样，用双踪示波器同时观察U i和U o的波形，并比较它们的相位关系。

在输出波形不失真条件下用晶体管毫伏表读出两组数据并记录于表2—1中。

2.6 实验报告(1) 整理实验数据，列成表格，并与理论值相比较，分析产生误差的原因。

(2) 实验的心得体会。

实验3 二阶有源滤波器3.1 实验目的(1) 学习集成运放在有源滤波器中的应用。

(2) 了解滤波器的组成及工作原理。

(3) 熟悉滤波器幅频特性的测试方法。

3.2 实验仪器与设备双踪示波器，信号发生器，晶体管毫伏表，万用表，直流稳压电源。

3.3 实验原理(1) 二阶有源低通滤波器二阶有源低通滤波器的电路如图3-1所示。

图3-1 二阶有源低通滤波器电路二阶有源低通滤波器的传递函数为：)()()(S V S V S A i o=222cccO s Qs A ωωω+⋅+= （3.1）或CC OQ j j A ωωωωω⋅+-=1)(1)(2 （3.2）其中11R R A A FVF O +== （3.3） 特征角频率 RCc 1=ω （3.4）等效品质因数 VFA Q -=31（3.5）幅频响应 22211lg 20)(lg20⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=Q A j A cOωωωωω （3.6）(2) 二阶有源高通滤波器二阶有源高通滤波器的电路如图3-2所示。

图3-2 二阶有源高通滤波器电路二阶有源高通滤波器的传递函数为：)()()(S V S V S A i o =222ccO s Qs s A ωω+⋅+=（3.7）或ωωωωωC C OQ j j A ⋅+-=11)()(2 （3.8）其中11R R A A FVF O +== （3.9） 特征角频率 RCc 1=ω （3.10）等效品质因数 VFA Q -=31（3.11）幅频响应 22211lg 20)(lg20⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=Q A j A cOωωωωω （3.12）3.4 预习要求(1) 复习有关二阶有源低、高通滤波器的内容，进一步熟悉理解二阶有源低、高通滤波器的工作原理。

(2) 若C 分别为0.22μF 、 0.33μF 、 1μf 三种不同值，R=10K Ω，试理论计算三个特征角频率ωC 。

3.5 实验内容与步骤1. 测量二阶有源低通滤波器的幅频特性 选取R=2K,，C=0.1μf,按照图3-1正确连接二阶有源低通滤波器电路，选择适当的R 1、R F 的值，使Q=0.707（A VF =1.586），调试直流稳压电源±12V 输出，检查无误后接入电路，信号发生器输出300 mV 幅值电压维持不变（每改变一次频率须重新用晶体管毫伏表检测输出幅值电压并效准），每改变一次频率后，用晶体管毫伏表监测确认输入电压为300 mV 后，再用晶体管毫伏表测量一次输出电压，用示波器观测输入输出波形，数据记录于表3-1。