电子技术实验-模拟部分
第3章电子技术基础_模拟部分
•3.1.5 温度对BJT参数及特性的影响
•1. 温度对BJT参数的影响
•(1) 温度对ICBO的影响 •温度每升高10℃,ICBO约增加一倍。
•(2) 温度对 的影响 •温度每升高1℃, 值约增大0.5%~1%。
•(3) 温度对反向击穿电压V(BR)CBO、V(BR)CEO的影响 •温度升高时,V(BR)CBO和V(BR)CEO都会有所提高。
•iB=f(vBE) vCE=const •iC=f(vCE) iB=const •可以写成:
•在小信号情况下,对上两式取全微分得
•BJT双口b+ hrevce
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•ic= hfeib+ hoevce 第3章电子技术基础_模拟部分
•1. BJT的H参数及小信号模型
部载流子传输体现出来的。
外部条件:发射结正偏 集电结反偏
• 由于三极管内有两种载流子(自 由电子和空穴)参与导电,故称为双 极型三极管或BJT (Bipolar Junction Transistor)。
1. 内部载流子的传输过程
发射区:发射载流子
集电区:收集载流子
基区:传送和控制载流子
(以NPN为例)
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第3章电子技术基础_模拟部分
•3.1.1 BJT的结构简介
•(a) 小功率管 (b) 小功率管 (c) 大功率管 (d) 中功率管
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第3章电子技术基础_模拟部分
•3.1.1 BJT的结构简介
半导体三极管的结 构示意图如图所示。 它有两种类型:NPN型 和PNP型。
(a) NPN型管结构示意图 (b) PNP型管结构示意图 (c) NPN管的电路符号 (d) PNP管的电路符号
电子技术基础模拟部分
电子技术基础模拟部分 第一章 绪论1、写出下列正弦电压信号的表达式(设初始相角为零): (1)峰-峰值10V ,频率10 kHz; (2)有效值220 V ,频率50 Hz; (3)峰-峰值100 mV ,周期1 ms ; (4)峰-峰值0.25 V ,角频率1000 rad/s;解:正弦波电压表达式为 )t sin(V = (t)m θω+v ,由于0=θ,于是得到: (1) V )105sin(2 = (t)4t v π⨯; (2) V 001sin 2220 = (t)t v π; (3) V 00020.05sin = (t)t v π;(4) V 00010.125sin= (t)t v ;2、电压放大电路模型如图( 主教材图 1.4. 2a ) 所示,设输出开路电压增益10=vo A 。
试分别计算下列条件下的源电压增益s vs A υυο=:( 1 ) si i R R 10= ,οR R L 10=; ( 2) si i R R = ,οR R i =; ( 3) 10si i R R = ,10οR R L =; ( 4 ) si i R R 10= ,10οR R L =。
电压放大电路模型解:由图可知,)(i si i i s R R R v v +=,i v LLA R R R v νοοο⋅+=,所以可得以下结果: (1)si i R R 10=,οR R L 10=时,i i si i i s v R R R v v 1011)(=+=,i i v L L v A R R R v 101110⨯=⋅+=νοοο,则源电压增益为26.8101111100≈==i i s vs v v v v A ο。
同理可得: (2)5.225===ii s vs v v v v A ο (3)0826.0111110≈==i i s vs v v v v A ο (4)826.010111110≈==i i s vs v v v v A ο3、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰-峰值分别为5μA 和5mV ,输出端接2k Ω电阻负载,测量到正弦电压信号峰-峰值为1V 。
电子技术基础(模拟部分)习题答案
一、填空1.杂质半导体分为N型和P型两种类型。
2.在下述电路中,能使二极管导通的电路是a。
3.在电路管、Ve=0.6V、Vc=5V,则该三极管处于放大工作状态。
4.衡量双极型三极管放大能力的参数是β,衡量其温度稳定性的参数是__I CBO ___。
5.N沟道J型FET工作在恒流区的条件是_u ds>U GS(OFF)__,它的截止条件为__ u Gs≤U GS(OFF)__。
6.在基本OCL功放电路中,设电源电压为±15V,负载电阻R L=8Ω,则理想情况最大输出功率为_ 14.06 _ W,理想效率为78.5%_。
7.在集成电路中广泛采用的恒流源电路,在实际电路中,经常作为偏置电路和有源负载广泛使用。
8.通用型集成运放的输入级一般采用_差分放大电路_电路,其主要目的是抑制0点漂移。
9.为了稳定放大电路的静态工作点,可以引入直流负反馈_,为了稳定放大倍数应引人__交流负反馈_。
10.正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
要使正弦波振荡电路产生持续振荡,必须满足的振幅平衡条件是_∣AF∣=1_,相位平衡条件是_ΦA+ΦF =0_。
11.在放大电路的设计中,主要引入_负__反馈以改善放大电路的性能。
此外,利用这种反馈,还可增加增益的恒定性,减少非线性失真,抑制噪声,扩展频带以及控制输入和输出阻抗,所有这些性能的改善是以牺牲_放大倍数__为代价的。
11.N型半导体是在单晶硅中掺入五价的微量元素而形成的,多数载流子是自由电子,少数载流子是空穴。
12.半导体PN结具有单相导电性特性。
13.在常温下,硅二极管的开启电压约为0.5 V,锗二极管的开启电压约为0.1 V,14.晶体三极管基本放大电路有共射极、共集电极和共基极三种组态。
15.在差动式放大电路中,差模输入信号等于两个输人端信号的_之差_;共模输入信号等于两个输入信号的__和的一半_。
16.设计一个负反馈放大电路,若要稳定输出电压,应引入电压负反馈;若要稳定输出电流,应引入电流负反馈;若要增加输入电阻,应引入串联负反馈。
电路电子技术基础模拟部分-第六版
1 / sC VP ( s ) VA ( s ) R 1 / sC Vi ( s ) VA ( s ) VA ( s ) Vo ( s ) VA ( s ) VP ( s ) 0 R 1 / sC R Vo ( s ) AVF 得滤波电路传递函数 A( s ) Vi ( s ) 1 (3 - AVF ) sCR ( sCR )2
20lg|
A(j) | A0 /dB 20 10
产生增益过冲的 原因是什么? 上 限 角频 率 H 和 特 征 角频 率 C 有 何差别?
归一化的幅 频响应曲线
/C
12
华中科技大学 张林
4. n阶巴特沃斯传递函数 传递函数为
A( jω)
A0 1 (ω / ωc )2n
式中n为阶滤波电路阶数,c为3dB载止角频率,A0为通带电 压增益。 | A( j ) |
其中 A( j ) —— 模,幅频响应 ( ) —— 相位角,相频响应
d ( ) ( ) ( s) d
群时延响应
4
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10.1 滤波电路的基本概念与分类
2. 分类
低通(LPF) 高通(HPF) 带通(BPF) 带阻(BEF) 全通(APF) 希望抑制 50Hz 的 干扰信号,应选用 哪种类型的滤波电 路?
相频响应
cQ ( ) arctg 2 1( ) c
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11
10.3.1 有源低通滤波电路
3. 幅频响应
20 lg A( j ) 1 20 lg 2 A0 2 2 1 ( ) ( ) c cQ
Q=10 5 2 1 0 -3 -10 -20 -30 -40 0.3 0.4 0.1 0.2 0.5 1 2 3 5 10 0.707 0.5
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
全通滤波电路(APF)
对所有频率的信号都有相同的传 递函数。
滤波电路的分析方法
解析法
通过数学公式推导电路的 传递函数和频率响应。
实验法
通过实验测试电路的实际 性能。
近似法
对电路进行近似处理,简 化分析过程。
滤波电路的应用实例
音频信号处理
用于消除噪音、增强音质。
图像信号处理
感谢您的观看
振荡电路用于产生本机振荡信号,用于调制和解调无 线信号。
音频信号处理
振荡电路可以用于产生音频信号,如合成器和效果器 中的音源。
测量仪器
振荡电路用于产生稳定的频率信号,如示波器和频谱 分析仪中的信号源。
06 电源电路
电源电路的组成和工作原理
电源电路的组成
电源电路主要由电源、负载和中间环节组成。电源是产生电 能的装置,负载是消耗电能的装置,中间环节则起到传输电 能的作用。
用于图像增强、去噪。
通信系统
用于信号的提取、抑制干扰。
05 振荡电路
振荡电路的组成和工作原理
1 2 3
组成
振荡电路由放大器、反馈网络和选频网络三个部 分组成。
工作原理
振荡电路通过正反馈和选频网络的选频作用,将 输入信号中的特定频率成分不断放大,最终输出 稳定的振荡信号。
振荡条件
要产生振荡,必须满足一定的相位和幅度条件, 即|AF|=1和ΔΦ=2π(n-1),其中A为放大倍数,F 为反馈系数,n为自然数。
电子技术基础模拟部分(第六版) 康华光ch
目 录
• 电子技术概述 • 模拟电路基础 • 放大电路 • 滤波电路 • 振荡电路 • 电源电路
01 电子技术概述
电子技术基础 模拟部分 绪论 课件
υI
O
ωt
υO
υO
ωt
O
O
ωt
1.5 放大电路的主要性能指标
5. 频率响应及带宽(频域指标) 频率响应及带宽(频域指标)
B,Av为什么是 f 的函数?如何表达? , 为什么是 的函数?如何表达? 原因:放大电路存在电抗元件,如电容,电感. 原因:放大电路存在电抗元件,如电容,电感. 在输入正弦信号情况下, 频率响应 在输入正弦信号情况下,输出随输入信号频率 连续变化的稳态响应. 连续变化的稳态响应. ( jω ) = Vo ( jω ) = 电压增益表示为 AV Vi ( jω ) AV = AV (ω )∠ (ω ) 或写为 Vo ( jω ) AV (ω ) = 其中 Vi ( jω )
AIS —负载短路时的 负载短路时的
Ii Io
电流增益
由输出回路得
Is
Rs
Ri AIS Ii
Ro
RL
I o = AIS I+ RL
Ro Io AI = = AIS Ro + RL Ii Ii = Is
由此可见
RL ↑
AI ↓
要想减小负载的影响,则希望 ? 要想减小负载的影响,则希望…? 由输入回路得
放大电路
R Roo AVOV AVOVii
I Ioo + + Vo Vo – – RL RL
+ + R Rii – –
问题? 问题
(2) RL ↓ vO ↓ AV ↓
输出回路可等效为 非理想的电压源
(1) Ii =?
输入端口特性
Vi 输入电阻 Ri = Ii
输入回路对信号源的衰减 = Ri V Vi s Rs + Ri 要想减小衰减,则希望 ? 要想减小衰减,则希望…?
电子技术电路模拟部分康华光版
净输入量
本反 级馈 反通 馈路 通路
R3 (+)
R5 -
R1
-
vI (+)
(+)
+
(-)
级间负反馈
+ (+)
R4 R2
(-) vO
级间反馈通路
7
§ 7.1.2 直流反馈与交流反馈
根据反馈到输入端的信号是交流,还是直流,或同时 存在,来进行判别。 取决于反馈通路。
直流通路中存在的反馈 直流反馈(稳定静态工作点)
即 vid = vi -vf
电压负反馈:稳定输出电压
串联反馈:输入端电压求和(KVL)
vo RL
22
§ 7.2 负反馈放大电路的四种组态
各种反馈类型的特点
B. 电流并联
V
RL io
if
iid
ii
io
is
Rs
输入端有 ii - iid - if =0
即 iid = ii -if
-
iid +
if R f
i
bb
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
hie
内部反馈
ic
c
Rb1
+
+
Cb1+
+
vbe hrevce
-e
1
hfeib hoe
+
v ce
+
v i
R b2
-
-
-+
+
V CC
Rc
+ Cb2
T Re
+
RL
v o
-
外部反馈
4
§ 7.1.1 什么是反馈
电子技术基础模拟部分PDF.pdf
电子技术基础模拟部分 第一章 绪论1、写出下列正弦电压信号的表达式(设初始相角为零): (1)峰-峰值10V ,频率10 kHz; (2)有效值220 V ,频率50 Hz; (3)峰-峰值100 mV ,周期1 ms ; (4)峰-峰值0.25 V ,角频率1000 rad/s;解:正弦波电压表达式为 )t sin(V = (t)m θω+v ,由于0=θ,于是得到: (1) V )105sin(2 = (t)4t v π⨯; (2) V 001sin 2220 = (t)t v π; (3) V 00020.05sin = (t)t v π; (4) V 00010.125sin = (t)t v ;2、电压放大电路模型如图( 主教材图 1.4. 2a ) 所示,设输出开路电压增益10=vo A 。
试分别计算下列条件下的源电压增益s vs A υυο=:( 1 ) si i R R 10= ,οR R L 10=; ( 2) si i R R = ,οR R i =; ( 3) 10si i R R = ,10οR R L =; ( 4 ) si i R R 10= ,10οR R L =。
电压放大电路模型解:由图可知,)(i si i i s R R R v v +=,i v LLA R R R v νοοο⋅+=,所以可得以下结果: (1)si i R R 10=,οR R L 10=时,i i si i i s v R R R v v 1011)(=+=,i i v L L v A R R R v 101110⨯=⋅+=νοοο,则源电压增益为26.8101111100≈==i i s vs v v v v A ο。
同理可得: (2)5.225===iis vs v v v v A ο (3)0826.0111110≈==i i s vs v v v v A ο (4)826.010111110≈==i i s vs v v v v A ο3、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰-峰值分别为5μA 和5mV ,输出端接2k Ω电阻负载,测量到正弦电压信号峰-峰值为1V 。
电子技术基础(模拟部分)第五版
利用桥式整流电路实现正、负电源
17
集成硅整流桥:
+ –
~+~-
v2 –
+ vL
18
四、 整流电路的主要参数
(1) 整流输出电压的平均值
负载电压 VL的平均值为:
vL
V
L
=
1 2π
2π 0
vLd(t
)
0 2
vL
t
半波整流:0.45V2 全波整流:0.9V2
t 0 2
负载上的(平均)电流: I L =
11
二极管上的平均电流及承受的最高反向电压:
Ta
D1
v1
v2 iL RL v2 vL
二极管上的平均电流:
ID
=
1I 2
L
b D2
vD
二极管承受的最高反向电压:
t
0 2
V DRM = 2 2V2
12
三、 桥式整流电路
组成:由四个二极管组成桥路
常见电路形式:
T
v1
v2
D4
D1 D3
D2
D1 D2
RL
D1
vD2 0 ~ :
vD2 = 2v2
3
t 4
10
输出电压T平a均值(DV1L),输出电流平均值(IL ):
v1
v2 iL RL
vo
t
v2 vL
0 2
b
D2
VL
=
1
0
vL
d
(t)
=
1
0
2V2 sin td (t)
2 =
2V 2
= 0. 9 V2
IL= VL /RL =0.9 V2 / RL
《电子技术基础模拟部分》习题答案全解1
第1章习题及答案1.1.在图题1.1所示的各电路图中E =5V ,t u i ωsin 10=V ,二极管的正向压降可忽略不计,试分别画出输出电压o u 的波形。
oo(a)(b)(c)(d)图题1.1解:(a )图:当i u > E 时,o u = E ,当i u < E 时,i o u u =。
(b )图:当i u < E 时,o i u u =;当i u > E 时,E u o =。
(c )图:当i u < E 时,E u o =;当i u > E 时,i o u u =。
(d )图:当i u > E 时,i o u u =;当i u < E 时,E u o =。
画出o u 波形如图所示。
Vu i /u o /u o /u o /u o /1.2.有两个稳压管D Z1和D Z2,其稳定电压分别为5.5V 和8.5V ,正向压降都是0.5V 。
如果要得到0.5V ,3V ,6V ,9V 和14V 几种稳定电压,问这两个稳压管(还有限流电阻)应如何连接?画出各个电路。
解:各电路图如图所示。
(a)0.5V ;(b)3V ;(c)6V ;(d)9V ;(e)14V。
R LR L(a)(b)R LR LR L(c) (d) (e)1.3.在如图题1.3所示的发光二极管的应用电路中若输入电压为1.0V 试问发光二极管是否发光,为什么?+-U IRD120Ω图题1.3解:若输入电压U I =1.0V ,发光二极管不发光,因为发光二极管正向工作电压为2~2.5V 。
1.4.光电二极管在电路中使用时,是正向连接还是反向连接?解:光电二极管在电路中使用时,是反向连接,因为光电二极管工作在反偏状态,它的反向电流随光照强度的增加而上升,用于实现光电转换功能。
1.5.某二极管的管壳标有电路符号,如图所示,已知该二极管是好的,万用表的欧姆档示意图如图题1.5所示,(1)在测二极管的正向电阻时,两根表笔如何连接?(2)在测二极管的反向电阻时,两根表笔又如何连接?(3)两次测量中哪一次指针偏转角度大?偏转角度大的一次的阻值小还是阻值大?图题1.5解:(1)在测二极管的正向电阻时,黑表笔接正极,红表笔接负极。
电子技术基础模拟部分
电子技术基础模拟部分电子技术基础模拟部分第一章 绪论1、写出下列正弦电压信号的表达式(设初始相角为零):(1)峰-峰值10V ,频率10 kHz;(2)有效值220 V ,频率50 Hz;(3)峰-峰值100 mV ,周期1 ms ;(4)峰-峰值0.25 V ,角频率1000 rad/s;解:正弦波电压表达式为 )t sin(V = (t)m θω+v ,由于0=θ,于是得到:(1) V )105sin(2 = (t)4t v π⨯;(2) V 001sin 2220 = (t)t v π;(3) V 00020.05sin = (t)t v π;(4) V 00010.125sin = (t)t v ;2、电压放大电路模型如图( 主教材图 1.4. 2a ) 所示,设输出开路电压增益10=vo A 。
试分别计算下列条件下的源电压增益s vs A υυο=:( 1 ) si i R R 10= ,οR R L 10=;( 2) si i R R = ,οR R i =; ( 3) 10si i R R = ,10οR R L =;( 4 ) si i R R 10= ,10οR R L =。
电压放大电路模型 解:由图可知,)(i si i i s R R R v v +=,i v LL A R R R v νοοο⋅+=,所以可得以下结果: (1)si i R R 10=,οR R L 10=时,i i si i i s v R R R v v 1011)(=+=,i i v L L v A R R R v 101110⨯=⋅+=νοοο,则源电压增益为26.8101111100≈==i i s vs v v v v A ο。
同理可得:(2)5.225===ii s vs v v v v A ο (3)0826.0111110≈==ii s vs v v v v A ο (4)826.010111110≈==i i s vs v v v v A ο3、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰-峰值分别为5μA 和5mV ,输出端接2k Ω电阻负载,测量到正弦电压信号峰-峰值为1V 。
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电子技术基础模拟部分 第一章 绪论1、写出下列正弦电压信号的表达式(设初始相角为零): (1)峰-峰值10V ,频率10 kHz; (2)有效值220 V ,频率50 Hz; (3)峰-峰值100 mV ,周期1 ms ; (4)峰-峰值0.25 V ,角频率1000 rad/s;解:正弦波电压表达式为 )t sin(V = (t)m θω+v ,由于0=θ,于是得到: (1) V )105sin(2 = (t)4t v π⨯; (2) V 001sin 2220 = (t)t v π; (3) V 00020.05sin = (t)t v π; (4) V 00010.125sin = (t)t v ;2、电压放大电路模型如图( 主教材图 1.4. 2a ) 所示,设输出开路电压增益10=vo A 。
试分别计算下列条件下的源电压增益s vs A υυο=:( 1 ) si i R R 10= ,οR R L 10=; ( 2) si i R R = ,οR R i =; ( 3) 10si i R R = ,10οR R L =; ( 4 ) si i R R 10= ,10οR R L =。
电压放大电路模型解:由图可知,)(i si ii s R R R v v +=,i v L LA R R R v νοοο⋅+=,所以可得以下结果: (1)si i R R 10=,οR R L 10=时,i i si i i s v R R R v v 1011)(=+=,i i v L L v A R R R v 101110⨯=⋅+=νοοο,则源电压增益为26.8101111100≈==i i s vs v v v v A ο。
同理可得: (2)5.225===iis vs v v v v A ο (3)0826.0111110≈==ii s vs v v v v A ο (4)826.010111110≈==i i s vs v v v v A ο3、在某放大电路输入端测量到输入正弦信号电流和电压的峰-峰值分别为5μA 和5mV ,输出端接2k Ω电阻负载,测量到正弦电压信号峰-峰值为1V 。
电子技术基础(模拟部分)(第5版)习题全解
电子技术基础(模拟部分)(第5版)习题全解电子技术基础(模拟部分)(第5版)习题全解电子技术基础(模拟部分)(第5版),是电子工程师必备的习题书。
本书辅以详细的计算与推导,指出常见的模拟电路解决方案。
本文将就第5版书中提供的习题做出讲解,全面解析如下:一、多电平传输技术1、模拟传输中可产生的不同电平:当输入信号的相位发生变化时,可在输出信号电平上产生多种不同的变化。
当高低电平有跃变时,其输出信号就会涵盖多种电平,比如2电平、4电平、8电平等。
2、多电平传输的使用:多电平传输技术的种类极其多样,可满足不同的传输需求。
比如,可应用于4G LTE、WiMax、802.11b/g/n、商业双向宽带、无线局域网、IEEE802网络、自适应宽带等。
二、脉冲宽度调制技术1、基本概念:脉冲宽度调制(PWM)是模拟电子技术中一种重要的调制技术,通过更改输出的脉冲宽度来表示信号的不同变化。
2、技术应用:PWM技术可用于模拟调制,比如可应用于伺服电机控制、音频放大器控制、功率放大器控制、绿色能源系统、直流调速系统等场景。
三、开关电源和交流-直流转换技术1、基本概念:开关电源是通过改变一个开关要么关闭要么打开来产生电压的电源,它可以快速的达到高效率以及高功率密度输出。
交流-直流转换技术则是借助半导体技术,将交流电变换成直流电的技术。
2、实际应用:开关电源和交流-直流转换技术广泛应用于各种电子设备,比如手机、笔记本电脑、LED显示屏、液晶显示器、电源模块、测试仪器、车载电子设备等领域。
四、模振荡器技术1、基本概念:模振荡器技术是模拟电子技术中重要的一项,它依靠振荡电路中固定的电路以及积分电容,从而获得交流振荡信号的技术。
2、应用场景:模振荡器技术具有很好的应用前景,它可以用于模拟信号发生器、信号补偿技术、ADC输入和DAC输出、声音编解码技术等领域。
综上所述,电子技术基础(模拟部分)(第5版)书中提供的习题涵盖广泛,从多电平传输技术、脉冲宽度调制技术、开关电源和交流-直流转换技术、模振荡器技术等形式,为读者全面深入的了解模拟电子技术提供帮助。
电子技术基础模拟部分(第六版)[优质ppt]
1 (ω / ωc )2n
式中n为阶滤波电路阶数,c为3dB载止角频率,A0为通带电
压增益。 | A(j ) |
Ao
1.0
0.9
0.8
n=1
理想
0.7
0.6
0.5
n=1
0.4
n=2
0.3
0.2
n=4
n=3
0.1
0 0
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0
c
1. 基本概念
滤波器:是一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无
用频率信号的电子装置。 有源滤波器:由有源器件构成的滤波器。
滤波电路传递函数定义
A(s) Vo (s)
vI (t)
Vi (s)
s j 时,有 A(j ) A(j ) ( )
其中 A(j ) —— 模,幅频响应 () —— 相位角,相频响应
L
理想 实际
希望抑制50Hz的
干扰信号,应选用
O
L 0 H
哪种类型的滤波电
路?
O
H 0 L
|A|
理想
A0
通带
放大音频信号,应选用哪种类型的滤波电路?
O
5
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10.2 一阶有源滤波电路
1. 低通滤波电路
传递函数 其中
A(s) A0 1 s
c
A0
1
Rf R1
同相比例 放大系数
c
Байду номын сангаас
1 RC
10 信号处理与信号产生电路
10.1 滤波电路的基本概念与分类 10.2 一阶有源滤波电路 10.3 高阶有源滤波电路 *10.4 开关电容滤波器 10.5 正弦波振荡电路的振荡条件 10.6 RC正弦波振荡电路 10.7 LC正弦波振荡电路 10.8 非正弦信号产生电路
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《电子技术实验》课程讲稿---模拟部分实验一 集成运算放大器的基本应用(I)一 实验目的:1. 研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。
2. 了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。
二 实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
集成运算放大器配接不同的外围元件可以方便灵活地实现各种不同的运算电路(线性放大和非线性电路)。
用运算放大器组成的运算电路(也叫运算器),可以实现输入信号和输出信号之间的数学运算和函数关系,是运算放大器的基本用途之一,这些运算器包括比例器、加法器、减法器、对数运算器、积分器、微分器、模拟乘法器等各种模拟运算功能电路。
(1) 反相比例运算电路电路如图1所示。
对于理想运放, 该电路的输出电压与输入电压之间的关系为 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻R 2=R 1 // R F 。
图1 反相比例运算电路(2) 同相比例运算电路图2是同相比例运算电路,它的输出电压与输入电压之间的关系为i U 11=+=i 1FO )U R R (1U R 2=R 1// R F 2 36 7418iU 10-=-=i 1FO U R R U图2 同相比例运算电路三 实验设备与器件1. ±12V 直流电源2. 函数信号发生器3. 交流毫伏表4. 直流电压表5. 集成运算放大器OP07×19.1K Ω、10 K Ω、100 K Ω电阻各1个,导线若干。
四 实验内容实验前要看清运放组件各管脚的位置;切忌正、负电源极性接反和输出端短路,否则将会损坏集成块。
1. 反相比例运算电路(1) 按图1连接实验电路,接通±12V 电源。
(2) 输入f =1000Hz ,U ipp =0.5V 的正弦交流信号,测量相应的U opp ,并用示波器观察u o 和u i 的相位关系,记入表1。
表1 U ipp =0.5V ,f =1000Hz2. 同相比例运算电路(1) 按图2连接实验电路。
实验步骤同内容1,将结果记入表2。
表2 U ipp =0.5V f =1000Hz2 318 4673.(1)设计电路,检测运放开环放大性能,画出转移特性曲线;(2)通过实验对比,探讨反相比例运算放大器电路中,各电阻取值变化对电路的影响;(3)通过实验对比,探讨同相比例运算放大器电路中,各电阻取值变化对电路的影响;(4)设计积分电路,描绘其性能。
五实验总结1. 整理实验数据,画出波形图(注意波形间的相位关系)。
2. 将理论计算结果和实测数据相比较,分析产生误差的原因。
3. 分析讨论实验中出现的现象和问题。
六预习要求1. 复习集成运放线性应用部分内容,并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理论值。
2. 为了不损坏集成块,实验中应注意什么问题?实验二晶体管共射极单管放大器一实验目的1. 学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。
2. 掌握放大器静态工作点、电压放大倍数、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1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻R E1和R F1,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号u i 后,在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反,幅值被放大了的输出信号u0,从而实现了电压放大。
图1 共射极单管放大器实验电路在图1电路中,当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算CC B2B1B1B U R R R U +≈U CE =U CC -I C (R C +F1E1R R +) 电压放大倍数20)1( // 1-≈++-=F R βbe LC V r R R βA实验时不接负载,即R L 为无穷大。
输入电阻 R i =211////])1(B B F R R R β++be [r 输出电阻 R O ≈R C三、实验设备与器件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6. 直流毫安表7. 频率计8. 万用电表9. 晶体三极管3DG6×1(β=50~100)或9011×1 (管脚排列如图6所示) 电阻器、电容器若干 四 实验内容1. 调试静态工作点CF1E1BEB E I R R U U I ≈+-≈为避免放大器的输出电压出现饱和失真或截止失真,应将放大器的静态工作点调试到合适的位置,即将Ic 或U CE 调试到合适的值,这可以通过改变电路参数Ucc 、Rc 、R B1和R B2来实现。
本实验中通过改变R B2的值将静态工作点调节到尽量靠近交流负载线的中点。
接通+12V 电源、调节R W ,使I C ≈I E =2mA (即U E =2.2V )。
用直流电压表测量U B 、U E 、U C 的值,记入表1中。
其中CCCC C R V V I -=。
表1 静态工作点测试2. 测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz 的正弦信号s u ,调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压s u 为800mVpp ,同时用示波器观察放大器输出电压o u 波形,若察o u 不失真,在示波器上读取i u和o u 的值,并观察i u 和o u 的相位关系,记入表2。
表2 电压放大倍数测量(s u =800mVpp )(1)记录I C =2mA 时U CE 的值(在测量表1时已调好,直接填入表3第一行即可)。
(2)保持s u =800mVpp ,调节R W ,在示波器上观察到饱和失真,并测出失真情况下的静态工作点值,记入表3第二行中。
(U CE =U C -U E , ) (3)保持s u =800mVpp ,调节Rw ,在示波器上观察到截止失真,并测出失真情况下的静态工作点值,记入表3第三行中。
(U CE =U C -U E , )表3 静态工作点对输出波形失真的影响CCCCC R V V I -=CCCC C R V V I -=61. 阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。
假设:3DG6 的β=100,R B1=20KΩ,R B2=60KΩ,R C=2.4KΩ,R L=2.4KΩ。
估算放大器的静态工作点,电压放大倍数A V,输入电阻R i和输出电阻R O2. 阅读实验附录中有关放大器干扰和自激振荡消除内容。
3. 改变静态工作点对放大器的输入电阻R i有否影响?改变外接电阻R L对输出电阻R O有否影响?4. 在测试A V,R i和R O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?5. 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?6. 熟悉直流电流表、直流电压表、信号发生器、波特图仪、示波器、仿真仪器仪表的使用.7实验总结1. 列表整理测量结果,并把实测的静态工作点、电压放大倍数之值与理论计算值及仿真值比较(取一组数据进行比较),分析产生误差原因。
2. 讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。
3. 分析讨论在调试过程中出现的问题。
实验三负反馈放大器6.4.1 实验目的加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。
6.4.2 实验原理负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低,但能在多方面改善放大器的动态指标,如稳定放大倍数,改变输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽通频带等。
因此,几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态,即电压串联,电压并联,电流串联,电流并联。
本实验以电压串联负反馈为例,分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
图1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路,在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端,加在晶体管T 1的发射极上,在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。
根据反馈的判断法可知,它属于电压串联负反馈。
主要性能指标如下 (1) 闭环电压放大倍数VV VVf F A 1A A +=其中 A V =U O /U i — 基本放大器(无反馈)的电压放大倍数,即开环电压放大倍数。
1+A V F V — 反馈深度,它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。
图1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器(2)反馈系数F1f F1V R R R F +=(3) 输入电阻R if =(1+A V F V )R iR i — 基本放大器的输入电阻(4) 输出电阻VVO OOf F A 1R R +=R O — 基本放大器的输出电阻A VO — 基本放大器R L =∞时的电压放大倍数 6.4.3实验设备与器件1. +12V 直流电源2. 函数信号发生器3. 双踪示波器4. 频率计5. 交流毫伏表6. 直流电压表7. 晶体三极管3DG6×2(β=50~100)或9011×2 电阻器、电容器若干。
6.4.4实验内容 1. 测量静态工作点(1)按图1连接实验电路,取U CC =+12V ,先不加交流输入信号。
(2)上面的开关(开关1)通,下面的开关(开关2)断。
(3)调节R W1使得V B1为3V 左右。
(4)调节R W2使得V B2为3V 左右。
(5)用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点,记入表1。
表1 实验数据记录111C C CC C R V I -=,222C C CC C R I -=2. 测试基本放大器的各项性能指标(1) 测量基本放大器中频电压放大倍数A V ,输入电阻R i 和输出电阻R O 。
①开关1通,开关2断,即接成基本放大器。
从信号发生器接入频率Z kH f 1=,mV Us 5=的正弦信号(用交流毫伏表测量,5mv 为有效值)。
接入2.4K 的负载,此时用交流毫伏表测量U S 、U i 、U L (U L 即为接入负载后的uo ),记入表2基本放大器一栏。
②保持U S 不变,断开负载电阻R L (将2.4k 负载电阻拔出),测量空载时的输出电压U O ,记入表2基本放大器一栏。
③根据公式计算出Av ,Ri ,Ro 的值。
表2 实验数据记录V i O①开关1通,开关2通,即接成负反馈放大器。