实验课思考题及参考答案

实验报告简要分析及参考答案

以下为简要分析，答题时请详细规范作答——

实验一仪器的使用

P178：交流毫伏表的使用

（1）将信号发生器输出值与毫伏表测量值相比较，得到的结论是：信号发生器输出的电压是用峰峰值表示的，而毫伏表测量的电压是用有效值表示的，正弦波峰峰值电压是有

效值电压的

（2）用毫伏表的MANU和AUTO模式测量信号发生器的输出电压，其不同之处是：用MANU 模式测量时要把量程旋钮置于合适的量程才能显示正确的测量电压；AUTO模式则自动显示测量电压。

P178：思考题

1．

因为交流毫伏表的电压测量范围为100U A～300V，它能感应并测量仪器周围很微弱的干扰信号，所以交流毫伏表一接通电源显示屏上就有数码显示。

2．

图（a）：（1）调节触发方式选择开关在AUTO状态；

（2）调节垂直位移旋钮在适当的位置；

（3）调节亮度旋钮在适当的位置。

图（b）：（1）T/DIV旋钮不要置于X-Y显示方式；

（2）扫描时间选择旋钮的扫描频率不要选得太高，

图（c）：调节聚焦和垂直位移旋钮在适当的位置。

3．

示波器的红夹子应于毫伏表测试线上的红夹子相接，示波器的黑夹子应于毫伏表的黑夹子相接。如果互换使用将引入干扰，产生较大的测量误差，甚至不能测量。原因参阅课本P10。

实验二元件的识别与测量

P180

4.（2）

用两手抓住表笔捏紧电阻两端测量其阻值,相当于把人体的电阻与所测电阻并联，所测电阻越大，影响越大，测量值越小。

P181

6（2）

用×100Ω档测出的阻值小，而用×1KΩ档测出的阻值大。因为万用表不同的欧姆档流出的电流不同，×100Ω档时流出的电流大，×1KΩ档时流出的电流小。

当用不同的欧姆档测量同一只二极管时，由于二极管是非线性元件，等效电阻不是一个固定值，其值随电流的改变而改变，所以当用不同的量程测其正、反向电阻值时，测量值也不同。

P183：思考题

用×1档电流大，×10k档电压大，都容易烧坏晶体管。模拟万用表回路电流是从黑表笔流出；数字万用表回路电流是从红表笔流出。

实验三 测量实践初步

P184 4.（1）

（1）直流电压测量可选用示波器和万用表。万用表测量较准确。

（2）交流电压频率的测量可选用示波器，电压的测量可选用交流毫伏表。 P185 4.（4）

① 根据表7-3-4的数据和图5-3-3，用500型模拟万用表采用直接测量法测量电压V BEQ 较准确。

② 用500型模拟万用表采用间接法测量V BEQ 时，由于模拟万用表内阻为2.5×20k Ω=50k Ω，现用2.5V 档来测量V BQ 时，相当于在R 2上并上一个50k Ω的电阻，其等效电阻为50k Ω//R 2，减小了下偏置电阻，使V BQ 减小，导致V BQ 误差较大，而测量V EQ 时，模拟万用表内阻比R e1〃大得多，对V EQ 影响不大，所以用模拟万用表采用间接法测量V BEQ 时，测得的结果误差大。

当采用直接法测量V BEQ 时，万用表内阻比三极管BE 极电阻大得多，对V BEQ 影响不大。所以用模拟万用表直接测量V BEQ 时，测得的结果误差不大。

用数字万用表采用两种测量法测量V BEQ 时，由于其内阻为10M ，远大于R 2、R e1〃和三极管BE 极电阻，所以用数字万用表采用两种测量法测量并无多大差别。

P185 4．（5）

由数据可知：负载越大，交流毫伏表测量值越接近信号源显示电压。因为信号源有内 阻R S =50Ω，与被测电路连接后，如下图所示，R S 分压，分压电压为s

s s i s

R v v R R =

+，被测

放大电路输入端所获得的电压（即毫伏表测量值）为i

i s i s

R v v R R =

+

显然,v i 的大小（即毫伏表测量值）随R i 而变化,并不总是与信号源表头上的读数相同。只有输出开路(相当于R i =∞)时，v i 才等于v S 。

P186：思考题 1．

准确测量10kH Z 的正弦波信号电压应选用毫伏表。因为模拟万用表频率测量范围只有1KH Z 左右，数字万用表频率测量范围只有5KH Z 左右，而用示波器测量时，误差较大。

2．

用双踪示波器测量RC移相网络的相位时，为在荧光屏上得到稳定波形，应怎样设置下列开关的位置？

●工作方式开关选择（交替或断续）

●触发方式开关选择（自动）

●触发源开关选择（内）

●内触发开关选择（CH1或CH2）；

组合方式只用于观察不同类型的波形，例如，观察正弦波与三角波的波形。

●调整（触发电平控制）开关，令波形稳定显示。

实验5 单级放大电路的研究

思考题： 1．

静态工作点Q 选择过高或过低,都会出现失真:

静态工作点过高（V CE 太大，I CQ 太小）引起截止失真，如下图中Q 2点所示。静态工作点过低（V CE 太小，I CQ 太大）引起饱和失真，如下图中Q 3点所示。静态工作点调节不当将使放大器的动态范围变小。当使静态工作点调节到合适的位置时，电压输出一个最大的不失真波形，此时放大器有最大的动态范围。静态工作点过高或过低，动态范围都较小。

2．

因为有be L v r R A '-=β，而E be 26)1(300I r β++=，考虑到30026)1(E

>>+I β，所

有C I r 26be β≈得出：26

26L L V

C C

I R I R A '='≈ββ。即在一定范围内，A V 与工作点电流I CQ 成正比。 R O=R C //r ce ，因为r ce >>R C ，所以R O 约等于R C ；

而))1(//(//e be b 'i b i R r R R R R β++==，因为r be 随着I CQ 增大而减小，所以R i 随着I CQ 增大而减小。

3．

能用数字万用表测量放大电路的增益，不能用数字万用表测量放大电路的幅频特性，因为数字万用表频率测量范围小于5KH Z 。 4．

电路A V 随C1、C2、C E 及三极管结电容，负载电容C O 的影响，A V 随f 的变化而变化。低频端：当f 较低时，C1、C2、的容抗增大，分压作用增强，使A V 下降；而C E 在f 较低时容抗较大，低频信号不能旁路而直接流过发射极电阻，引起交流负反馈，使A V 下降。高频端：当f 较高时，晶体管高频特性不好，受其结电容的影响；特别是C O 容抗减小,对高频信号引起分流作用，使A V 下降。

实验6 两级放大电路的设计

1．

参考P85 4.（1）.的内容。 2．

由电容的设计公式：[]

1L S i1(3~10)/2π()C f R R ≥+

[]

2L C L (3~10)/2π()C f R R ≥+

[]{}L e1S i1L e1

(1~3)/2π//()/(1)(1~3)/2πe C f R R R f R β≥++≈

O H L (1~3)/2πC f R ≤

可知，当下限频率不符合要求时，可改变C1、C2、Ce 的值；当上限频率不符合要求时， 由于三极管固定且影响到整个电路的静态工作点，因此一般通过调整C O 来改变f H 。若电 路无电容负载，可在电路中的负载电阻R L 上并联一个小容量的电容（其值计算得出）。

3．

放大器无输出信号故障可能出在：

（1）信号发生器与放大电路的连接线开路，或放大电路与示波器的连接线开路。 （2）电容C1、C2开路或电容C1极性接反。上述两种情况导致交流通路不通，输入信号无法通过放大器或无法把放大信号送到示波器。 4．

放大器电压增益太低，故障可能出在：电容Ce 开路，使电路变为电流串联负反馈，使放大倍数降低。 5．

参考《模电》课本P7倒数第四行。

实验8 OTL 功率放大电路的研究

1．

克服交越失真的方法是给功率管加上一定的偏置使其工作于微电流的甲乙类状态，本电路由R1、R2、R3、RW3 及T4组成复合管的偏置电路(VBE 扩大电路),给两对复合管提供一定偏置,使他们工作于微小的甲乙类状态,从而克服交越失真. 2．

理论输出功率与实际测量功率有较大的误差,这是因为： ① 功率管不能完全工作于极限状态,其有饱和压降； ② 为了消除交越失真,管子工作于微小的甲乙类状态 ③ 电路中0.5欧姆2.4欧姆的限流电阻碍电阻消耗功率 ④ 所测的电流包括前置级和推动级。

功率、效率与负载的关系由公式4-18： L

CC

o R V P 82

max = 可知，输出功率与负载成反比

由公式4-22和4-23：%5.7844max

max max ====

π

π

ηo o dc O P P P P L

CO CC O

CO CC L O R I V V I V R V 22max

/=

=η 可知，理论上效率与负载无关.效率约为78%.

从公式也可看出RL 越大，ICQ 越小，但从表1-6-2测量结果表明,负载越大,效率略有增加,这是由于2.4欧姆 限流电阻的存在。 3．

当电路的静态电流和动态电流较大且相等则工作地在甲类状态。 当电路的静态电流和动态电流较小且不相等则工作在类状态。 4．

自举电路的作用是提高中点电压从而增大输出电压。

实验10 模拟集成电路应用设计

课件问题回答： 1．

当输入信号为直流分量，只有采用双电源供电才能满足要求，并且要求信号传输的各个路径不能有电容器。因为放大器的输入端的静态电位不能对被处理信号的输出端产生影响，这就要求放大器输入端静态时直流电位为零。

2． （1）

通过数据可以看出，最大输出电压与电源电压有很大关系。电源越大，运算放大器的动态输出范围越大，但始终比电源电压略小。实验测得最大输出电压的峰峰值比电源电压小2V 左右（放大倍数较小时），这是由于输出电压受集成块输出级三极管饱和压降的影响和取样电阻分压作用，因此峰峰值不可能达到V CC 的值。 （2）

最大输出电压与输入信号频率成反比，由《模电》课本P23的公式

max max 2o R V f S π>

可知，SR 是一个定值，当输入信号频率越高时，则最大输出电压越小。 （3）

最大输出电压与负载成正比，负载越大，运算放大器的动态输出范围越大。

（选做题）

用不同的信号源分别作为电路的两个输入电压，观察输出波形，可能会出现输出电压幅度与理论值不一样或者波形不能稳定的情况。原因：两个信号源存在一个相位差。（可作图描述）

若是一个同相的信号，则有：Sinwt Sinwt Sinwt V O 5.1)6.0(2)9.0(3=?-?= （1） 若存在一个相位差，设相位差为?，则有：

[])(2.17.2)(6.02)9.0(3??+-=+?-?=wt Sin Sinwt wt Sin Sinwt V O （2） 只有当π?n 2=时，才和上式（1）结果相同。