信号发生器和集成运算放大器.
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信号发生器和集成运算放大器
实验目的
通过实验掌握以下内容： • 差分放大器的差模传输特性的测试及其在波形变换 器中的应用； • 晶体管图示仪的使用； • 运算放大器频率特性的测试； • 运算放大器在信号发生器、有源滤波器和小信号整 流器中的应用； • 滤波器幅频特性的点频法和扫频法的测试； • 自动增益控制（AGC）电路的组成和工作原理。
R5 1 0k
-5 V
RP2 4 7k
6、方波-三角波-正弦波发生器 将方波-三角波发生器的输出信号作为差分放大器的输入信号， 示波器测试差分放大器的输出信号。调节RP2，则可以输出 三角波或正弦波或方波。
检查点2
三、有源滤波器
1、一阶低通滤波器（LPF） 其上限频率为： H
1 fH 2 2 RC
Vop p (10 f H ) Vop p ( f H )
C1 1 00 0 P
C2 5 10 P
(dB) / dec
3、二阶高通滤波器(HPF) L 其下限频率为：
fL
传输特性曲线
检查点1
注意：该部分电路不要拆掉，后面要用到。
二、运算放大器
1、运算放大器增益带宽积的测量
运算放大器一般是低通系统，其增益带宽积为：
BW G f H Avf
上限频率用点频法进行测量，示波器的一个通道测输入信号， 另一个通道测输出信号。在输入端输入幅度固定的正弦信号 （如输出信号被限幅，应调小输入信号幅度），当信号的频 率很小时，改变信号频率，输出信号的幅度基本不变，对应 幅频特性曲线的水平段。当信号的频率比较大时，增大信号 频率，输出信号的幅度就会变小。当输出信号的幅度为低频 时输出信号幅度的0.7倍时，这时信号频率就为上限频率
3、 差分放大器传输特性曲线测试。让示波器工作于X-Y状态，调 节位置旋钮,让光点在示波屏的正中心。信号发生器输出 1kHz 、 4 Vp-p 的三角波同时送到差分放大器的输入端和示波 器的X输入端（CH1），示波器的Y输入端（CH2）测差分放 大器输出电压，这时示波屏上应出现下图所示的曲线，T2集 电极输出时为曲线1，T1 集电极输出时为曲线2。
R
C3
8 k2
T3
9 01 3
T4
9 01 3
R
E3 2k
R
E4
2k
V EE
- 5V
1、 用晶体管图示仪通过测量晶体管输出特性曲线挑选两组对称 的三极管9013分别作为（T1、T2）和（T3、T4）
2、 在输入端加入1kHz 的三角波信号。示波器的1通道（CH1） 监视输入电压，2通道（CH2）测输出电压。调三角波的峰峰 值分别为50mVp-p、 200mVp-p 、4 Vp-p ，画出输出电压的波 形。
（1）运放用TL082，测量（a）、(b)两图的增益带宽积，填表
1 00 k
+5V
1k
+5V
Vo Vi (a) -5 V
Vi 1k (b ) -5 V
Vo
（2）将TL082换成LM358，重做上面实验
2、运算放大器上升时间和下降时间的测量 运算放大器开环使用，当输入是方波时，输出不是理想方波， 不管是上升沿还是下降沿都有惰性，存在上升时间和下降时 间，如下图
C R4 5 k1 RP1 1 00 k 1 02
+5V
Vi
R5 1 0k
TL0 8 2
Vo
-5 V
4、运算放大器组成施密特触发器 用TL082的另一半搭接下图电路。输入信号为10Vp-p峰峰值的 三角波，画出输入、输出信号波形。
R1 1 0k
+5V
TL0 8 2
Vo
Vi
R2 1 0k
-5 V R3 5 1k
实验步骤： • 实验电路如下图，T1、T2 组成差分放大器，T3、T4 组成比例电流源。差分放大器是单端输入单端输出。
Vc c R C1
1 0k
+5V R C2
1 0k
C2
1 00 u
C1
1 00 u
Vo
T1
9 01 3
R
Vi
E1 1 00
T2
9 01 3
R B1
6 k8
R RP
1 00
B2
6 k8
(dB) / dec
2、二阶低通滤波器 其上限频率为：
实验电路如右图
H 1 fH 2 2 R1C1
（1）用点频法测量上限频率 ，并和 理论值比较。 （2）测量Vop-p(10fH) ，并计算幅频 特性曲线的斜率
R1 2 0k Vi
R2 2 0k
+5V TL0 8 2 -5 V
Vo
20lg
一、差分放大器的差模传输特性
Vc c i C1
Rc ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱc
i C2
+ v OD + T1 T2
v ID
-
I EE VE E
差分放大器
差分放大器的差模传输特性如下图：
• • •
• •
从差模传输特性可以看出，当VID是三角波时， （1）如其幅度小于VT(26mV)，则VOD为三角波； （2）如其幅度介于VT和4VT之间，则VOD近似为正弦 波； （3）如其幅度远大于VT，则VOD为方波。 在信号发生器中经常利用（2）的特性，将三角波转 换成正弦波。
5、运算放大器组成方波-三角波发生器 搭接下图，用示波器观察并画出Vo1、Vo2波形，调节RP1，测 量三角波的频率范围。 。
C R1 1 0k TL0 8 2 +5V Vo 1 R4 5 k1 RP1 1 00 k
1 02
+5V Vo 2 TL0 8 2 Vo
R2 1 0k
-5 V R3 5 1k
实验电路如右图，运放接成电压跟随器，起隔离作用。 （1）用点频法测量上限频率 ，并和 理论值比较。 （2）测量Vop-p(10fH) ，并计算幅频 特性曲线的斜率
+5V R 1 00 k Vi C 1 00 0 P -5 V TL0 8 2
Vo
20lg
Vop p (10 f H ) Vop p ( f H )
Vm 0 .9 Vm 0 .1 Vm
tr
tf
（1）用示波器测出上升时间和下降时间，如下图。
+5V
Vi
TL0 8 2
Vo
-5 V
（2）将TL082换成LM358，重做上面实验
3、运算放大器组成积分器 如下图，输入信号为1Vp-p峰峰值的方波。调节输入信号频率 和直流分量，使输出为三角波。画出输入、输出信号波形。 调节RP1，观察输出三角波的变化。如果输出三角波直流漂 移太厉害，可在积分电容C的两端并接反馈电阻RF，其作用 是引入直流负反馈，但是RF的存在会影响积分器的线性。RF ≈1MΩ。
实验目的
通过实验掌握以下内容： • 差分放大器的差模传输特性的测试及其在波形变换 器中的应用； • 晶体管图示仪的使用； • 运算放大器频率特性的测试； • 运算放大器在信号发生器、有源滤波器和小信号整 流器中的应用； • 滤波器幅频特性的点频法和扫频法的测试； • 自动增益控制（AGC）电路的组成和工作原理。
R5 1 0k
-5 V
RP2 4 7k
6、方波-三角波-正弦波发生器 将方波-三角波发生器的输出信号作为差分放大器的输入信号， 示波器测试差分放大器的输出信号。调节RP2，则可以输出 三角波或正弦波或方波。
检查点2
三、有源滤波器
1、一阶低通滤波器（LPF） 其上限频率为： H
1 fH 2 2 RC
Vop p (10 f H ) Vop p ( f H )
C1 1 00 0 P
C2 5 10 P
(dB) / dec
3、二阶高通滤波器(HPF) L 其下限频率为：
fL
传输特性曲线
检查点1
注意：该部分电路不要拆掉，后面要用到。
二、运算放大器
1、运算放大器增益带宽积的测量
运算放大器一般是低通系统，其增益带宽积为：
BW G f H Avf
上限频率用点频法进行测量，示波器的一个通道测输入信号， 另一个通道测输出信号。在输入端输入幅度固定的正弦信号 （如输出信号被限幅，应调小输入信号幅度），当信号的频 率很小时，改变信号频率，输出信号的幅度基本不变，对应 幅频特性曲线的水平段。当信号的频率比较大时，增大信号 频率，输出信号的幅度就会变小。当输出信号的幅度为低频 时输出信号幅度的0.7倍时，这时信号频率就为上限频率
3、 差分放大器传输特性曲线测试。让示波器工作于X-Y状态，调 节位置旋钮,让光点在示波屏的正中心。信号发生器输出 1kHz 、 4 Vp-p 的三角波同时送到差分放大器的输入端和示波 器的X输入端（CH1），示波器的Y输入端（CH2）测差分放 大器输出电压，这时示波屏上应出现下图所示的曲线，T2集 电极输出时为曲线1，T1 集电极输出时为曲线2。
R
C3
8 k2
T3
9 01 3
T4
9 01 3
R
E3 2k
R
E4
2k
V EE
- 5V
1、 用晶体管图示仪通过测量晶体管输出特性曲线挑选两组对称 的三极管9013分别作为（T1、T2）和（T3、T4）
2、 在输入端加入1kHz 的三角波信号。示波器的1通道（CH1） 监视输入电压，2通道（CH2）测输出电压。调三角波的峰峰 值分别为50mVp-p、 200mVp-p 、4 Vp-p ，画出输出电压的波 形。
（1）运放用TL082，测量（a）、(b)两图的增益带宽积，填表
1 00 k
+5V
1k
+5V
Vo Vi (a) -5 V
Vi 1k (b ) -5 V
Vo
（2）将TL082换成LM358，重做上面实验
2、运算放大器上升时间和下降时间的测量 运算放大器开环使用，当输入是方波时，输出不是理想方波， 不管是上升沿还是下降沿都有惰性，存在上升时间和下降时 间，如下图
C R4 5 k1 RP1 1 00 k 1 02
+5V
Vi
R5 1 0k
TL0 8 2
Vo
-5 V
4、运算放大器组成施密特触发器 用TL082的另一半搭接下图电路。输入信号为10Vp-p峰峰值的 三角波，画出输入、输出信号波形。
R1 1 0k
+5V
TL0 8 2
Vo
Vi
R2 1 0k
-5 V R3 5 1k
实验步骤： • 实验电路如下图，T1、T2 组成差分放大器，T3、T4 组成比例电流源。差分放大器是单端输入单端输出。
Vc c R C1
1 0k
+5V R C2
1 0k
C2
1 00 u
C1
1 00 u
Vo
T1
9 01 3
R
Vi
E1 1 00
T2
9 01 3
R B1
6 k8
R RP
1 00
B2
6 k8
(dB) / dec
2、二阶低通滤波器 其上限频率为：
实验电路如右图
H 1 fH 2 2 R1C1
（1）用点频法测量上限频率 ，并和 理论值比较。 （2）测量Vop-p(10fH) ，并计算幅频 特性曲线的斜率
R1 2 0k Vi
R2 2 0k
+5V TL0 8 2 -5 V
Vo
20lg
一、差分放大器的差模传输特性
Vc c i C1
Rc ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱc
i C2
+ v OD + T1 T2
v ID
-
I EE VE E
差分放大器
差分放大器的差模传输特性如下图：
• • •
• •
从差模传输特性可以看出，当VID是三角波时， （1）如其幅度小于VT(26mV)，则VOD为三角波； （2）如其幅度介于VT和4VT之间，则VOD近似为正弦 波； （3）如其幅度远大于VT，则VOD为方波。 在信号发生器中经常利用（2）的特性，将三角波转 换成正弦波。
5、运算放大器组成方波-三角波发生器 搭接下图，用示波器观察并画出Vo1、Vo2波形，调节RP1，测 量三角波的频率范围。 。
C R1 1 0k TL0 8 2 +5V Vo 1 R4 5 k1 RP1 1 00 k
1 02
+5V Vo 2 TL0 8 2 Vo
R2 1 0k
-5 V R3 5 1k
实验电路如右图，运放接成电压跟随器，起隔离作用。 （1）用点频法测量上限频率 ，并和 理论值比较。 （2）测量Vop-p(10fH) ，并计算幅频 特性曲线的斜率
+5V R 1 00 k Vi C 1 00 0 P -5 V TL0 8 2
Vo
20lg
Vop p (10 f H ) Vop p ( f H )
Vm 0 .9 Vm 0 .1 Vm
tr
tf
（1）用示波器测出上升时间和下降时间，如下图。
+5V
Vi
TL0 8 2
Vo
-5 V
（2）将TL082换成LM358，重做上面实验
3、运算放大器组成积分器 如下图，输入信号为1Vp-p峰峰值的方波。调节输入信号频率 和直流分量，使输出为三角波。画出输入、输出信号波形。 调节RP1，观察输出三角波的变化。如果输出三角波直流漂 移太厉害，可在积分电容C的两端并接反馈电阻RF，其作用 是引入直流负反馈，但是RF的存在会影响积分器的线性。RF ≈1MΩ。