模拟电子技术实验(模电实验)课件

电电子子线线路路实验实验 电电子工程学院子工程学院 电电子子线线路路实验实验室室.关于关于电电子子线线路路实验实验电电子子线线路路实验实验是一是一门实门实践性很践性很强强的的课课程。包括模程。包括模拟电拟电子子线线路路实验实验和数字和数字电电子子线线路路实验实验。专门设专门设置置实验课实验课程的目的：程的目的：1 1 通通过实验过实验来来验证验证、巩固和、巩固和补补充理充理论论知知识识。2 2 培养培养实验实验技能，提高技能，提高动动手能力。手能力。3 3 掌握掌握电电子子线线路的工程路的工程设计设计，组组装和装和调调整整 测试测试能力。能力。.实验须实验须知知上上课课前前预习实验预习实验教材，大致了解教材，大致了解实验实验内容。内容。不得不得迟迟到、早退，有病有事到、早退，有病有事须须事先事先请请假。假。实验实验前要清点工具和器材，如有缺少或前要清点工具和器材，如有缺少或损损坏坏应应及及时报时报告。告。未未经许经许可不得随意拿走可不得随意拿走别别人或老人或老师师的工具和器材。的工具和器材。.实验实验中中应严应严格按照格按照实验实验步步骤骤正确操作，如因个人操作不当引正确操作，如因个人操作不当引起的起的仪仪器器损损坏，坏，应应由个人由个人负责负责。注意安全。注意安全。每次每次实验结实验结束，束，应应整理整理实验实验桌（包括拆掉桌（包括拆掉实验线实验线路，关断路，关断仪仪器器电电源和源和计计算机算机电电源开关，关掉源开关，关掉计计算机算机显显示屏），示屏），签签到、到、给给实验实验数据数据签签字（原始数据），并将原始数据附到字（原始数据），并将原始数据附到实验报实验报告最告最后面。后面。每次每次实验结实验结束，每批束，每批负责负责同学指派同学指派5 5名名值值日生打日生打扫卫扫卫生。生。实验须实验须知知.课时课时安排安排实验实验一：常用一：常用电电子子仪仪器的使用器的使用实验实验二：集成运算放大器基本特性及二：集成运算放大器基本特性及应应用研究用研究实验实验实验实验三：三：组组合合逻辑逻辑研究研究实验实验（一）（一）实验实验四：集成运放在有源四：集成运放在有源滤滤波器中的波器中的应应用用实验实验实验实验五：五：组组合合逻辑逻辑研究研究实验实验（二）（二）实验实验六：集成运放非六：集成运放非线线性性应应用及其在波形用及其在波形产产生方面的生方面的实验实验 实验实验七：集成触七：集成触发发器器实验实验 实验实验八：八：小小综综合合-程控放大器程控放大器设计实验设计实验实验实验九：九：计计数器及其数器及其应应用研究用研究实验实验实验实验十：十：单级单级共射、共集放大共射、共集放大电电路性能与研究路性能与研究实验实验实验实验十一：移位寄存器及其十一：移位寄存器及其应应用用实验实验 实验实验十二：十二：差分放大器性能研究差分放大器性能研究实验实验十三、十四：十三、十四：综合合实验.课时课时安排安排实验实验一：常用一：常用电电子子仪仪器的使用器的使用实验实验二：集成运算放大器基本特性及二：集成运算放大器基本特性及应应用研究用研究实验实验实验实验三：集成运放在有源三：集成运放在有源滤滤波器中的波器中的应应用用实验实验实验实验四：集成运放非四：集成运放非线线性性应应用及其在波形用及其在波形产产生方面的生方面的 实验实验 实验实验五：小五：小综综合合-程控放大器程控放大器设计实验设计实验实验实验六：六：单级单级共射、共集放大共射、共集放大电电路性能与研究路性能与研究实验实验实验实验七：七：差分放大器性能研究差分放大器性能研究实验.实验报实验报告要求告要求实验报实验报告必告必须须在做下次在做下次实验时实验时交来。交来。报报告内容告内容应应符合指符合指导书导书中的中的规规定，一般包括定，一般包括实验实验内容、内容、实验电实验电路路图图、实验实验数据数据处处理、必要的曲理、必要的曲线线和波形，理和波形，理论计论计算、理算、理论论与与实际结实际结果的分析比果的分析比较较以及本次以及本次实验实验的的结论结论等。等。实验实验中出中出现现的的问题问题和解决方法。和解决方法。收收获获、体会、意、体会、意见见和建和建议议。附原始数据附原始数据.实验实验一一常用常用电电子子仪仪器的使用器的使用.实验实验目的目的了解常用了解常用电电子子线线路路实验仪实验仪器的技器的技术术指指标标、工作原理。工作原理。掌握常用掌握常用电电子子仪仪器的使用方法。器的使用方法。.电电子子线线路路实验实验常用常用仪仪器器YB1718YB1718三路直流三路直流稳压电稳压电源源数字万用表数字万用表模模拟拟万用表万用表TFG-1010TFG-1010型型DDSDDS函数函数发发生器生器GDS-2062GDS-2062型数字式存型数字式存储储示波器示波器AS2173DAS2173D型交流毫伏表型交流毫伏表.仪仪器一器一YB1718YB1718三路直流三路直流稳压电稳压电源源.YB1718YB1718三路直流三路直流稳压电稳压电源源YB1718YB1718三路直流三路直流稳压电稳压电源是源是实验实验室通室通用用电电源。具有恒源。具有恒压压、恒流工作功能、恒流工作功能（VC/CCVC/CC）。）。YB1718YB1718左左边边每一路均可每一路均可输输出出0 0 32V、0 2A直流直流电电源。源。右路有独立的右路有独立的“5V”“5V”（2A2A）输输出端，出端，给给数字数字电电路供路供电电 .仪仪器面板器面板.仪仪器二器二数字万用表数字万用表.仪仪器面板器面板电电源源开关开关表笔接表笔接口口电电容容测测量插口量插口三极管三极管测试测试插孔插孔量程开量程开关关.用万用表判用万用表判别别二极管管型和管脚二极管管型和管脚用二极管用二极管挡测挡测量量当当红红表笔接表笔接“正正”，黑表，黑表笔接笔接“负负”时时，二极管，二极管正向正向导导通，通，显显示示PNPN结压结压降（硅：降（硅：0.50.7V0.50.7V）（）（锗锗：0.20.3V0.20.3V）反之二极管截止，首位反之二极管截止，首位显显示示为为“1”“1”.用万用表判用万用表判别别三极管管型和管脚三极管管型和管脚将三极管分解将三极管分解为为两个相两个相连连的二极管的二极管用二极管档找到公共相用二极管档找到公共相连连的基极，当二极管正向的基极，当二极管正向导导通通时时，红红表笔接基极的三极管是表笔接基极的三极管是NPNNPN型三极管，型三极管，黑表笔接基极的三极管是黑表笔接基极的三极管是PNPPNP型三极管。型三极管。.用万用表判用万用表判别别三极管管型和管脚三极管管型和管脚测测量放大倍数，判量放大倍数，判别别c c和和e e将万用表量程置于将万用表量程置于hFEhFE挡挡将将PNPPNP型或型或NPNNPN型晶体管型晶体管对对号插入号插入右右图图的的测试测试孔中。基极孔中。基极b b插入插入B B孔孔中，其余两个管脚随意插入，若中，其余两个管脚随意插入，若放大倍数放大倍数较较大大时时，则则c c和和e e极插入极插入正确。正确。.仪仪器三器三模模拟拟式万用表式万用表（MF500MF500型）型）.表笔接表笔接口口交流交流电压电压量量程开关程开关直流直流电压电压量量程开关程开关电电阻量程开阻量程开关关直流直流电压电压量量程开关程开关仪仪器面板器面板.仪仪器四器四 TFG-1010 TFG-1010型型DDSDDS函数函数发发生器生器.仪仪器面板器面板电电源源开关开关液晶液晶显显示屏示屏键盘键盘输输出出A A输输出出B B调节调节旋旋钮钮.直接数字合成（直接数字合成（DDS)DDS)工作原理工作原理要要产产生一个信号，生一个信号，传统传统的模的模拟拟信号源是采用信号源是采用电电子元器件子元器件以各种不同的方式以各种不同的方式组组成振成振荡荡器，其器，其频频率和率和稳稳定度都不高。定度都不高。直接数字合成技直接数字合成技术术（DDS)DDS)是最新是最新发发展起来的一种信号展起来的一种信号产产生方法，它没有振生方法，它没有振荡荡元件，而是用数字合成方法元件，而是用数字合成方法产产生生一一连连串数据流，再串数据流，再经过经过数模数模转换转换器器产产生一个生一个预预先先设设定的定的模模拟拟信号。例如，要信号。例如，要产产生一个正弦波，首先将信号生一个正弦波，首先将信号进进行行量化，依次存入波形存量化，依次存入波形存储储器。器。DDSDDS采用相位累加技采用相位累加技术术来来控制波形存控制波形存储储器的地址。根据相位累加器器的地址。根据相位累加器输输出的地址，出的地址，从波形存从波形存储储器取出波形量化数据，器取出波形量化数据，经过经过数模数模转换转换器和运器和运算放大器算放大器转换转换成模成模拟电压拟电压。因。因为为波形数据是波形数据是间间断的取断的取样样数据，所以数据，所以DDSDDS输输出的是一个出的是一个阶阶梯正弦波形，后梯正弦波形，后级还级还必必须须加一个低通加一个低通滤滤波器波器滤滤除高次除高次谐谐波，波，输输出即出即为连续为连续的正的正弦波。弦波。.主要功能及使用方法主要功能及使用方法1.1.输输出波形出波形选择选择：A A路具有路具有1616种波形，按【种波形，按【ShiftShift】【波形】【波形】选选中中“A“A路波形路波形”选项选项，屏幕下方可，屏幕下方可显显示出当前示出当前输输出波形的出波形的序号和波形名称。用数字序号和波形名称。用数字键输键输入波形序号，再按【入波形序号，再按【HzHz】键键，即可以即可以选择选择所需要的波形。也可以使用旋所需要的波形。也可以使用旋钮钮改改变变波形序号。波形序号。序号：序号：0000，正弦波（，正弦波（SINESINE）；序号：）；序号：0101，方波，方波（SQUARESQUARE）；序号：）；序号：0202，三角波（，三角波（TRIANGLETRIANGLE）；序号：）；序号：08,08,正直流正直流(Pos-DC)(Pos-DC)；序号：；序号：09,09,负负直流直流(Neg-DC)(Neg-DC)等等。等等。对对于于四种常用波形，可直接按【四种常用波形，可直接按【ShiftShift】【】【0 0】，】，选择选择正弦波，按正弦波，按【ShiftShift】【】【1 1】，】，选择选择方波，按【方波，按【ShiftShift】【】【2 2】，】，选择选择三角三角波，按【波，按【ShiftShift】【】【3 3】，】，选择锯齿选择锯齿波，并且屏幕左上方波，并且屏幕左上方显显示示波形名称。波形名称。对对于其他波形，于其他波形，显显示任意。示任意。.主要功能及使用方法主要功能及使用方法2.2.频频率的率的设设定：按定：按频频率率键键，显显示当前示当前频频率率值值。可用数字。可用数字键键或或调节调节旋旋钮设钮设定定频频率率值值。数字。数字输输入完后，必入完后，必须须用用单单位位键键（MHzMHz，kHzkHz，HzHz，mHzmHz）结结束，数字才能生效。例如：信束，数字才能生效。例如：信号号频频率要求率要求为为1.5kHz1.5kHz，则则依次依次输输入：【入：【频频率】率】【1 1】【】【.】【】【5 5】【】【kHzkHz】即可。也可以用上面的】即可。也可以用上面的调节调节旋旋钮调节钮调节。按【按【】键键，可移，可移动动数据上面的三角形光数据上面的三角形光标标指示指示位，左右位，左右转动转动旋旋钮钮可使指示位的数字增大或减小，并能可使指示位的数字增大或减小，并能连续进连续进位或借位，由此可以任意粗位或借位，由此可以任意粗调调或或细调频细调频率。率。频频率率也可以用周期也可以用周期显显示，只要按【示，只要按【ShiftShift】【周期】【周期】键键，输输入周期入周期值值（单单位位为为msms）就可以了。）就可以了。.主要功能及使用方法主要功能及使用方法3.3.幅度的幅度的设设定：按【幅度】定：按【幅度】键键，显显示当前幅度示当前幅度值值，可用数字可用数字键键或或调节调节旋旋钮输钮输入幅度入幅度值值。幅度。幅度值值的的输输入和入和显显示有两种格式，按【示有两种格式，按【ShiftShift】【峰峰】【峰峰值值】，】，选择选择峰峰峰峰值值格式格式VppVpp，按【，按【ShiftShift】【有效】【有效值值】，】，选择选择有效有效值值格式格式VrmsVrms。随着幅度。随着幅度值值格式的格式的转换转换，显显示示值值也相也相应应地地发发生生变变化。例如要求信号幅度化。例如要求信号幅度值值为为3.2V,3.2V,则则依次依次输输入【幅度】【入【幅度】【3 3】【】【.】【】【2 2】【】【V V】即可。也可以用峰峰】即可。也可以用峰峰值值或者有效或者有效值值格式格式输输入。入。.4.4.幅度衰减器：按【幅度衰减器：按【ShiftShift】【衰减】可以】【衰减】可以选择选择幅度衰减幅度衰减方式。开机或复位后，方式。开机或复位后，为为自自动动方式，方式，仪仪器根据幅度器根据幅度设设定定值值的大小，自的大小，自动选择动选择合适的衰减比例。也可以用固定衰合适的衰减比例。也可以用固定衰减方式。按【减方式。按【ShiftShift】【衰减】后，可用数字】【衰减】后，可用数字键输键输入衰入衰减减值值，输输入入20=200dB,=20时时,衰减衰减值为值为20dB,=4020dB,=40时时，衰减，衰减值为值为40dB,=6040dB,=60时时,衰减衰减值为值为60dB,60dB,=80=80时时,衰减衰减值为值为AutoAuto。注意：因注意：因为为按按键键面面积较积较小，小，单单位位“0 0”，“dB”“dB”，“%”“%”等都没有等都没有标标注，注，输输入入时时都以【都以【HzHz】作】作为结为结束，束，仪仪器会自器会自动显动显示相示相应应的的单单位。位。主要功能及使用方法主要功能及使用方法.按【按【A A路】路】键键，可以，可以选择选择“A“A路路单频单频”功能。按【功能。按【B B路】路】键键，可以，可以选择选择“B“B路路单频单频”功能。功能。A,BA,B路的路的频频率率设设定，周期定，周期设设定，幅度定，幅度设设定，定，峰峰峰峰值值和有效和有效值转换值转换，波形，波形选择选择等操作都相同。方法如前所述。等操作都相同。方法如前所述。不同的是不同的是B B路没有幅度衰减，也没有直流偏移。路没有幅度衰减，也没有直流偏移。B B路路频频率能率能够够以以A A路路频频率倍数的方式率倍数的方式设设定和定和显显示。按【示。按【ShiftShift】【】【谐谐波】波】键键，选选中中“B“B路路谐谐波波”，可用数字，可用数字键键或或调节调节旋旋钮输钮输入入谐谐波次数波次数值值，B B路路频频率率即即变为变为A A路路频频率的率的设设定倍数，也就是定倍数，也就是B B路信号成路信号成为为A A路信号的路信号的N N次次谐谐波，波，这时这时ABAB两路信号的相位可以达到两路信号的相位可以达到稳稳定的同步。在定的同步。在仪仪器的后面器的后面板板还还有一个有一个TTLTTL同步同步输输出端，可以出端，可以输输出一个数字脉冲信号，出一个数字脉冲信号，频频率率可以自行可以自行设设定，但幅度定，但幅度为为固定固定值值，在做数，在做数电实验时电实验时作作为为脉冲脉冲输输入入信号使用。信号使用。此信号源此信号源还还有有测频测频功能，功能，频频率率扫扫描功能和描功能和频频率率调调制功能，不再制功能，不再赘赘述。述。主要功能及使用方法主要功能及使用方法.仪仪器五器五 GDS-2062 GDS-2062型型 数字式存数字式存储储示波器示波器数字式存数字式存储储示波器示波器简简要框要框图图.数字存数字存储储示波器示波器GDSGDS一一20622062主要性能主要性能带宽带宽：60MHZ,60MHZ,双通道，彩色液晶屏。双通道，彩色液晶屏。最高采最高采样样率：率：1GS/S 1GS/S 存存储储深度：深度：25K25K点点记录长记录长度，度，自自动测动测量：最多达量：最多达2727项项，峰，峰值检值检波，波，FFTFFT分析。分析。USBUSB接口：存接口：存储储和打印，和打印，触触发发：视频视频、脉冲、脉冲宽宽度、度、边边沿、延沿、延迟迟，含有含有USBUSB、RSRS一一232232、GPIBGPIB接口。接口。.仪仪器面板器面板.主功能主功能键键的的说说明明.触触发发菜菜单单（TRIGGEB MENUTRIGGEB MENU）.测测量（量（MEASUREMEASURE）.“光光标标(Cursor)”(Cursor)”键键的功能的功能.“水平菜水平菜单单(HORI MENU)”(HORI MENU)”的功能的功能 .“采集采集(Acquire)”(Acquire)”键键的功能的功能 .方波的方波的FFTFFT频谱图频谱图 .仪仪器六器六AS2173DAS2173D型交流毫伏表型交流毫伏表.仪仪器六器六 AS2173D AS2173D型交流毫伏表型交流毫伏表 AS2173D AS2173D型交流毫伏表是用来型交流毫伏表是用来测测量量频频率率较较低的交低的交流流电压电压的的仪仪器。能器。能测测量量频频率范率范围为围为5HZ-2MHZ5HZ-2MHZ、电电压为压为30v-300v30v-300v的正弦波有效的正弦波有效值电压值电压。.主要技主要技术术参数参数 交流交流电压测电压测量范量范围围：30V300V30V300V。分。分1313档档测测量量电压电压的的频频率范率范围围：5HZ5HZ2MHz2MHz。.面板面板量程旋量程旋钮钮机械机械调调零零.使用方法使用方法仪仪器接通器接通电电源前，源前，检查检查表表头头指指针针是否指在零点，如是否指在零点，如不在零点，不在零点，应应机械机械调调零。零。开机开机3 3秒秒钟钟后，量程自后，量程自动动置于最高档置于最高档300V300V。将将量量程程开开关关调调到到所所需需档档。量量程程的的选选择择，应应该该是是表表头头指示指示值值大于大于满满刻度的刻度的3030，又小于，又小于满满刻度刻度值为值为最佳。最佳。量程量程转换时转换时，指，指针针将有所晃将有所晃动动，待，待稳稳定后即可定后即可读读数。数。测测量量30V以上以上电压时电压时，需注意安全。，需注意安全。.模模拟实验拟实验板板.数字数字实验实验板板.实验实验内容及要求内容及要求1.1.信号源、示波器、毫伏表信号源、示波器、毫伏表联联合合测试测试。将信号源的正弦。将信号源的正弦输输出信号同出信号同时时送示波器和毫伏表送示波器和毫伏表测测量，并将被量，并将被测测信号数据信号数据记录记录在下表中在下表中信号信号发发生器生器幅度幅度(示波器示波器)频频率率(示波器示波器)幅度幅度(毫伏表毫伏表)f f1KHz1KHz，u u1V1Vf f50KHz50KHz，u u6V6Vf f1MHz1MHz，u u80mV80mV.实验实验内容及要求内容及要求2.2.信号源信号源输输出主信号出主信号为为2V2V，30KHz30KHz正弦波正弦波,同步同步输输出方波出方波,用双用双综综示波器示波器观观察两路信号（如察两路信号（如P58P58图图251251所示），所示），调调节节示波器相关旋示波器相关旋钮钮，使波形，使波形稳稳定定显显示，并将示，并将测试测试数据数据记录记录在下表中。在下表中。信号信号发发生器生器幅度幅度(示波器示波器)频频率率(示波器示波器)正弦波正弦波f f30KHz30KHz，u u2V2V方波方波f f30KHz30KHz，u u5V5V.3.3.将信号源将信号源输输出一个含有直流出一个含有直流电电平的正弦信号，平的正弦信号，用示波器用示波器测测量其直流量其直流电电平，振幅及平，振幅及频频率。率。实验实验内容及要求内容及要求.实验实验二二 集成运算放大器基本特集成运算放大器基本特 性及性及应应用研究用研究实验实验.实验实验目的目的 通通过实验过实验，深入理解集成运算放大器的基本运算，深入理解集成运算放大器的基本运算功能。功能。熟悉集成运算放大器的增益、熟悉集成运算放大器的增益、传输传输特性、特性、频频率响率响应应、负载负载能力的物理含能力的物理含义义及及测测量方法。学会合理量方法。学会合理选择选择和正确运用集成运算放大器。和正确运用集成运算放大器。.可提供的可提供的实验资实验资源源测试仪测试仪器：万用表、信号源、直流器：万用表、信号源、直流稳压电稳压电源、示源、示波器、毫伏表；波器、毫伏表；模模拟电拟电路通用路通用实验实验板（内含集成板（内含集成电电路插座、路插座、电电阻、阻、电电容等）；容等）；电电子子电电路路实验实验箱（工具及元器件、本箱（工具及元器件、本试验试验用的用的F007F007运放等）；运放等）；规规定定电电源源电压为电压为正、正、负负12V 12V。.实验实验任任务书务书 基本命基本命题题1.1.用用F007F007构成同相比例放大器，构成同相比例放大器，实现实现运算运算为为2.2.(要求要求电电路最大路最大电电阻阻为为60k)60k)。输输入信号入信号为为可可调调直流直流电压电压，测试该电测试该电路的路的电压传输电压传输特性，并确定增益特性，并确定增益 及及输输入、入、输输出出动态动态范范围围。.实验实验任任务书务书 2.2.用用F007F007构成反相比例放大器，构成反相比例放大器，实现实现运算运算 （要求最小（要求最小电电阻阻为为2K2K）。）。电电路路输输入入0.5KHZ0.5KHZ的正弦信号，用示波器的正弦信号，用示波器观观察察输输出波形，出波形，用双踪示波器确定增益及用双踪示波器确定增益及输输入、入、输输出出动态动态范范围围。.3.3.在在线线性范性范围围内，内，测测量反相比例放大器的振幅量反相比例放大器的振幅频频率响率响应应，并确定上限并确定上限频频率率f f。(用示波器用示波器测测，或用交流亳伏表，或用交流亳伏表测测，测试过测试过程中，改程中，改变频变频率率时时，要保持，要保持输输入入电压电压不不变变，来，来测测输输出出电压电压)。4.4.在上述反相比例放大器中，在上述反相比例放大器中，输输入入0.5KHz0.5KHz、1.5V1.5V的正弦波。的正弦波。输输出端分出端分别别接入接入负载负载R=10K,1 K,0.1 KR=10K,1 K,0.1 K电电阻，阻，观观察察输输出出电压电压波形的波形的变变化，从而理解有关化，从而理解有关F007F007的的负载负载能力能力的概念。的概念。实验实验任任务书务书.实验实验任任务书务书扩扩展命展命题题 1.1.要求要求 输输入信号入信号 (V)(V)，而而输输出信号出信号 如右如右图图所示，所示，请实现请实现上上述功能。述功能。，.2.要求 ，即实现信号的900移相。设计电路，并用双踪示波器观察相移情况。实验实验任任务书务书.实验说实验说明及思路提示明及思路提示基本命基本命题实验题实验思路提示思路提示 根据任根据任务务“1”“1”的要求，构建同的要求，构建同 相比例放大器相比例放大器电电路路 如右如右图图所示。同相所示。同相 端加可端加可调调的直流的直流电电 压压，测测量量传输传输特性。特性。.根据任根据任务务“1”“1”要求，要求，调节调节上上图图中的中的电电位器位器Rw,Rw,用用万用表分万用表分别测别测量量A A点和点和B B点点对对地地电压电压,列表并列表并绘绘制制传输传输特性。特性。-3-2-1.7-1-0.50+0.5+1+1.7+2+3实验说实验说明及思路提示明及思路提示.由数据表或曲由数据表或曲线线得出得出 该该放大器的放大器的闭环闭环增益增益 实验说实验说明及思路提示明及思路提示电压传输特性 输输入入动态动态范范围围输输出出动态动态范范围围 .根据任务“2”要求，构建实验线路 反向比例放大器，如下图所示。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.根据任根据任务务“2”“2”要求将信号源要求将信号源输输出波形出波形选为选为“正正弦波弦波”，幅度，幅度选为选为保保证证放大器工作在放大器工作在线线性范性范围围内内（如：（如：0.5V0.5V），），频频率率选为选为保保证证放大器工作在通放大器工作在通频频带带内（如：内（如：1KHZ1KHZ）用双踪示波器同）用双踪示波器同时观时观察察u ui i和和u uo o波形（相位及大小）并波形（相位及大小）并测测出增益。逐出增益。逐渐渐增大增大u ui i ，直至，直至输输出波形出出波形出现现非非线线性失真，从而得出性失真，从而得出输输入、入、输输出出动态动态范范围围。实验说实验说明及思路提示明及思路提示 A .电电路如反向比例放大器路如反向比例放大器图图所示，用所示，用“点点测测法法”测测量放大器的幅量放大器的幅频频特性。将信号源的正弦波特性。将信号源的正弦波输输出幅出幅度固定在度固定在1V1V（用示波器（用示波器监视监视）改）改变变信号信号频频率，率，测测出相出相应应的的输输出信号振幅。将出信号振幅。将测试测试数据列表（如表数据列表（如表3-1-23-1-2）并）并绘绘制幅制幅频频特性曲特性曲线线（如（如图图3-1-53-1-5）实验说实验说明及思路提示明及思路提示.幅幅频频特性数据（固定特性数据（固定 ）fi(KHZ)0.111050100150250350450Uo(v)实验说实验说明及思路提示明及思路提示.注意注意：1 1）频频率点取率点取值值自行决定，在自行决定，在输输出开始下降出开始下降处处可多可多测测几个点以提高精度。几个点以提高精度。2 2）测测量幅量幅频频特性也可以用毫伏表，不一定用示波特性也可以用毫伏表，不一定用示波器。器。3 3）测测量幅量幅频频特性特性时输时输入信号不能太大，保入信号不能太大，保证证在整在整个个频频率范率范围围内，内，输输出信号不出出信号不出现现非非线线性失真。性失真。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.实验说实验说明及思路提示明及思路提示根据任根据任务务“4”“4”的要求，在反向比例放大器的要求，在反向比例放大器图图基基础础上接入上接入负载负载R RL L，如下，如下图图所示。所示。令令u ui i=1.5Sin t=1.5Sin t，理，理论论上上输输出出为为u uo o=7.5Sin t(v)=7.5Sin t(v)。但当但当R R由由10K1K0.1K10K1K0.1K，可，可观观察到当察到当R R太小太小时时（如：（如：0.1K0.1K），），输输出出电压远电压远小于小于7.5V7.5V。因。因为为运放的运放的负载负载能力有能力有限，供不出限，供不出75mA75mA的的电电流。流。说说明明F007F007的的负载负载能力是比能力是比较较小的。小的。.扩扩展命展命题实验题实验思路提示思路提示 为了实现信号的直流电平移位，可利用相加器或相减器,分别如下图1、2所示。图图1 1 用反相相加器用反相相加器实现电实现电平移位（直流平移位（直流电压电压E E为负压为负压）.扩扩展命展命题实验题实验思路提示思路提示 图图2 2 用相减器用相减器实现电实现电平移位（直流平移位（直流电压电压E E为为正正压压）.用积分器实现移相，如图3所示。图3 积分器扩扩展命展命题实验题实验思路提示思路提示.用一阶移相器（一阶全通滤波器）实现移相，如图所示。扩扩展命展命题实验题实验思路提示思路提示 图 一阶移相器.实验实验三三 集成运放在有源集成运放在有源滤滤波器波器 中中应应用用实验实验 实验实验目的目的 学会用集成运算放大器学会用集成运算放大器实现实现有源有源滤滤波器波器可提供的可提供的实验资实验资源源 1.1.测试仪测试仪器：器：三用表三用表 信号源信号源 直流直流稳压电稳压电源源 示波器、示波器、毫伏表毫伏表 2.2.模模拟电拟电路通用路通用实验实验板（内含集成板（内含集成电电路插座、路插座、电电阻、阻、电电容等）容等）3.3.电电子子电电路路实验实验箱（工具及元器件、本箱（工具及元器件、本实验实验用的用的F007F007运运放及放及组组容元件等）容元件等）.实验实验任任务书务书用用F007F007设计设计一个二一个二阶阶RCRC有源低通有源低通滤滤波器，要求截波器，要求截止止频频率率 =10kHz =10kHz，增益，增益 =2 =2。用用F007F007设计设计一个二一个二阶阶RCRC高通高通滤滤波器，要求截止波器，要求截止频频率率 =5kHz =5kHz，增益，增益 =2 =2。根据根据实验实验要求要求设计实验线设计实验线路，路，经计经计算机仿真，并算机仿真，并搭建搭建实验电实验电路，达到路，达到设计设计要求。分要求。分别测别测量低通和量低通和高通高通滤滤波器的波器的频频率响率响应应、上限截止、上限截止频频率率f fH H 、下限、下限截止截止频频率率f fL L以及增益以及增益 。.扩扩展命展命题题 将基本将基本实验实验1 1和和2 2的的实验电实验电路路级联级联，组组成成带带通通滤滤波波器；并器；并测测量其量其带带通特性：包括中心通特性：包括中心频频率率f fo o、中心、中心频频率增益率增益A Au u(f(fo o)、通、通频带频带BWBW-3dB-3dB、Q()Q()值值等参数。等参数。实验实验任任务书务书.基本命题 1.二阶RC有源低通滤波器（LPF）(1)二阶RC有源低通滤波器快速设计法(2)二阶RC有源低通滤波器线路如图1所示。表1给出截止频率 与电容值的选择参考对照表。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.实验说实验说明及思路提示明及思路提示 图1 二阶低通滤波器 表1 截止频率与所选电容的参考对照表f10100(Hz)0.11(k Hz)110 (k Hz)10100 (k Hz)C110.1(F)0.10.01(F)0.010.001(F)1000100(p F).该电路若 ，则其上限截止频率为:（式1）频带内电压增益为：（式2）品质因素为：(为使系统稳定，一般取 Q10)实验说实验说明及思路提示明及思路提示.(2)设计步骤 根据截止频率从表1中选定一个电容（注意：注意：要按电容系列值选），根据式1计算出R值。根据Q值计算出 ；选择 ，从式2中算出 。根据Auo=2，fH=10KHZ。选 ，R1=R2=1.6K ，R3=R4=1K 。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.实验说实验说明及思路提示明及思路提示 2.高通滤波器设计 设计高通滤波器电路与低通相似。电路形式一 样；所不同的是电阻和电容位置互换。根据 ，fL=5KHZ，选C1=C2=1000PF=1nF，R1=R2=33K，R3=R4=1K 。.实验实验四四集成运放非集成运放非线线性性应应用及其在波用及其在波形形产产生方面的生方面的实验实验.实验实验目的目的1.学会用集成运算放大器实现波形变换及波形产生。2.进一步掌握示波器的使用。可提供的可提供的实验资实验资源源1.1.测测量量仪仪器：双踪示波器、三用表、信号源、毫伏表、器：双踪示波器、三用表、信号源、毫伏表、直流直流稳压电稳压电源等源等2.2.模模拟电拟电路通用路通用实验实验板（内含集成板（内含集成电电路插座、路插座、电电阻、阻、电电位器、位器、电电容、容、稳压稳压二极管等）二极管等）.基本命题1.设计一个正弦波信号发生器，要求f0=5KHz10。2.设计一个单运放方波信号发生器，要求 f0=10kHz10,输出信号幅度Vpp为12V。3.设计一个占空比可调的单运放脉冲信号发生器，要 求f0=10kHz10，输出幅度Vpp为12V,占空比在 4070内可调。实验实验任任务书务书.扩展命题 1.设计一个双运放方波一三角波发生器，要求输出频率f0=10kHz10，三角波输出幅度Vpp大于3V。2.设计一个双运放锯齿波信号发生器，要求输出频率f0=10kHz10，输出幅度Vpp大于6V。实验实验任任务书务书.一.基本实验 1.正弦信号发生器 正弦信号发生器如图1所示。图中 组成的文氏桥作为选频网络构成正反馈支路，构成负反馈支路。用来调整负反馈的深度，以满足起振条件和改善波形。利用二极管 正向导通电阻的非线性自动调节电路的闭环放大倍数,以稳定波形的幅度。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.当 ,时,电路的振荡频率为根据起振条件，负反馈电阻式中 代表负反馈支路电阻。实验说实验说明及思路提示明及思路提示图1 正弦信号发生器.2.方波与占空比可调的矩形波发生器 图2所示的是一个单运放组成的方波信号发生器，运放通过 与 组成正反馈的迟滞比较器，输出电压通过对电容C的充、放电，产生周而复始的振荡，输出电压即为周期性的方波信号。实验说实验说明及思路提示明及思路提示 图2 方波发生器 .方波的频率为调 可以改变输出方波频率。其输出电压 。若要输出幅度小于 ，则可加稳压管限幅电路，如图2所示，其中，限流电阻R串在运放输出端与稳压管之间。R一般取12K左右。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.实验说实验说明及思路提示明及思路提示若将图2中的 用图3所示的网络代替，则为占空比可调的矩形波发生器，其占空比可通过调网络中 的 来实现。图3 矩形波发生器替代网络.二、扩展命题三角波及锯齿波发生器 方波-三角波发生器如图4所示。运放A1构成迟滞比较器,运放A2构成积分器。其振荡频率为：实验说实验说明及思路提示明及思路提示图4.方波与占空比可调脉冲信号发生器.若要输出电压在某一范围内变化，可在运放2输出端加一电位器，来调节三角波输出电压大小。若在图4中的运放1输出端与运放2输入负端之间并联加入图5所示的网络，使正反两个方向的积分时间常数不相等，则为锯齿波信号发生器。实验说实验说明及思路提示明及思路提示图5 占空比可调的a、b点并联替代网络.注意：积分电阻 的值一定不要太小，因为 是前级 的负载，太小，会超出前级的负载能力，振荡将不正常。三角波或锯齿波的幅度可通过调节 和 的比值来控制运算放大器带宽和速度对电路性能的影响。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.实验五小小综综合合-程控放大器程控放大器设计实验设计实验 .实验实验目的目的提高综合设计能力，并将模拟电子线路和数字电路有机地结合起来。.可提供的可提供的实验资实验资源源 测量仪器：万用表、示波器、信号源、直流稳压电源等；模拟电路通用实验板；F007两只4.6V稳压二极管两支二四译码器一只（74LS139），模拟开关（CC4066）各一只反相器一块（74LS04）.实验实验任任务书务书 1.实现一程控放大器，其放大倍数：2、4、6、8倍可控；2.用给定元器件：运算放大器、电阻网络、模拟开关、译码器、反相器等搭建电路并测试结果。.设计电路框图如图1所示。1.放大器采用同相比例放大器，设R1=1K，则分别选Rf4=1k,Rf3=3k，Rf2=5k，Rf1=7k，即可实现增益在2、4、6、8倍之间可控。其中Rf0=300k，主要是避免开关切换瞬间运放开环工作。2.CC4066内含4个独立的CMOS模拟开关。74LS139内含两个独立的2-4译码器。74LS04是一个6反相器。实验说实验说明及思路提示明及思路提示图1 程控放大器设计框图.实验实验六六单级单级共射、共集放大共射、共集放大电电路路 性能与研究性能与研究实验实验 .实验实验目的目的 掌握放大器掌握放大器组组成基本原理及其放大条件；成基本原理及其放大条件；明确交流通路与直流通路的区明确交流通路与直流通路的区别别；学会放大器静学会放大器静态态工作点的工作点的调调整；整；学会共射放大器放大倍数、学会共射放大器放大倍数、输输入入电电阻、阻、输输出出电电阻阻的的测测量方法；量方法；掌握共集放大器的特点和掌握共集放大器的特点和应应用用场场合。掌握合。掌握场场效效应应管放大器的特点及管放大器的特点及应应用。用。.可提供的可提供的实验资实验资源源测测量量仪仪器；双踪示波器、三用表、信号源、毫伏器；双踪示波器、三用表、信号源、毫伏表、直流表、直流稳压电稳压电源等源等模模拟电拟电路通用路通用实验实验板（内含三极管、板（内含三极管、电电阻、阻、电电位位器、器、电电容）容）电电子子线线路器件工具箱路器件工具箱 .实验实验任任务书务书 实验线实验线路路图图（共射放大器（共射放大器电电路）路）这这是一个典型的一是一个典型的一级级RCRC耦合共射极交耦合共射极交流放大器，其偏置流放大器，其偏置为为分分压压式偏置式偏置电电路，路，工作点工作点Q Q可通可通过调过调节节R Rw w来来实现实现。.基本命基本命题题1.1.首先用万用表判断所用器件的好坏。首先用万用表判断所用器件的好坏。（连连接接导线导线，所用三极管的极性与好坏），所用三极管的极性与好坏）2.2.在在给给定的通用板上搭建定的通用板上搭建电电路，用万用表路，用万用表检查电检查电路路 连线连线是否正确，特是否正确，特别别要判断要判断电电源与地之源与地之间间是否有是否有 短路短路现现象；如果有短路象；如果有短路现现象象则则重新重新检查电检查电路。路。实验实验任任务书务书.3.3.加加电电源源+12V+12V，调节调节RwRw，用万用表，用万用表观观察察U UCECE直流直流电压电压 在在较较大范大范围变围变化即可（一般在化即可（一般在2V2V到到10V10V之之间间）。）。4.4.将将RwRw分分别调别调到最大和最小的情况下，到最大和最小的情况下，输输入入1KHz1KHz正正 弦信号，用示波器弦信号，用示波器观观察其察其输输出波形，并判断失真出波形，并判断失真 类类型。型。实验实验任任务书务书.5.5.将静将静态态工作点工作点调调至（至（=5V =5V），），输输入入1KHz1KHz正弦正弦 信号（有效信号（有效值为值为5mV)5mV)，大小以不失真，大小以不失真为为原原则则。测测量放大器的直流工作点、放大倍数量放大器的直流工作点、放大倍数(R(RL L=10K=10K接接 入放大器）、入放大器）、输输入入电电阻、阻、输输出出电电阻，并将阻，并将测试测试数数 据列入下表中。据列入下表中。实验实验任任务书务书 直流工作点直流工作点增益增益输输入入电电阻阻输输出出电电阻阻U UCEQCEQU UCQCQ U UEQEQU UBQBQI ICQCQA Au uR Ri iR R0 0.6.将RL调到最大，接入电路，改变信号源输出正弦 波幅度大小，用示波器监视输出在刚要使失真又 没有失真的情况下,测量出放大器最大动态范围 。实验实验任任务书务书.扩展命题 1.负反馈对电路性能影响的研究实验。将发射极旁路电容C3断开，电路引入了串联电流负反馈，在C3断开和“基本命题5”的条件下重新测量放大倍数，输入，输出电阻的大小，并与上面基本实验做比较，解释变化的原因。测试数据列入下表中。实验实验任任务书务书.实验实验任任务书务书 C3增益输入电阻输出电阻C3接入C3断开结论.2.有关提高输入电阻的研究实验 用场效应管放大器做输入级，以增大放大器的输入电阻。3.有关增强负载能力的研究实验 将图中RL降到100，则发现增益与输出动态范围都大大下降，为此用射极跟随器（共集电路）做放大器的输出级、以减小放大器的输出电阻、增强放大器的带负载能力。并用示波器分别观察插入共集电路前后的增益及输出动态范围的变化。实验实验任任务书务书.直流工作点的直流工作点的调调整及整及测试测试 放大器的直流工作点通常是指管放大器的直流工作点通常是指管压压降降 和集和集电电极极电电流流 ,记记作（作（,）。当放大）。当放大电电路及路及 晶体管确定后晶体管确定后,可以通可以通过调过调整上偏置整上偏置电电阻阻 ，以，以达到所需要的直流工作点。达到所需要的直流工作点。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.放大器参数 、测试。实验说实验说明及思路提示明及思路提示图1 测试仪器与实验板的连接.最大输出动态范围 的测试 按图1所示接线给放大器输入1kHz的正弦信号，慢慢增大输入信号，使之出现明显失真，根据失真波形调工作点（），使失真消失。继续增大输入信号，再调工作点，直到增大信号时同时出现截止和饱和失真，再减小输入信号，使之刚好不失真，用示波器测量这时输出电压的峰峰值，即放大器输出最大线性动态范围。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.电压电压放大倍数放大倍数 的的测试测试 放大器的放大器的电压电压放大倍数放大倍数 是指在是指在输输出出电压电压不失真不失真时时，输输出出电压电压 与与输输入入电压电压 振幅或有效振幅或有效值值之比。即之比。即 在在实验实验中，需要用示波器中，需要用示波器监视输监视输出。用交流毫伏表出。用交流毫伏表测测量放大器量放大器输输入和入和输输出出电压电压的有效的有效值值，然后按上面公式然后按上面公式进进行行计计算。也可用双踪算。也可用双踪示波器分示波器分别测别测量放大器量放大器输输入和入和输输出出电压电压的峰峰的峰峰值值，然后按上面公，然后按上面公式式进进行行计计算。算。实验说实验说明及思路提示明及思路提示 =.输输入入电电阻阻 的的测试测试 输输入入电电阻是指从放大器阻是指从放大器输输入端看入端看进进去的等效去的等效电电阻。阻。实际测试输实际测试输入入电电阻的接阻的接线线如如图图2 2所示。在被所示。在被测测放放大器前加一个大器前加一个电电阻阻R R，输输入正弦信号，用毫伏表入正弦信号，用毫伏表或示波器分或示波器分别测别测量量R R两端两端对对地的地的电压电压 与与 。则则 实验说实验说明及思路提示明及思路提示.从减小从减小测测量量误误差出差出发发，当，当 时测时测量量误误差最小。差最小。因此，因此，为为了减小了减小测测量量误误差差,一般取一般取R R接近接近 或将或将R R换换成一个可成一个可变电变电阻阻 ，调调 使使 ，这时这时 。实验说实验说明及思路提示明及思路提示图2 输入电阻测量原理图.输输出出电电阻阻 的的测试测试 输输出出电电阻是指从放大器的阻是指从放大器的输输出端看出端看进进去的等效去的等效电电阻。阻。实际测试输实际测试输出出电电阻的接阻的接线线如如图图3 3所示。在被所示。在被测测放大器后加一个放大器后加一个负载电负载电阻阻 ，输输入端加入正弦入端加入正弦信号（信号（5mV,1kHz)5mV,1kHz)，用毫伏表分，用毫伏表分别测别测量空量空载时载时和和加加负载电负载电阻阻 时时的的输输出出电压电压 与与 。则则 实验说实验说明及思路提示明及思路提示.从减小从减小测测量量误误差出差出发发，当，当 时测时测量量误误差最小。因差最小。因此，此，为为了减小了减小测测量量误误差，一般取差，一般取 接近接近 或将或将 换换成一个可成一个可变电变电阻阻 ，调调 使使 ，这时这时 。实验说实验说明及思路提示明及思路提示图3 输出电阻测量原理图.实验说实验说明及思路提示明及思路提示扩展命题 1.断开C3，电路引入了串联电流负反馈。串联电流负反馈使增益下降，输入电阻增大，输出电阻基本不变。2.为增大输入电阻，可在共射放大器前加入一级共源放大器做为输入级,参考电路如图4所示。.实验说实验说明及思路提示明及思路提示图4 场效应管放大器做输入级(放在共射放大器前面).为减小输出电阻，可在共射放大器后加入一级共集电路作为输出级，如图5所示。实验说实验说明及思路提示明及思路提示图5 将共集电路置于共射电路与负载之间实现”隔离”.实验实验七七差分放大器性能研究差分放大器性能研究实验 .实验实验目的目的 掌握基本差动放大器的工作原理、工作点的调试和主要性能指标的测试。熟悉具有恒流源差动放大器的工作原理及对主要性能指标的改善。了解用集成运放做成的差动放大器。.实验资实验资源源 测量仪器；双踪示波器、三用表、信号源、毫伏表，直流稳压电源。模拟电路通用实验板（内含三极管、电阻、电位器、电容）电子线路器件工具箱.实验实验任任务书务书 基本命题 基本差动放大器的实验线路如图1所示，它是一个直接耦合放大器，理想的差动放大器只对差模信号进行放大，对共模信号进行抑制。图1 简单差分放大器.在通用实验板上按图1的参考电路搭建电路，调直流工作点，即调RW使T1和T2集电极直流电压相等。用万用表分别测量晶体管T1和T2各极到地的电压，并与理论计算值进行比较。按单端输入-双端输出测量差动放大器的差模电压放大倍数 、共模电压放大倍数 ,并计算共模抑制比 。实验实验任任务书务书.实验实验任任务书务书 将实验测试数据列入表1中。与理论计算值和计算机仿真值进行比较。直流工作点差模增益 共模增益 共模抑制比.扩扩展命展命题题 为提高差分放大器的共模抑制比 ，在射极引入恒流源电路,参考电路如图2所示。实验实验任任务书务书 图2 恒流源差分放大器.在实验平台上搭建参考电路。调直流工作点,使差动放大器两端的直流工作点平衡，即调RW使T1和T2集电极直流电压相等。用万用表分别测量晶体管T1T2和T3各极到地的电压，并与理论计算值进行比较。按单端输入-双端输出测量差动放大器的差模电压放大倍数Aud、共模电压放大倍数Auc,并计算共模抑制比KCMR。比较基本命题与扩展命题电路差别，及其对电路性能的改善。实验实验任任务书务书.实验实验任任务书务书 将实验测试数据列入表1中。与理论计算值和计算机仿真值进行比较。直流工作点差模增益 共模增益 共模抑制比.直流工作点的调试方法 差动放大器的直流工作点平衡可通过调可变电阻 RW实现把三用表置直流10V电压挡上，并跨接在集电极之间。调可变电阻RW使三用表的指示接近零。再把万用表置直流2.5V电压挡上，继续调可变电阻，使万用表的指示为零。这时差动放大器处于对称状态，工作点调好。实验说实验说明及思路提示明及思路提示.差模电压放大倍数 测量 的方法是，根据是双端(或单端)输入要求接线,输入端输入 =10mV、1kHz的正弦电压，用毫伏表分别测量 的集电极到地之间的交流电压 和 的集电极到地之间的交流电压 （注意：毫伏表不能跨接在两输出端测量输出电压 和 ）,则差模电压放大倍数为 双端输出时 =单端输出时 =实验说实验说明及思路提示明及思路提示=.实验说实验说明及思路提示明及思路提示共模电压放大倍数 实际测量 方法是,按图3接线，输入共模电压 =2V、1kHz的正弦电压，用毫伏表分别测量两输出电压 和 （注意注意毫伏表不能跨接在两输出端测量输出电压）,则共模电压放大倍数为：双端输出时 单端输出时图3 测共模放大倍数的电路.共模抑制比 差动放大器的共模抑制比是通过测量差模电压放大倍数 与共模电压放大倍数 ,再理论计算得到的。即 或用分贝表示为 实验说实验说明及思路提示明及思路提示 .