【文章內(nèi)容簡介】 3CG 9012(PNP) 圖26　幅頻特性曲線 圖27　三極管管腳排列放大器的幅率特性就是測量不同頻率信號時的電壓放大倍數(shù)AU。為此，可采用前述測AU的方法，每改變一個信號頻率，測量其相應(yīng)的電壓放大倍數(shù)，測量時應(yīng)注意取點要恰當，在低頻段與高頻段應(yīng)多測幾點，在中頻段可以少測幾點。此外，在改變頻率時，要保持輸入信號的幅度不變，且輸出波形不得失真。三、實驗設(shè)備與器件　　1.＋12V直流電源　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　 　　1(β＝50～100)或90111 （管腳排列如圖27所示） 電阻器、電容器若干四、實驗內(nèi)容　　實驗電路如圖21所示。為防止干擾，各儀器的公共端必須連在一起，同時信號源、交流毫伏表和示波器的引線應(yīng)采用專用電纜線或屏蔽線，如使用屏蔽線，則屏蔽線的外包金屬網(wǎng)應(yīng)接在公共接地端上?！　〗油ㄖ绷麟娫辞?，先將RW調(diào)至最大， 函數(shù)信號發(fā)生器輸出旋鈕旋至零。接通＋12V電源、調(diào)節(jié)RW，使IC＝（即UE＝）， 用直流電壓表測量UB、UE、UC及用萬用電表測量RB2值。記入表2－1。表2－1　記錄靜態(tài)工作點（IC＝2mA）測 量 值計 算 值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（KΩ）UBE（V）UCE（V）IC（mA） 　在放大器輸入端加入頻率為1KHz的正弦信號uS，調(diào)節(jié)函數(shù)信號發(fā)生器的輸出旋鈕使放大器輸入電壓Ui10mV，同時用示波器觀察放大器輸出電壓uO波形，在波形不失真的條件下用交流毫伏表測量下述三種情況下的UO值，并用雙蹤示波器觀察uO和ui的相位關(guān)系，記入表2－2?！　≈肦C＝，RL＝∞，Ui適量，調(diào)節(jié)RW，用示波器監(jiān)視輸出電壓波形，在uO不失真的條件下，測量數(shù)組IC和UO值，記入表2－3。測量IC時，要先將信號源輸出旋鈕旋至零（即使Ui＝0）。表2－2　測量電壓放大倍數(shù)　（Ic＝ Ui＝ mV）RC（KΩ）RL(KΩ)Uo(V)AV觀察記錄一組uO和u1波形∞∞表2－3　靜態(tài)工作點對電壓放大倍數(shù)的影響?。≧C＝ RL＝∞　Ui＝　mV）IC(mA)UO(V)AV　　置RC＝，RL＝， ui＝0，調(diào)節(jié)RW使IC＝，測出UCE值，再逐步加大輸入信號，使輸出電壓u0 足夠大但不失真。 然后保持輸入信號不變，分別增大和減小RW，使波形出現(xiàn)失真，繪出u0的波形，并測出失真情況下的IC和UCE值，記入表2－4中。每次測IC和UCE 值時都要將信號源的輸出旋鈕旋至零。表2－4　靜態(tài)工作點對輸出波形失真的影響?。≧C＝ RL＝∞ Ui＝　mV）IC(mA)UCE(V)u0波形失真情況管子工作狀態(tài) 置RC＝，RL＝，同時調(diào)節(jié)輸入信號的幅度和電位器RW，用示波器和交流毫伏表測量UOPP及UO值，記入表2－5。表2－5　最大不失真輸出電壓?。≧C＝ RL＝）IC(mA)Uim(mV)Uom(V)UOPP(V)* 　置RC＝，RL＝，IC＝。輸入f＝1KHz的正弦信號，在輸出電壓uo不失真的情況下，用交流毫伏表測出US，Ui和UL記入表26。保持US不變，斷開RL，測量輸出電壓Uo，記入表26。表26　測量輸入電阻和輸出電阻　（Ic＝2mA Rc＝ RL＝）US(mv)Ui(mv)Ri（KΩ）UL（V）UO（V）R0（KΩ）測量值計算值測量值計算值*取IC＝，RC＝，RL＝。 保持輸入信號ui的幅度不變，改變信號源頻率f，逐點測出相應(yīng)的輸出電壓UO，記入表2－7。為了信號源頻率f取值合適，可先粗測一下，找出中頻范圍， 然后再仔細讀數(shù)。說明：本實驗內(nèi)容較多，其中7可作為選作內(nèi)容。表2－7　測量幅頻特性曲線?。║i＝ mV） fl fo fn f（KHz）UO（V）AV＝UO/Ui五、實驗總結(jié) 　，并把實測的靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計算值比較（取一組數(shù)據(jù)進行比較），分析產(chǎn)生誤差原因。 ，RL及靜態(tài)工作點對放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的影響?！　　！　?。六、預(yù)習要求　　?！　〖僭O(shè)：3DG6 的β＝100，RB1＝20KΩ，RB2＝60KΩ，RC＝，RL＝。估算放大器的靜態(tài)工作點，電壓放大倍數(shù)AV，輸入電阻Ri和輸出電阻RO　　？ 為什么實驗中要采用測UB、UE，再間接算出UBE的方法？ ？　　，使放大器輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時，晶體管的管壓降UCE怎樣變化？ ？改變外接電阻RL對輸出電阻RO有否影響？ ，Ri和RO時怎樣選擇輸入信號的大小和頻率？為什么信號頻率一般選1KHz，而不選100KHz或更高？ ，如果將函數(shù)信號發(fā)生器、交流毫伏表、示波器中任一儀器的二個測試端子接線換位（即各儀器的接地端不再連在一起），將會出現(xiàn)什么問題？實驗三　負反饋放大器一、實驗?zāi)康募由罾斫夥糯箅娐分幸胴摲答伒姆椒ê拓摲答亴Ψ糯笃鞲黜椥阅苤笜说挠绊憽６?、實驗原理負反饋在電子電路中有著非常廣泛的應(yīng)用,雖然它使放大器的放大倍數(shù)降低，但能在多方面改善放大器的動態(tài)指標，如穩(wěn)定放大倍數(shù)，改變輸入、輸出電阻，減小非線性失真和展寬通頻帶等。因此，幾乎所有的實用放大器都帶有負反饋?！　∝摲答伔糯笃饔兴姆N組態(tài)，即電壓串聯(lián)，電壓并聯(lián)，電流串聯(lián)，電流并聯(lián)。本實驗以電壓串聯(lián)負反饋為例，分析負反饋對放大器各項性能指標的影響。，在電路中通過Rf把輸出電壓uo引回到輸入端，加在晶體管T1的發(fā)射極上，在發(fā)射極電阻RF1上形成反饋電壓uf。根據(jù)反饋的判斷法可知，它屬于電壓串聯(lián)負反饋。主要性能指標如下1) 閉環(huán)電壓放大倍數(shù) 　　其中　AV＝UO／Ui — 基本放大器（無反饋）的電壓放大倍數(shù)，即開環(huán)電壓放大倍數(shù)?！　?1＋AVFV — 反饋深度，它的大小決定了負反饋對放大器性能改善的程度。圖31 帶有電壓串聯(lián)負反饋的兩級阻容耦合放大器2） 反饋系數(shù)3) 輸入電阻　　Rif＝(1＋AVFV )Ri　　　　 Ri　— 基本放大器的輸入電阻4) 輸出電阻　　 　 RO — 基本放大器的輸出電阻　　 AVO — 基本放大器RL＝∞時的電壓放大倍數(shù)　　，怎樣實現(xiàn)無反饋而得到基本放大器呢？不能簡單地斷開反饋支路，而是要去掉反饋作用，但又要把反饋網(wǎng)絡(luò)的影響（負載效應(yīng)）考慮到基本放大器中去。為此: 　1) 在畫基本放大器的輸入回路時，因為是電壓負反饋，所以可將負反饋放大器的輸出端交流短路，即令uO＝0，此時 Rf相當于并聯(lián)在RF1上?！　?）在畫基本放大器的輸出回路時，由于輸入端是串聯(lián)負反饋，因此需將反饋放大器的輸入端（T1 管的射極）開路，此時（Rf＋RF1）相當于并接在輸出端?？山普J為Rf并接在輸出端?！　「鶕?jù)上述規(guī)律，就可得到所要求的如圖32所示的基本放大器。圖32 基本放大器三、實驗設(shè)備與器件　　1.＋12V直流電源　　　　 　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　2(β＝50～100)或90112 電阻器、電容器若干。四、實驗內(nèi)容　　按圖31連接實驗電路，取UCC＝＋12V，Ui＝0，用直流電壓表分別測量第一級、第二級的靜態(tài)工作點，記入表31。表3－1　測量靜態(tài)工作點UB（V）UE（V）UC（V）IC（mA）第一級第二級　　將實驗電路按圖32改接，即把Rf斷開后分別并在RF1和RL上，其它連線不動。　　1) 測量中頻電壓放大倍數(shù)AV，輸入電阻Ri和輸出電阻RO。① 以f＝1KHZ，US約5mV正弦信號輸入放大器， 用示波器監(jiān)視輸出波形uO，在uO不失真的情況下，用交流毫伏表測量US、Ui、UL，記入表3－2。②保持US不變，斷開負載電阻RL（注意，Rf不要斷開），測量空載時的輸出電壓UO，記入表3－2。表32　基本放大器的各項性能指標基本放大器US(mv)Ui(mv)UL(V)UO(V)AVRi(KΩ) RO(KΩ) 負反饋放大器US(mv)Ui(mv)UL(V)UO(V)AVfRif(KΩ)ROf(KΩ) 　　2) 測量通頻帶接上RL，保持1)中的US不變，然后增加和減小輸入信號的頻率，找出上、下限頻率fh和fl，記入表3－3。將實驗電路恢復(fù)為圖31的負反饋放大電路。 適當加大US（約10mV），在輸出波形不失真的條件下，測量負反饋放大器的AVf、Rif和ROf， 記入表3－2；測量fhf和fLf，記入表3－3。表3－3　測量通頻帶基本放大器fL(KHz)fH(KHz)△f(KHz)負反饋放大器fLf(KHz)fHf(KHz)△ff(KHz)*1)實驗電路改接成基本放大器形式，在輸入端加入f＝1KHz 的正弦信號，輸出端接示波器，逐漸增大輸入信號的幅度，使輸出波形開始出現(xiàn)失真，記下此時的波形和輸出電壓的幅度。2)再將實驗電路改接成負反饋放大器形式，增大輸入信號幅度，使輸出電壓幅度的大小與1)相同，比較有負反饋時，輸出波形的變化。五、實驗總結(jié)　　?！　。偨Y(jié)電壓串聯(lián)負反饋對放大器性能的影響。六、預(yù)習要求　　?！　。ㄈˇ?＝β2＝100）?！　?？為什么要把Rf并接在輸入和輸出端？　　，Ri和RO；估算負反饋放大器的AVf、Rif和ROf，并驗算它們之間的關(guān)系?！　?，則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)AVf＝？ 和測量值是否一致？為什么？　　，能否用負反饋來改善？實驗四　集成運算放大器的基本應(yīng)用 ─ 模擬運算電路 ─一、實驗?zāi)康摹　?、加法、減法和積分等基本運算電路的功能?！　?。二、實驗原理　　集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級放大電路。當外部接入不同的線性或非線性元器件組成輸入和負反饋電路時，可以靈活地實現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān)系。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對數(shù)等模擬運算電路。理想運算放大器特性在大多數(shù)情況下，將運放視為理想運放，就是將運放的各項技術(shù)指標理想化，滿足下列條件的運算放大器稱為理想運放。開環(huán)電壓增益　Aud=∞輸入阻抗　　　ri=∞輸出阻抗　　　ro=0帶寬 few=∞失調(diào)與漂移均為零等。理想運放在線性應(yīng)用時的兩個重要特性：（1）輸出電壓UO與輸入電壓之間滿足關(guān)系式UO＝Aud（U+－U－）由于Aud=∞，而UO為有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，稱為“虛短”?！　。?）由于ri=∞，故流進運放兩個輸入端的電流可視為零，即IIB＝0，稱為“虛斷”。這說明運放對其前級吸取電流極小。上述兩個特性是分析理想運放應(yīng)用電路的基本原則，可簡化運放電路的計算?；具\算電路　　1) 反相比例運算電路電路如圖41所示。對于理想運放， 該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為為了減小輸入級偏置電流引起的運算誤差，在同相輸入端應(yīng)接入電阻R2＝R1 // RF。2) 反相加法電路電路如圖42所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 R3＝R1 // R2 // RF圖41 反相比例運算電路 圖42 反相加法運算電路　 3) 同相比例運算電路圖43(a)是同相比例運算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 R2＝R1 // RF當R1→∞時，UO＝Ui，即得到如圖43(b)所示的電壓跟隨器。圖中R2＝RF，用以減小漂移和起保護作用。一般RF取10KΩ， RF太小起不到保護作用，太大則影響跟隨性。(a) 同相比例運算電路 (b) 電壓跟隨器圖43 同相比例運算電路 　4) 差動放大電路（減法器）　　對于圖44所示的減法運算電路，當R1＝R2，R3＝RF時， 有如下關(guān)系式　　　　 　5) 積分運算電路反相積分電路如圖45所示。在理想化條件下，輸出電壓uO等于　　　　　式中　uC(o)是t＝0時刻電容C兩端的電壓值，即初始值。如果ui(t)是幅值為E的階躍電壓，并設(shè)uc(o)＝0，則即輸出電壓 uO(t)隨時間增長而線性下降。顯然RC的數(shù)值越大，達到給定的UO值所需的時間就越長。積分輸出電壓所能達到的最大值受集成運放最大輸出范圍的限值。圖44 減法運算電路 圖45 積分運算電路 　　在進行積分運算之前，首先應(yīng)對運放調(diào)零。為了便于調(diào)節(jié)，將圖中K1閉合，即通過電阻R2的負反饋作用幫助實現(xiàn)調(diào)零。但在完成調(diào)零后，應(yīng)將K1打開，以免因R2的接入造成積分誤差。K2的設(shè)置一方面為積分電容放電提供通路，同時可實現(xiàn)積分電容初始電壓uC(o)＝0，另一方面，可控制積分起始點，即在加入信號ui后， 只要K2一打開， 電容就將被恒流充電，電路也就開始進行積分運算。三、實