【正文】 　　2)　輸入電阻Ri的測(cè)量　　為了測(cè)量放大器的輸入電阻，按圖1－4 電路在被測(cè)放大器的輸入端與信號(hào)源之間串入一已知電阻R，在放大器正常工作的情況下， 用交流毫伏表測(cè)出US和Ui，則根據(jù)輸入電阻的定義可得 圖1－4 輸入、輸出電阻測(cè)量電路　　測(cè)量時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn):　?、?由于電阻R兩端沒有電路公共接地點(diǎn)，所以測(cè)量R兩端電壓 UR時(shí)必須分別測(cè)出US和Ui，然后按UR＝US－Ui求出UR值。　　3)　輸出電阻R0的測(cè)量　　按圖14電路，在放大器正常工作條件下，測(cè)出輸出端不接負(fù)載 RL的輸出電壓UO和接入負(fù)載后的輸出電壓UL，根據(jù) 即可求出　　 　　在測(cè)試中應(yīng)注意，必須保持RL接入前后輸入信號(hào)的大小不變。為此在放大器正常工作情況下，逐步增大輸入信號(hào)的幅度，并同時(shí)調(diào)節(jié)RW（改變靜態(tài)工作點(diǎn)），用示波器觀察uO，當(dāng)輸出波形同時(shí)出現(xiàn)削底和縮頂現(xiàn)象（如圖1－5）時(shí)，說明靜態(tài)工作點(diǎn)已調(diào)在交流負(fù)載線的中點(diǎn)?；蛴檬静ㄆ髦苯幼x出UOPP來。單管阻容耦合放大電路的幅頻特性曲線如圖1－6所示，Aum為中頻電壓放大倍數(shù)，通常規(guī)定電壓放大倍數(shù)隨頻率變化下降到中頻放大倍數(shù)的倍，則通頻帶　　fBW＝fH－fL放大器的幅率特性就是測(cè)量不同頻率信號(hào)時(shí)的電壓放大倍數(shù)AU。此外，在改變頻率時(shí)，要保持輸入信號(hào)的幅度不變，且輸出波形不得失真。已知信號(hào)頻率?O=2kHz，負(fù)載電阻RL=3．3kΩ，β自測(cè)(一般50β 100)，要求工作點(diǎn)穩(wěn)定，電壓放大倍數(shù)A。在測(cè)試中，要討論靜態(tài)工作點(diǎn)Q升高或降低對(duì)放大電路輸出波形的影響。已知Vcc：+12V，RL=3k12，U=10mV，信號(hào)源內(nèi)阻RS=6001Ω，要求工作點(diǎn)穩(wěn)定，電壓放大倍數(shù)AU40，輸入電阻Ri1kQ，輸出電阻R。在測(cè)試中，要討論負(fù)載變化對(duì)放大器性能的影響，及靜態(tài)工作點(diǎn) 3．設(shè)計(jì)選題C 設(shè)計(jì)一單級(jí)放大電路。3k1Ω，頻響20Hz～100kHz。四、要求 1．查閱有關(guān)資料，選定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，確定電路中所有元器件參數(shù)，并畫出電路原理圖，完成一份設(shè)計(jì)報(bào)告。 3．獨(dú)立完成電路的安裝和調(diào)整測(cè)試，并達(dá)到性能要求。 上述各點(diǎn)的具體要求詳見第一編。 (2)對(duì)電路進(jìn)行組裝 按照自己設(shè)計(jì)的電路，在面包板上插接元器件(有關(guān)介紹見第一編)或在有鉚釘?shù)耐ㄓ脤?shí)驗(yàn)電路板上焊接元件(有關(guān)焊接知識(shí)見第一編)。對(duì)電解電容應(yīng)注意正負(fù)極性，正極接高電位，負(fù)極接低電位，并且不要放在功率大的電阻旁邊，防止過熱融化。 安裝完畢后，應(yīng)對(duì)照電路圖仔細(xì)檢查，看是否有錯(cuò)接(焊)、漏接(焊)和虛接(焊)現(xiàn)象，并用三用表檢查底板上電源正負(fù)極之間有無短路現(xiàn)象，若有，應(yīng)迅速排除故障，否則不能進(jìn)行性能測(cè)試。經(jīng)過反復(fù)的調(diào)整和測(cè)量，使電路性能達(dá)到要求，最后通過測(cè)試獲得電路的各項(xiàng)主要性能指標(biāo)，以作為書寫總結(jié)報(bào)告的依據(jù)。如果有異?，F(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)立即切斷電源，檢查電路，排除故障，待故障排除后方可重新接通電源。在輸入特性上，IBQ、UBEQ確定了靜態(tài)工作點(diǎn)(忽略了UCE的影響)；在輸出特性上，靜態(tài)工作點(diǎn)由UCEQ、ICQ、IBQ來描述。第一，一般只測(cè)電壓而避免測(cè)電流，因測(cè)電流要斷開電路，而電流大小可以通過測(cè)電壓再把電流換算出來，例如需測(cè)ICQ ，只要把UE測(cè)出就可通過已知Re把ICQ求出，即ICQ≈IEQ =UE／Re。另外，為了在測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)減少外界的干擾，原則上應(yīng)使輸入端交流短路。其中應(yīng)首先調(diào)節(jié)Rb2使得UEQ為設(shè)計(jì)值，然后再測(cè)UBQ、UCQ,計(jì)算出集電極電流。示波器用于觀測(cè)放大器的輸入、輸出電壓波形，晶體管毫伏表用于測(cè)量放大器的輸入、輸出電壓。在電路的輸入端接入適當(dāng)幅度的信號(hào)，并沿著信號(hào)的流向，逐次檢測(cè)各有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)或電位，通過計(jì)算測(cè)量結(jié)果，估算電路性能指標(biāo)，然后進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使指標(biāo)達(dá)到要求。 總之，不論采用何種方法，都必須進(jìn)行綜合地考慮，通過實(shí)驗(yàn)調(diào)整修改電路參數(shù)，盡可能滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求。(4) 測(cè)試注意事項(xiàng)，熟悉其使用方法，避免由于儀器使用不當(dāng)，或儀器的性能達(dá)不到指標(biāo)要求。養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，不可急于求成，更不能沒有目的的亂調(diào)、亂測(cè)和亂改接線，甚至把電路拆掉重新安裝?！　×?、預(yù)習(xí)要求　　閱讀教材中有關(guān)單管放大電路的內(nèi)容并估算實(shí)驗(yàn)電路的性能指標(biāo)?！　?能否用直流電壓表直接測(cè)量晶體管的UBE？ 為什么實(shí)驗(yàn)中要采用測(cè)UB、UE，再間接算出UBE的方法？ 怎樣測(cè)量RB2阻值？　　當(dāng)調(diào)節(jié)偏置電阻RB2，使放大器輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時(shí)，晶體管的管壓降UCE怎樣變化？ 改變靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器的輸入電阻Ri有否影響？改變外接電阻RL對(duì)輸出電阻RO有否影響？ 在測(cè)試AV，Ri和RO時(shí)怎樣選擇輸入信號(hào)的大小和頻率？為什么信號(hào)頻率一般選1KHz，而不選100KHz或更高？ 測(cè)試中，如果將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、交流毫伏表、示波器中任一儀器的二個(gè)測(cè)試端子接線換位（即各儀器的接地端不再連在一起），將會(huì)出現(xiàn)什么問題？第二章　　運(yùn)算放大電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹　⊙芯坑杉蛇\(yùn)算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運(yùn)算電路的功能?！　《?shí)驗(yàn)原理　　集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。開環(huán)電壓增益　Aud=∞輸入阻抗　　　ri=∞輸出阻抗　　　ro=0帶寬 fBW=∞失調(diào)與漂移均為零等。即U+≈U－，稱為“虛短”。這說明運(yùn)放對(duì)其前級(jí)吸取電流極小?；具\(yùn)算電路　　1) 反相比例運(yùn)算電路電路如圖2－1所示。圖2－1 反相比例運(yùn)算電路 圖2－2 反相加法運(yùn)算電路　　2)　反相加法電路電路如圖2－2所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為 R3＝R1 // R2 // RF 3) 同相比例運(yùn)算電路圖2－3(a)是同相比例運(yùn)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(dāng)R1→∞時(shí)，UO＝Ui，即得到如圖2－3(b)所示的電壓跟隨器。一般RF取10KΩ， RF太小起不到保護(hù)作用，太大則影響跟隨性。在理想化條件下，輸出電壓uO等于　　　　　　　式中　uC(o)是t＝0時(shí)刻電容C兩端的電壓值，即初始值。顯然RC的數(shù)值越大，達(dá)到給定的UO值所需的時(shí)間就越長(zhǎng)?！　≡谶M(jìn)行積分運(yùn)算之前，首先應(yīng)對(duì)運(yùn)放調(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?！　∪?shí)驗(yàn)設(shè)備與器件　　177?！　∷摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容　　實(shí)驗(yàn)前要看清運(yùn)放組件各管腳的位置；切忌正、負(fù)電源極性接反和輸出端短路，否則將會(huì)損壞集成塊。12V電源，輸入端對(duì)地短路，進(jìn)行調(diào)零和消振。表21　Ui＝，f＝100HzUi（V）U0（V）ui波形uO波形AV實(shí)測(cè)值計(jì)算值　　同相比例運(yùn)算電路　　1) 按圖2－3(a)連接實(shí)驗(yàn)電路。 2) 將圖2－3(a)中的R1斷開，得圖2－3(b)電路重復(fù)內(nèi)容1)。調(diào)零和消振。實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意選擇合適的直流信號(hào)幅度以確保集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。圖2－6 簡(jiǎn)易可調(diào)直流信號(hào)源表23Ui1(V)Ui2(V)UO(V)　　減法運(yùn)算電路　　1) 按圖2－4連接實(shí)驗(yàn)電路。2) 采用直流輸入信號(hào)，實(shí)驗(yàn)步驟同內(nèi)容3，記入表2－4?！　?)　打開K2，閉合K1，對(duì)運(yùn)放輸出進(jìn)行調(diào)零。2) 預(yù)先調(diào)好直流輸入電壓Ui＝，接入實(shí)驗(yàn)電路，再打開K2，然后用直流電壓表測(cè)量輸出電壓UO，每隔5秒讀一次UO，記入表25，直到UO不繼續(xù)明顯增大為止?！　?將理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比較，分析產(chǎn)生誤差的原因?！　×?、預(yù)習(xí)要求　　 復(fù)習(xí)集成運(yùn)放線性應(yīng)用部分內(nèi)容，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路參數(shù)計(jì)算各電路輸出電壓的理論值。12V)時(shí)，｜Ui1｜的大小不應(yīng)超過多少伏？　　 在積分電路中，如R1＝100KΩ， C＝，求時(shí)間常數(shù)。　　二、實(shí)驗(yàn)原理　　負(fù)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(dòng)態(tài)指標(biāo)，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?！　∝?fù)反饋放大器有四種組態(tài)，即電壓串聯(lián)，電壓并聯(lián)，電流串聯(lián)，電流并聯(lián)。圖3－1為帶有負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大電路，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。主要性能指標(biāo)如下1) 閉環(huán)電壓放大倍數(shù) 　圖3－1 帶有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的兩級(jí)阻容耦合放大器　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)。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(shí)的電壓放大倍數(shù)　　本實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量基本放大器的動(dòng)態(tài)參數(shù)，怎樣實(shí)現(xiàn)無反饋而得到基本放大器呢？不能簡(jiǎn)單地?cái)嚅_反饋支路，而是要去掉反饋?zhàn)饔?，但又要把反饋網(wǎng)絡(luò)的影響（負(fù)載效應(yīng)）考慮到基本放大器中去。　　2)　在畫基本放大器的輸出回路時(shí)，由于輸入端是串聯(lián)負(fù)反饋，因此需將反饋放大器的輸入端（T1 管的射極）開路，此時(shí)（Rf＋RF1）相當(dāng)于并接在輸出端?！「鶕?jù)上述規(guī)律，就可得到所要求的如圖3－2所示的基本放大器?！　∷?、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容　　　測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)按圖4－1連接實(shí)驗(yàn)電路，取UCC＝＋12V，Ui＝0，用直流電壓表分別測(cè)量第一級(jí)、第二級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，記入表31?！　?)　測(cè)量中頻電壓放大倍數(shù)AV，輸入電阻Ri和輸出電阻RO。　表32 基本放大器US(mv)Ui(mv)UL(V)UO(V)AVRi(KΩ)RO(KΩ)負(fù)反饋放大器US(mv)Ui(mv)UL(V)UO(V)AVfRif(KΩ)ROf(KΩ)②保持US不變，斷開負(fù)載電阻RL（注意，Rf不要斷開），測(cè)量空載時(shí)的輸出電壓UO，記入表3－2。測(cè)試負(fù)反饋放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)　　將實(shí)驗(yàn)電路恢復(fù)為圖3－1的負(fù)反饋放大電路。表3－3基本放大器fL(KHz)fH(KHz)△f(KHz)負(fù)反饋放大器fLf(KHz)fHf(KHz)△ff(KHz) *觀察負(fù)反饋對(duì)非線性失真的改善　　1)實(shí)驗(yàn)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(hào)，輸出端接示波器，逐漸增大輸入信號(hào)的幅度，使輸出波形開始出現(xiàn)失真，記下此時(shí)的波形和輸出電壓的幅度?！　∥?、實(shí)驗(yàn)總結(jié)　　將基本放大器和負(fù)反饋放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)的實(shí)測(cè)值和理論估算值列表進(jìn)行比較?！　×?、預(yù)習(xí)要求　　復(fù)習(xí)教材中有關(guān)負(fù)反饋放大器的內(nèi)容?！　≡鯓影沿?fù)反饋放大器改接成基本放大器？為什么要把Rf并接在輸入和輸出端？　　估算基本放大器的AV，Ri和RO；估算負(fù)反饋放大器的AVf、Rif和ROf，并驗(yàn)算它們之間的關(guān)系?！　?學(xué)習(xí)波形發(fā)生器的調(diào)整和主要性能指標(biāo)的測(cè)試方法?！　?RC橋式正弦波振蕩器（文氏電橋振蕩器）圖4－1為RC橋式正弦波振蕩器。調(diào)節(jié)電位器RW，可以改變負(fù)反饋深度，以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。DD2采用硅管（溫度穩(wěn)定性好），且要求特性匹配，才能保證輸出波形正、負(fù)半周對(duì)稱。電路的振蕩頻率 　　起振的幅值條件 ≥2　 式中Rf＝RW＋R2＋（R3 // rD），rD — 二極管正向?qū)娮?。如不能起振，則說明負(fù)反饋太強(qiáng)，應(yīng)適當(dāng)加大Rf。改變選頻網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)C或 R，即可調(diào)節(jié)振蕩頻率。圖4－1 RC橋式正弦波振蕩器　　方波發(fā)生器由集成運(yùn)放構(gòu)成的方波發(fā)生器和三角波發(fā)生器，一般均包括比較器和RC積分器兩大部分。它的特點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，但三角波的線性度較差。電路振蕩頻率 　　　　　　　　　　　式中　R1＝R139。 R2＝R239。UZ三角波輸出幅值　調(diào)節(jié)電位器RW（即改變R2／R1），可以改變振蕩頻率，但三角波的幅值也隨之變化。圖4－2 方波發(fā)生器　　　三角波和方波發(fā)生器如把滯回比較器和積分器首尾相接形成正反饋閉環(huán)系統(tǒng)，如圖4－3 所示，則比較器A1輸出的方波經(jīng)積分器A2積分可得到三角波，三角波又觸發(fā)比較器自動(dòng)翻轉(zhuǎn)形成方波，這樣即可構(gòu)成三角波、方波發(fā)生器。由于采用運(yùn)放組成的積分電路，因此可實(shí)現(xiàn)恒流充電，使三角波線性大大改善。UZ　　三角波幅值　 　調(diào)節(jié)RW可以改變振蕩頻率，改變比值可調(diào)節(jié)三角波的幅值。12V直流電源　　 　　 　雙蹤示波器　　交流毫伏表　　 　　 　　 頻率計(jì)　　集成運(yùn)算放大器 μA7412 二極管 IN41482 穩(wěn)壓管 2CW2311 電阻器、電容器若干。　　1)　接通177。描繪uO的波形，記下臨界起振、正弦波輸出及失真情況下的RW值，分析負(fù)反饋強(qiáng)弱對(duì)起振條件及輸出波形的影響。3) 用示波器或頻率計(jì)測(cè)量振蕩頻率fO，然后在選頻網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)電阻R上并聯(lián)同一阻值電阻，觀察記錄振蕩頻率的變化情況， 并與理論值進(jìn)行比較。*5) RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)幅頻特性觀察將RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)與運(yùn)放斷開，由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器注入3V左右正弦信號(hào)，并用雙蹤示波器同時(shí)觀察RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)輸入、輸