模拟电子技术实验讲义

实验一 常用电子测量仪器的使用 ............................................................................................... 2 实验二 晶体管共射单管放大器 ................................................................................................... 9 实验三 晶体管两级放大器 ......................................................................................................... 14 实验四 负反馈放大器 ................................................................................................................. 16 实验五 差动放大器 ..................................................................................................................... 19 实验六 低频功率放大器 ............................................................................................................. 24 实验七 集成运算放大器的基本应用 ......................................................................................... 28 实验八 集成运算放大器的基本应用 ......................................................................................... 32 实验九 集成运算放大器的基本应用 ......................................................................................... 36 实验十 集成运算放大器的基本应用 ......................................................................................... 40 实验十一 串联稳压电路 ............................................................................................................. 44 实验十二 温度控制电路的调试（控温电路） ......................................................................... 48

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实验一 常用电子测量仪器的使用

一、实验目的：

1、掌握常用电子仪器的使用方法； 2、掌握电压、频率等的测量方法。 二、实验仪器及器材：

双踪示波器、信号发生器、数字万用表表、交流毫伏表等。 三、实验原理：

在电子技术实验里，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，最常用的电子仪器有：示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表、万用表等，如下图所示。（具体操作详见仪器使作说明书）

1、 示波器

1. 有关仪器的电路原理和使用方法请参阅有关内容及实验室所提供的仪器使用说明书。

2. 示波器上波形的显示和观察 (1) 扫描基线的显示

接通示波器的电源，打开电源开关，将示波器的输入探头短接，预热 约5 分钟后，依次调节辉度旋钮、垂直移位旋钮，即可在示波器的屏幕上观察到亮度适中的扫描基线。再调节示波器的聚焦旋钮，可使扫描基线更加清晰。

对于单踪示波器，只有一条扫描基线，对于双踪示波器可显示一条扫描基线，也可显示两条扫描基线。当需要观察的信号只有一个时，可将示波器的“垂直功能键”选在单通道的“通道 1 ”或“通道 2 ”。这时，屏幕上只显示通道 1 或通道 2 的扫描基线。当需要同时观测两个信号时，须将“垂直功能键”的“双通道”键按下，这时屏幕上将同时显示通道 1 和通道 2 的两根扫描基线。

一般正常使用的示波器，开机后在屏幕上会很快显示出扫描基线。如果开机约 5 分钟后，还没有扫描基线出现，可能是由于“辉度”旋钮开的太小或者“Y 移位”旋钮的位置偏离中间位置太远而使扫描基线移到屏幕的有效范围之外。这时，应试调“辉度”旋钮或“Y 移位”旋钮，找到扫描基线。

(2) 信号波形的显示 ① 信号的输入：在屏幕上观察到扫描基线后，就可以将被测信号通过示波器探头输

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入示波器，进行观察和测量。如果被测信号只有一个，则可以通过通道 1 的探头或通道 2 的探头将信号输入其中的一个通道。如果要同时观测两个被测信号，则需要将信号同时通过通道 1 和通道 2 的探头输入。

示波器的探头上有衰减开关，开关有“×1”和“×10”两档。开关打到“×1”档，表示输入信号不通过衰减而直接输入示波器。开关打到“×10”档，表示输入信号通过探头衰减 10 倍 ( 20dB )。一般采用“×1”档，在输入信号的幅度太大时，才采用“×10”档。

② 信号波形的稳定显示：当信号通过探头输入示波器后，一般情况下还不能马上显示一个稳定的信号。这时需要选择合适的“触发源”和“触发电平”才能使波形稳定。对双踪示波器而言，“触发源”一般有“通道 1 触发”、“通道 2 触发”、“交替触发”和“外触发”四种。当两个输入通道都有信号输入即双踪显示时，使用前三种触发方式的任意一种都可以得到稳定的波形显示。当只有一个通道 (例如通道 1 ) 有信号输入时，只能选择本通道触发 (例如“通道 1 触发”) 或“交替触发”。“触发源”选定以后，再调节“触发电平”旋钮，便会得到稳定的波形显示。

③ 信号波形的位置调节：配合调节“Y 移位”旋钮和“X 移位”旋钮可以使波形显示在屏幕的任意位置上。

④ 信号波形的幅度调节：调节示波器的“垂直灵敏度”(即 V / DIV ) 波段开关和“垂直灵敏度微调”旋钮，可以改变屏幕上波形的幅度。波段开关起“粗调”作用，微调旋钮起“细调”作用。通过二者的配合调节，可以在屏幕上得到任意幅度的波形。

⑤ 信号波形个数的调节：调节示波器的“扫描时间”(即 t / cm 或 TIME / DIV ) 波段开关和“扫描时间微调”旋钮，就可以改变屏幕上显示的波形的个数。通过二者的配合调节，就可以在屏幕上得到便于观察的几个信号波形。

3. 信号波形幅度的测量

通过对信号波形幅度的测量，可以得到信号所代表的电压值 (直接测得) 或电流值 (通过换算求得)。测量的方法和步骤是：

(1) 将“垂直灵敏度微调”旋钮置于校准 ( CAL ) 位置。

(2) 调节“垂直灵敏度”波段开关，使信号波形显示为便于测量的幅度 (即幅度不能太 大或太小)。

(3) 测量结果：被测信号的电压峰-峰值ＶP-P 等于波形在屏幕上垂直方向所占的格数ｎ与该通道的“垂直灵敏度”波段开关的指示值 V / DIV 以及探头衰减量Ｋ的乘积，即

VPPnV/DIVK 4. 正弦信号波形周期和频率的测量

对信号波形周期和频率的测量实际上都是对时间的测量。测量的方法和步骤是：

TntDIV(1) 将“水平扫描时间微调”旋钮置于校准 ( CAL ) 位置。 (2) 调节“扫描时间”波段开关，使在屏幕上显示几个便于测量的完整波形 ( 即不应太多、太少或不完整 )。

(3) 测量结果：信号的周期Ｔ就是屏幕上波形的两个峰值点或两个谷值点之间所对应的时间间隔。其值等于屏幕上该两点之间的波形在水平方向上所占的格数ｎ与“扫描时间”波段开关所指示的值 t / DIV 的乘积，即

信号的频率为周期的倒数，即

3

利用上述方法还可以测量波形上任意两点之间的时间间隔。

f1T

示波器的应用很广，它可以来测试各种周期性变化的电信号波形，可测量电信号的幅度、频率等。示波器的种类很多，本实验主要使用双踪示波器，其原理和使用详细参见相关资料，现着重指出以下几点： 1）寻找扫描光迹点

在开机半分钟后，如仍找不到光点，可调节亮度旋钮，并按下“寻迹”板键，从中判断光点位置，然后适当调节垂直（↓↑）和水平（ ）移位旋钮，将光点移至荧光屏的中心位置。

2）为显示稳定的波形，需注意示波器面板上的下列几个控制开关（或旋钮）的位置。 a、“扫描速率”开关（tdiv）——它的位置应根据被观察信号的周期来确定。 b、“触发源选择”开关（内、外）——通常选为内触发。 c、“内触发源选择”开关（拉YB）——通常置于常态（推进位置）些时对单一从YA或YB输入的信号均能同步，仅在需要双路同时显示时，为比较两个波形的相对位置，才将其置于拉出（拉YB）位置，此时触发信号仅取自YB，故仅对由YB输入的信号同步。 d、“触发方式”开关——通常可先置于“自动”位置，以必须同时调节电平旋钮，使波形稳定。

3）示波器有五种显示方式 属单踪显示有“YA”、“YB”、“YA＋YB”；属双踪显示有“交替”与“断续”。作双踪显示时，通常采用“交替”显示方式，仅当被观察信号频率很低时（如几十赫兹以下），为在一次扫描过程中同时显示两个波形，才采用“断续”显示方式。

4）在测量波形的幅度时，应注意Y轴灵敏度“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时钟旋到底）。在测量波形的周期时，应将扫描速率“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时钟旋到底）。

2、函数信号发生器

按需要可输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出信号幅度可连续调节，幅度可以调节到mV级，输出信号频率可进行调节，频范围较广，上限频率可达1MHZ以上。函数信号发生器作为信号源，实验箱自带的简易信号源精度有限，只能定性分析实验现象，在做实验时最好自备信号源。 3、 数字万用表

可测量直流交流电压，电流，电阻等功能任何万用表都可以，用数字万用表便于读数，由于本实验箱测量交流电压时一般万用表频率规格不能满足，故要用交流毫伏表。另外用万用表测电流时先估计电流的最大值，调节最大档来测量电流，以免烧坏表内的保险管，然后在测量时逐挡减少量程。 4、 交流毫伏表

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交流毫伏表只能工作在其频率范围内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置处，然后在测量逐挡减少量程。 交流毫伏表接通电源后，将输入端短接，进行调零，然后断开短路线，即可进行测量。 四、实验内容与步骤：

1、熟悉相关仪器面板、按钮及旋钮的名称和功能； 2、交流电压信号幅值的测量：

使低频信号发生器信号频率为1kHz、信号幅度为5V，适当选择示波器灵敏度选择开关“V/div”的位置，使示波器屏上能观察到完整而稳定的正弦波，则此时屏上纵向坐标表示每格的电压伏特数，根据被测波形在纵向调试所占格数便可读出电压的数值，将信号发生器的分贝衰减置于表1中要求的位置并其结果记入表中。

表1 幅度测量 输出衰减（dB） 0 －20 －40 －60 示波器V/div位置 峰峰波形高度（格） 峰峰电压V 电压有效值 注意：若使用10:1示波器探头时，应将探头本身的衰减量考虑进去。 3、交流信号频率的测量

将示波器扫描速率中的“微调”旋钮置于校准位置，在预先校正好的条件下，此时扫描速率开关“t/div”的刻度值表示屏幕横向坐标每格所表示的时间值。根据被测信号一个完整周期波形在横向所占的格数直接读出信号的周期，若要测量频率，只需将测得的周期求倒数即可。按表2所示频率，由信号发生器输出信号，用示波器测出周期并计算频率，将所测量结果与已知频率进行比较。 表2 周期测量

信号频率（kHz） 1 5 10 100 200 扫描速度（t/div） 一个周期占有水平格数 信号频率 4、用信号发生器分别输出幅度为1V、频率为1KHz及幅度为0.1V、频率为10KHz的正弦波、方波和三角波，用示波器观察输出信号的波形；用毫伏表测量其有效值，记录数据及波形。调节信号幅度为1V、频率为1KHz、占空比为30%的波形并记录。 5、调节以上波形占空比，观察测其变化范围。

说明使用示波器观察信号波形时，为达到下列要求应怎样进行调节：（1）波形清晰且亮度适中；（2）波形在荧光屏且大小适中；（3）波形完整；（4）波形稳定。 五、思考题：

1、总结用示波器测量信号幅度及周期的方法。 2、示波器和毫伏表读数的关系。

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6

示波器前面板说明 CRT显示屏

INTEN 3 FOCUS

24 TRACE ROTATION 6 POWER

33 FILTER

: 轨迹及光点亮度控制钮

: 轨迹聚焦调整钮

: 使水平轨迹与刻度线成平行的调整钮

: 电源主开关﹐压下此钮可接通电源﹐电源指示灯凸起时﹐则切断电源。

: 滤光镜片﹐可使波形易于观察。

5会发亮﹔再按一次﹐开关VERTICAL垂直偏向 7 22VOLTS/DIV : 垂直衰减选择钮﹐以此钮选择CH1及CH2的输入信号衰减幅度﹐范围为

5mV/DIV5V/DIV﹐共10檔。

1018 AC-GND-DC : 输入信号耦合选择按键组

AC : 垂直输入信号电容耦合，截止直流或极低频信号输入。

GND : 按下此键则隔离信号输入，并将垂直衰减器输入端接地，使之产生一个零电压参

考信号。

DC : 垂直输入信号直流耦合，AC与DC信号一齐输入放大器。

8 9 CH1(X)输入 21 VARIABLE

: CH1的垂直输入端﹔在X-Y模式中﹐为X轴的信号输入端。

: 灵敏度微制﹐至少可调到显示值的1/2.5。在CAL位置时﹐灵敏度即为档位

显示值。当此旋钮拉出时(×5 MAG 状态) ﹐垂直放大器灵敏度增加5倍。 : CH2的垂直输入端﹔在X-Y模式中﹐为Y轴的信号输入端。 : 轨迹及光点的垂直位置调整钮 : CH1及CH2选择垂直操作模式

CH1 : 设定本示波器以CH1单一频道方式工作。 CH2 : 设定本示波器以CH2单一频道方式工作。

20 CH2(Y)输入

11 19POSITION

14 VERT MODE

13 17CH1&CH2 DUAL : 设定本示波器以CH1及CH2双频道方式工作﹐此时并可切换ALT/CHOP模式来显示

两轨迹。

ADD : 用以显示CH1及CH2的相加信号﹔当CH2 INV键16为压下状态时﹐即可显示CH1

及CH2的相减信号。

: 调整垂直直流平衡点﹐详细调整部骤请参照4-11 DC BAL的调整。

: 当在双轨迹模式下﹐放开此键﹐则CH1&CH2以交替方式显示。(一般使用于较快速

之水平扫描文件位) 当在双轨迹模式下﹐按下此键﹐则CH1&CH2以切割方式显示。(一般使用于较慢速之水平扫描文件位)

: 此键按下时﹐CH2的讯号将会被反向。CH2输入讯号于ADD模式时﹐CH2触发截选讯号( Trigger Signal Pickoff )亦会被反向。

DC BAL.

12 ALT/CHOP

16 CH2 INV

TRIGGER触发

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26 SLOPE

25 EXT TRIG. IN

: 触发斜率选择键

 : 凸起时为正斜率触发﹐当信号正向通过触发准位时进行触发。  : 压下时为负斜率触发﹐当信号负向通过触发准位时进行触发。

: TRIG. IN输入端子﹐可输入外部触发信号。欲用此端子时﹐须先将SOURCE选择器23置于EXT位置。

: 触发源交替设定键﹐当VERT MODE选择器14在DUAL或ADD位置﹐且SOURCE选择器23置于CH1或CH2位置时﹐按下此键﹐本仪器即会自动设定CH1与CH2的输入信号以交替方式轮流作为内部触发信号源。 : 内部触发源信号及外部EXT TRIG. IN输入信号选择器。

CH1 : 当VERT MODE选择器14在DUAL或ADD位置时﹐以CH1输入端的信号作为内部触

27TRIG. ALT 23 SOURCE

发源。

CH2 : 当VERT MODE选择器14在DUAL或ADD位置时﹐以CH2输入端的信号作为内部触

发源。

LINE : 将AC电源线频率作为触发信号。

EXT : 将TRIG. IN端子输入的信号作为外部触发信号源。

25 TRIGGER MODE

: 触发模式选择开关

AUTO : 当没有触发信号或触发信号的频率小于25Hz时﹐扫描会自动产生。 NORM : 当没有触发信号时﹐扫描将处于预备状态﹐屏幕上不会显示任何轨

迹。本功能主要用于观察25Hz之信号。

TV-V : 用于观测电视讯号之垂直画面讯号。 TV-H : 用于观测电视讯号之水平画面讯号。

28 LEVEL

: 触发准位调整钮﹐旋转此钮以同步波形﹐并设定该波形的起始点。将旋钮向 “”方向旋转﹐触发准位会向上移；将旋钮向 “” 方向旋转，则触发准位向下移。

: 扫描时间选择钮﹐扫描范围从0.2µS/DIV到0.5µS/DIV共20个档位。

X-Y:设定为X-Y模式。

水平偏向

29TIME/DIV 30 SWP. VAR

: 扫描时间的可变控制旋钮﹐若按下SWP. UNCAL键19﹐并旋转此控制钮﹐扫描时间可延长至少为指示数值的2.5倍﹔该键若未压下时﹐则指示数值将被校准。 : 水平放大键﹐按下此键可将扫描放大10倍。 : 轨迹及光点的水平位置调整钮

31 10 MAG 32 POSITION 其它功能 1 CAL(2Vp-p) : 此端子会输出一个2Vp-p, 1kHz的方波, 用以校正测试棒及检查垂直偏向的灵敏度。 15 GND : 本示波器接地端子

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实验二 晶体管共射单管放大器

一、实验目的

1．掌握放大器静态工作点的调试方法，学会分析静态工作点对放大器性能的影响。 2．掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。

3．熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。 二、实验仪器

1．双踪示波器 2．万用表

3．交流毫伏表 4．信号发生器 三、实验原理

图2-1 单级阻容耦合晶体管放大器实验电路

图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB2和RB1组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，以稳定放大器的静态工作点。当在放大器的输入端加入输入信号Ui后，在放大器的输出端便可得到一个与Ui相位相反，幅值被放大了的输出信号U0，从而实现了电压放大。

在图2-1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T的基极电流IB时（一般5~10倍），则它的静态工作点可用下式估算，UCC为供电电源，此为+12V。

UBRB1UCC （2-1）

RB1RB2IE

UBUBEIC （2-2） RE9

UCEUCCIC(RCRE) （2-3）

电压放大倍数

AVRCRLrbe （2-4）

输入电阻 RiRB1RB2rbe （2-5） 输出电阻 R0RC （2-6） 放大器静态工作点的测量与调试

1）静态工作点的测量

测量放大器的静态工作点，应在输入信号Ui=0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的数字万用表，分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压，

U然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用ICIEE算出IC（也可根据

REUUCICCC，由UC确定IC），同时也能算出UBEUBUE,UCEUCUE。

RC2）静态工作点的调试

放大器静态工作点的调试是指对三极管集电极电流IC（或UCE）调整与测试。

静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大的影响。如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uO的负半周将被削底，如图2-2（a）所示，如工作点偏低则易产生截止失真，即uO的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2-2（b）所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的ui，检查输出电压uO的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。

(a)饱和失真 (b)截止失真

图2-2 静态工作点对U0波形失真的影响

改变电路参数UCC，RC，RB（RB1，RB2）都会引起静态工作点的变化，如图2-3所示，但通常多采用调节偏电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。

最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切的说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如须满足较大信号的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

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图2-3 电路参数对静态工作点的影响 2. 放大器动态指标测试

放大器动态指标测试包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。

1）电压放大倍数AV的测量

调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压ui，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值Ui和Uo，则

AV=

UO （2-7） Ui2）输入电阻Ri的测量

为了测量放大器的输入电阻，按图2-4电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻R，在放大器正常工作的情况下，用交流毫伏表测出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得

Ri=

UiUiUiR （2-8） ==

IiURUSUiR测量时应注意

① 测量R两端电压UR时必须分别测出US和Ui，然后按UR=US-Ui求出UR值。 ② 电阻R的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与Ri为同一数量级为好，本实验可取R=1～2KΩ。

3）输出电阻RO的测量

按图2-4电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载RL的输出电压UO和接入负载后输出电压UL，根据

UL=

即可求出RO

RO=（

UO1）RL （2-10） ULRLUO （2-9）

RORL在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。

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图2-4 输入、输出电阻测量电路

4）最大不失真输出电压UOPP的测量（最大动态范围） 如上所述，为了得到最大动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节RW（改变静态工作点），用示波器观察uo，当输出波形同时出现削底和缩顶现象（如图2-5）时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出U（，则动态范围等于22UO。O有效值）或用示波器直接读出UOPP来。

图2-5 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真 5）放大器频率特性的测量

放大器的频率特性是指放大器的电压放大倍数AV与输入信号频率f之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图2-6所示：

图2-6 幅频特性曲线 Avm为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的1/2倍，即0.707Avm所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带 fBW=fH-fL （2-11）

放大器的幅频特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AV。为此可采用前述测AV的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时要注意取点要恰当，在低频段与高频段要多测几点，在中频可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不能失真。

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三、实验内容

1．连线

在实验箱的晶体管系列模块中，按图2-1所示连接电路：DTP5作为信号Ui的输入端，DTP4（电容的正级）连接到DTP26（三极管基极），DTP26连接到DTP57，DTP63连接到DTP（或任何GND），DTP26连接到DTP47（或任何10K电阻），再由DTP48连接到100K电位器（RW）的“1”端，“2”端和“3”端相连连接到DTP31，DTP27（三极管射极）连接到DTP51，DTP27连接到DTP59（或DTP60），DTP24连接到DTP32（或DTP33），DTP25先不接开路，最后把电源部分的+12V连接到DTP31。

注：后续实验电路的组成都是这样按指导书提供的原理图在实验箱相应模块中进行连线，把分立元件组合在一起构成实验电路。

2．测量静态工作点

静态工作点测量条件：输入接地即使Ui=0. 在步骤1连线基础上，DTP5接地（即Ui=0），打开直流开关，调节RW，使IC=2.0mA（即UE=2.4V），用万用表测量UB、UE、UC、RB2值。记入表2-1。

表2-1 IC=2.0mA 测 量 值 计 算 值 UB（V） UE（V） UC（V） RB2（KΩ） UB（ UCE（V） IC（mA） EV） 3．测量电压放大倍数 调节一个频率为1KHz、峰峰值为50mV的正弦波作为输入信号Ui 。断开DTP5接地的线，把输入信号连接到DTP5，同时用双踪示波器观察放大器输入电压Ui（DTP5处）和输出电压Uo（DTP25处）的波形，在Uo波形不失真的条件下用毫伏表测量下述三种情况下(1.不变实验电路时；2.把DTP32和DTP33用连接线相连时；3.断开DTP32和DTP33连接线，DTP25连接到DTP52时)的Uo值（DTP25处），并用双踪示波器观察Uo和Ui的相位关系，记入表2-2。

表2-2 IC=2.0mA Ui= mV （有效值）

RC（KΩ） RL（KΩ） U（ AV 观察记录一组U0和Ui波形 0V）2.4 ∞ 1.2 ∞ 2.4 2.4 注意：由于晶体管元件参数的分散性，定量分析时所给Ui为50mV不一定适合，具体情况需要根据实际给适当的Ui值，以后不再说明。由于Uo所测的值为有效值，故峰峰值Ui需要转化为有效值或用毫伏表测得的Ui来计算AV值。切记万用表、毫伏表测量都是有效值，而示波器观察的都是峰峰值。 4．观察静态工作点对电压放大倍数的影响 在步骤3的RC=2.4KΩ，RL= ∞连线条件下，调节一个频率为1KHz、峰峰值为50mV的正弦波作为输入信号Ui连到DTP5。调节RW，用示波器监视输出电压波形，在uo不失真的条件下，测量数组IC和UO的值，记入表2-3。测量IC时，要使Ui=0（断开输入信号Ui，DTP5接地）。

表2-3 RC=2.4KΩ RL= ∞ Ui= mV（有效值） IC(mA) 2.0 U0(V) AV

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实验三 晶体管两级放大器

一、实验目的

1．掌握两级阻容放大器的静态分析和动态分析方法。 2． 加深理大电路各项性能指标。 二、实验仪器 1．双踪示波器 3．万用表 3．交流毫伏表 4．信号发生器 三、实验原理

实验电路图如下所示：

图3-1 两级放大电路实验电路图

1．阻容耦合因有隔直作用，故各级静态工作点互相，只要按实验二分析方法，一级一级地计算就可以了。 2．两级放大电路的动态分析

1)中频电压放大倍数的估算

AA1A2 （3-1）

单管基本共射电路电压放大倍数的公式如下：

'RL单管共射Arbe(1)Re(32)

',不仅是本级电路输出端的等效电阻，还应包含下级 要特别注意的是，公式中的RL电路等效至输入端的电阻，即前一级输出端往后看总的等效电阻。

2）输入电阻的估算

两级放大电路的输入电阻一般来说就是输入级电路的输入电阻，即： RiRi1 （3-5）

3) 输出电阻的估算

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两级放大电路的输出电阻一般来说就是输出级电路的输出电阻，即： RoRo2 （3-6） 3．两级放大电路的频率响应

1）幅频特性

已知两级放大电路总的电压放大倍数是各级放大电路放大倍数的乘积，则其对数幅频特性便是各级对数幅频特性之和，即：

|20lg|A|20lg|A| （3-7） 20lg|A122） 相频特性

两级放大电路总的相位为各级放大电路相位移之和，即

12 （3-8） 四、实验内容

1．在实验箱的晶体管系列模块中，按图3-1所示正确连接电路，Ui、Uo悬空，接入+12V电源。

2．测量静态工作点

在步骤1连线基础上，在Ui=0情况下，打开直流开关，第一级静态工作点已固定，可以直接测量。调节100K电位器使第二级的IC2=1.0mA（即UE2=0.43V），用万用表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表3-1。

表3-1 UB(V) UE(V) UC(V) IC(mA) 第一级 第二级 3．测试两级放大器的各项性能指标 调节一个频率为1KHz、峰峰值为50mV的正弦波作为输入信号Ui 。用示波器观察放大器输出电压Uo的波形，在不失真的情况下用毫伏表测量出Ui、U0，算出两级放大器的倍数，输出电阻和输入电阻的测量按实验二方法测得，U01 与U02分别为第一级电压输出与第二级电压输出。AV1为第一级电压放大倍数，AV2（U02/U01）为第二级电压放大倍数，AV为整个电压放大倍数，根据接入的不同负载测量性能指标记入表3-2。

表3-2 Ui(mV) U01(V) U02(V) U0(V) AV1 AV2 AV Ri(KΩ) R0(KΩ) 负载 RL=∞ RL=10K 4．测量频率特性曲线 保持输入信号Ui的幅度不变，改变信号源频率f，逐点测出RL=10K时相应的输出电压UO，用双踪示波器观察U0与Ui的相位关系，自作表记录数据。为了频率f取值合适，可先粗测一下，找出中频范围，然后再仔细读数。

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实验四 负反馈放大器

一、实验目的

1．通过实验了解串联电压负反馈对放大器性能的改善。 2．了解负反馈放大器各项技术指标的测试方法。 2．掌握负反馈放大电路频率特性的测量方法。 二、实验仪器 1．双踪示波器 2．万用表

3．模电实验箱 4．信号发生器 三、实验原理

图4-1 负反馈放大器实验电路图

图4-1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过Rf把输出电压Uo引回到输入端，加在晶体管T1的发射极上，在发射极电阻RF1上形成反馈电压Uf。根据反馈网络从基本放大器输出端取样方式的不同，可知它属于电压串联负反馈。基本理论知识参考课本。电压串联负反馈对放大器性能的影响主要有以下几点：

1．负反馈使放大器的放大倍数降低，AVf的表达式为：

AVf=

AV （4-1）

1AVFV从式中可见，加上负反馈后，AVf比AV降低了（1+AVFV）倍，并且|1+AVFV|愈大，放大倍数降低愈多。深度反馈时， AVf

1 （4-1） FV16

2． 反馈系数 FV=

RF1 （4-3）

RfRF13．负反馈改变放大器的输入电阻与输出电阻

负反馈对放大器输入阻抗和输出阻抗的影响比较复杂。不同的反馈形式，对阻抗的影响不一样。一般并联负反馈能降低输入阻抗；而串联负反馈则提高输入阻抗，电压负反馈使输出阻抗降低；电流负反馈使输出阻抗升高。

输入电阻：Rif =（1+AVFV）Ri （4-4）

输出电阻 Rof=

RO （4-5）

1AVFV4．负反馈扩展了放大器的通频带

引入负反馈后，放大器的上限频率与下限频率的表达式分别为： fHf(1AVFV)fH (4-6) fLf1fL (4-7)

1AVFV(fHffLf) (4-8)

BWfHffLffHf可见，引入负反馈后，fHf向高端扩展了（1+AVFV）倍，fLf向低端扩展了（1+AVFV）倍，使通频带加宽。

5．负反馈提高了放大倍数的稳定性。 当反馈深度一定时，有

dAVfAVfdA1V (4-9)

1AVFVAVdAVfAVf可见引入负反馈后，放大器闭环放大倍数AVf的相对变化量

比开环放大倍数的

相对变化量

dAV减少了（1+AVFV）倍，即闭环增益的稳定性提高了（1+AVFV）倍。 AV四、实验内容

1．按图4-1正确连接线路，K先断开即反馈网络（Rf+Cf）先不接入。 2．测量静态工作点

打开直流开关，使US=0，第一级静态工作点已固定，可以直接测量。调节100K电位器使第二级的IC2=1.0mA（即UE2=0.43V），用万用表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表4-1。

表4-1 UB(V) UE(V) UC(V) IC(mA) 第一级 第二级

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3. 测试基本放大器的各项性能指标

调节一个频率为1KHz、峰峰值为50mV的正弦波作为输入信号Ui 。用示波器观察放大器输出电压Uo的波形，在不失真的情况下用毫伏表测量出Ui、U0，算出两级放大器的倍数，输出电阻和输入电阻的测量按实验二方法测得，U01 与U02分别为第一级电压输出与第二级电压输出。AV1为第一级电压放大倍数，AV2（U02/U01）为第二级电压放大倍数，AV为整个电压放大倍数，根据接入的不同负载测量性能指标记入表4-2。

表4-2 负载 Ui(mV) U01(V) U02(V) U0(V) AV1 AV2 AV Ri(KΩ) R0(KΩ) RL=∞ RL=2.7K 4. 测试负反馈放大器的各项性能指标

在接入负反馈支路Rf=1K的情况下，测量负反馈放大器的Avf、Rif、Rof及fHf和fLf值并将其值填入表4-3中，输入信号频率为1KHz，Ui的峰峰值为50mV。

表4-3 数值 US Ui U0 AV Ri R0 fH fL K (m(mV(V(KΩ(KΩ(KHz) (Hz) V) ) ) ) ) 基本放大器 RL=∞ （K断开） RL=2.7 K 负反馈放大RL=∞ 器 RL=2.7 （K闭合） K 注：测量值都应统一为有效值的方式计算，绝不可将峰峰值和有效值混算，示波器所测

量的为峰峰值，万用表和毫伏表所测量的为有效值。测fH和fL时，输入Ui=50mV，f=1KHz的交流信号，测得中频时的U0值，然后改变信号源的频率，先f增加，使U0值降到中频时的0.707倍，但要保持Ui=50mV不变，此时输入信号的频率即为fH，降低频率，使U0值降到中频时的0.707倍，此时输入信号的频率即为fL。

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实验五 差动放大器

一、实验目的

1．加深理解差动放大器的工作原理，电路特点和抑制零漂的方法。 2．学习差动放大电路静态工作点的测试方法。

3．学习差动放大器的差模、共模放大倍数、共模抑制比的测量方法。 二、实验仪器 1．双踪示波器 2．万用表

3．模电实验箱 4．信号发生器 三、实验原理

图7-1 恒流源差动放大器

图7-1所示电路为具有恒流源的差动放大器，其中晶体管T1、T2称为差分对管，它与电阻RB1、RB2、RC1、RC2及电位器RW1共同组成差动放大的基本电路。其中RB1=RB2，RC1=RC2，RW1为调零电位器，若电路完全对称，静态时，RW1应处为中点位置，若电路不对称，应调节RW1，使U01、U02两端静态时的电位相等。

晶体管T3、T4与电阻RE3、RE4、R和RW2共同组成镜像恒流源电路，为差动放大器提供恒定电流I0。要求T3、T4为差分对管。R1和R2为均衡电阻，且R1=R2，给差动放大器提供对称的差模输入信号。由于电路参数完全对称，当外界温度变化，或电源电压波动时，对电路的影响是一样的，因此差动放大器能有效的抑制零点漂移。

1．差动放大电路的输入输出方式

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如图7-1所示电路，根据输入信号和输出信号的不同方式可以有四种连接方式。即：(1)双端输入—双端输出 将差模信号加在US1、US2两端，输出取自U01、U02两端。 (2)双端输入—单端输出 将差模信号加在US1、US2两端，输出取自U01或U02到地

的信号。

(3)单端输入—双端输出 将差模信号加在US1上，US2接地（或US1接地而信号加在

US2上），输出取自U01、U02两端。

(4)单端输入—单端输出 将差模信号加在US1上，US2接地（或US1接地而信号加在

US2上），输出取自U01或U02到地的信号。

连接方式不同，电路的性能参数不同。 2．静态工作点的计算

静态时差动放大器的输入端不加信号，由恒流源电路得 IR2IB4IC42IC4IC4IC4I0 （5-1）

I0为IR的镜像电流。由电路可得 I0IRVEE0.7V （5-2）

(RRW2)RE4由上式可见I0主要由-VEE（-12V）及电阻R、RW2、RE4决定，与晶体管的特性参数无关。

差动放大器中的T1、T2参数对称，则

IC1=IC2=I0/2 （5-3）

VC1VC2VCCIC1RC1VCCI0RC1 （5-4） 2hie300(1hfe)26mV26mV300(1hfe) （5-5） ImAI0/2mA 由此可见，差动放大器的工作点，主要由镜像恒流源I0决定。

3．差动放大器的重要指标计算 (1)差模放大倍数AVd 由分析可知，差动放大器在单端输入或双端输入，它们的差模电压增益相同。但是，要根据双端输出和单端输出分别计算。在此分析双端输入，单端输入自己分析。

设差动放大器的两个输入端输入两个大小相等，极性相反的信号Vid=Vid1-Vid2。 双端输入—双端输出时，差动放大器的差模电压增益为 AVdVVVod2odod1AViVidVid1Vid2'hfeRLRW1RB1hie(1hfe)2 （5-6）

' 式中RLRC||RL。AVi为单管电压增益。 2 双端输入—单端输出时，电压增益为

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AVd1VV1Od1Od1AViVid2Vid12'hfeRLRW12(RB1hie(1hfe))2 （5-7）

'RC||RL。 式中RL （2）共模放大倍数AVC

设差动放大器的两个输入端同时加上两个大小相等，极性相同的信号即Vic=Vi1=Vi2.

单端输出的差模电压增益 AVC1VV0C10C2AVC2ViCViC''hfeRLRL（5-8） 'RW12ReRB1hie(1hfe)(1hfe)Re'2 式中Re'为恒流源的交流等效电阻。即

hfe3RE31(1) （5-9） Rhoe3hie3RE3RB'e hie3300(1hfe)26mV （5-10） IE3mA RB(RRW2)//RE4 （5-11） 由于

1hoe3'一般为几百千欧，所以Re'RL

则共模电压增益AVC〈1，在单端输出时，共模信号得到了抑制。

双端输出时，在电路完全对称情况下，则输出电压A0C1=VOC2，共模增益为 AVCV0c1V0c10 （5-12）

ViC 上式说明，双单端输出时，对零点漂移，电源波动等干扰信号有很强的抑制能力。 注：如果电路的对称性很好，恒流源恒定不变，则U01与U02的值近似为零，示波器观

测U01与U02的波形近似于一条水平直线。共模放大倍数近似为零，则共模抑制比KCMR为无穷大。如果电路的对称性不好，或恒流源不恒定，则U01、U02为一对大小相等极性相反的正弦波（示波器幅度调节到最低档），用长尾式差动放大电路可观察到U01、U02分别为正弦波，实际上对管参数不一致，受信号频率与对管内部容性的影响，大小和相位可能有出入，但不影响正弦波的出现。 （3）共模抑制比KCMR

差动放大电器性能的优劣常用共模抑制比KCMR来衡量，即：

KCMRAVdA或 KCMR20lgd（dB） （5-13） AVCAC 21

单端输出时，共模抑制比为： KCMRAVd1AVChfeRe'RW1RB1hie(1hfe)2 （5-14）

双端输出时，共模抑制比为：

KCMRAVd （5-15） AVC三、实验内容

1．参考本实验所附差动放大模块元件分布图，对照实验原理图图7-1所示正确连接原理图：从FTP16连接到电位器RW2（10K）的一端，另一端接地，FTP12接到CTP52，FTP8接入CTP54，CTP53接地，FTP11连接FTP14，FTP1接+12V电源，FTP15接-12V电源，这样实验电路连接完毕。

2．调整静态工作点

打开直流开关，不加输入信号，将输入端US1、US2两点对地短路，调节恒流源电路的RW2，使I0=1mA，即I0=2VRC1/RC1。再用万用表直流档测量差分对管T1、T2的集电极的电压VC1、VC2，如果VC1 C2≠0应调整RW1使满足VC1 C2=0。

3．测量差模放大倍数AVd

将US2端接地，从US1端输入示数Vid =200mV（峰峰值）、f=1KHz的差模信号，先用示波器测量Vid， 再用示波器分别测出双端输出差模电压Vod（Uo1-Uo2）和单端输出电压Vod1(Uo1)、Vod2(Uo2) (Vod的测量方法：用两个探头，分别测Vod1、Vod2的波形，微调档相同，按下示波器Y2反相按键，在显示方式中选择叠加方式即可得到所测的差分波形)。并计算出差模双端输出的放大倍数Avd和单端输出的差模放大倍数AVd1或Avd2。记入表一中。 4．测量共模放大倍数AVC

将输入端US1、US2两点连接在一起，R1与R2从电路中断开，从US1端输入示数10V（峰峰值），f=1KHz的共模信号，用毫伏表分别测量T1、T2两管集电极对地的共模输出电压UOC1和UOC2且用示波器观察他们的波形，则双端输出的共模电压为UOC=UOC1-UOC2，并计算出单端输出的共模放大倍数AVC1（或AVC2）和双端输出的共模放大倍数AVC。

5．根据以上测量结果，分别计算双端输出，和单端输出共模抑制比。即KCMR（单）和KCMR（双）。

表一： 测量差模Uo1（Uo2） AVd1（Avd2） Uo1-Uo2 Avd Vid 单端双端放大倍数输出 输出 AVd 测量共模UOC1（UOC） AVC1（AVC2） UOC AVC ViC 单端双端放大倍数输出 输出 AVC 共模抑制KCMR（单）＝ KCMR（双）＝ 比

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6．用一固定电阻RE=10KΩ代替恒流源电路，即将RE接在-VEE和RW1中间触点插孔之间组成长尾式差动放大电路，重复步骤3、4、5，将结果填入表二中，并与恒流源电路相比较。

表二： 测量差模Uo1（Uo2） AVd1（Avd2） Uo1-Uo2 Avd Vid 单端双端放大倍数输出 输出 AVd 测量共模UOC1（UOC） AVC1（AVC2） UOC AVC ViC 单端双端放大倍数输出 输出 AVC 共模抑制KCMR（单）＝ KCMR（双）＝ 比

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实验六 低频功率放大器 ----OTL功率放大器

一、 实验目的

1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。 2．加深理解OTL电路静态工作点的调整方法。 3．学会OTL电路调试及主要性能指标的测试方法。 二、实验仪器

1、双踪示波器

2、万用表

3、交流毫伏表 4、信号发生器 5、模电实验箱 三、实验原理

图6-1 OTL功率放大器实验电路

图6-1所示为OTL低频功率放大器。其中由晶体三极管T1组成推动级（也称前置放大级），T2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管子都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T1管工作于甲类状态，它的集电极电流IC1由电位器RW1进行调节。IC1的一部分流经电位器RW2及二极管D，给T2、T3提供偏压。调节RW2，可

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以使T2、T3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。静态时要

1求输出端中点A的电位UAUCC，可以通过调节RW1来实现，又由于RW1的一端接在

2A点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

当输入正弦交流信号Ui时，经T1放大、倒相后同时作用于T2、T3的基极，Ui的负半周使T2管导通（T3管截止），有电流通过负载RL（用嗽叭作为负载RL，嗽叭接线如下：

只要把输出Uo用连接线连接到插孔LMTP即可），同时向电容C0充电，在Ui的正半周，T3导通（T2截止），则已充好电的电容器C0起着电源的作用，通过负载RL放电，这样在RL上就得到完整的正弦波。

C2和R构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。由于信号源输出阻抗不同，输入信号源受OTL功率放大电路的输入阻抗影响而可能失真，R0作为失真时的输入匹配电阻。调节电位器RW2时影响到静态工作点A点的电位，故调节静态工作点采用动态调节方法。为了得到尽可能大的输出功率，晶体管一般工作在接近临界参数的状态，如ICM，U（BR）CEO和PCM，这样工作时晶体管极易发热，有条件的话晶体管有时还要采用散热措施，由于三极管参数易受温度影响，在温度变化的情况下三极管的静态工作点也跟随着变化，这样定量分析电路时所测数据存在一定的误差，我们用动态调节方法来调节静态工作点，受三极管对温度的敏感性影响所测电路电流是个变化量，我们尽量在变化缓慢时读数作为定量分析的数据来减小误差。 OTL电路的主要性能指标：

1．最大不失真输出功率Pom

21UCC理想情况下Pom，在实验中可通过测量RL两端的电压有效值，来求得实际

8RLU02的Pom （10-1）

RL2．效率η

Pom100% （10-2） PE PE—直流电源供给的平均功率

理想情况下ηmax＝78.5%。在实验中，可测量电源供给的平均电流Idc（多测几次I取其平均值），从而求得 PEUCCIdc （10-3） 负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了。 ３．频率响应

详见实验三有关部分内容 ４．输入灵敏度

输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号Ｕi之值。 四、实验内容

１．连线

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按图6-1正确连接实验电路（两个电位器需要连接，其中A点在实验箱功率放大模块中标为结点了，实际上LTP2到LTP5为一根导线，LTP4和LTP5、LTP6和LTP5之间都有一个大小为2.2Ω的电阻连接，注意实验箱表面原理图未画出。在做实验需要把LTP5连接差动放大模块处470uF电容的正极）。电源进线中串入直流毫安表（若无直流毫安表可用数字万用表代替测电流I）。输出先开路。

2．静态工作点的测试

用动态调试法调节静态工作点，先使RW2＝0，Us接地，打开直流开关，调节电位

1器RW1，用万用表测量Ａ点电位，使UAUCC。再断开Us接地线，输入端接入频率为

2f=1KHZ、峰峰值为50mV的正弦信号作为Us，逐渐加大输入信号的幅值，用示波器观察输出波形，此时，输出波形有可能出现交越失真（注意：没有饱和和截止失真），缓慢

1增大RW2，由于RW2调节影响A点电位，故需调节RW1，使UAUCC（在Us=0的情况

2下测量）。从减小交越失真角度而言，应适当加大输出极静态电流IC2及IC3，但该电流过大，会使效率降低，所以通过调节RW2一般以50mA左右为宜即测量LTP4和LTP5，或

1LTP6和LTP5之间的电压为110mV左右为宜。通过调节RW1使UAUCC（在Us=0的情

2况下测量）。若观察无交越失真（注意：没有饱和和截止失真）时，停止调节RW2和RW1，恢复Us=0，测量各级静态工作点（在IC2、IC3变化缓慢的情况下测量静态工作点），记入表6-1。

表6-1 IC2=IC3= mA UA=2.5V UB(V) UC(V) UE(V) T1 T2 T3 注意：①在调整RW2时，一是要注意旋转方向，不要调得过大，更不能开路，以免损坏输出管。

②输出管静态电流调好，如无特殊情况，不得随意旋动RW2的位置。

③在IC2、IC3受温度变化缓慢的情况下测量静态工作点（通过测量LTP4和LTP5，或LTP6和LTP5之间的电压除以2.2Ω来计算IC2、IC3）

２．最大输出功率Pom和效率η的测试 1）测量Pom

输入端接f=1KHz、50mV的正弦信号Ｕs，输出端接上嗽叭即RL，用示波器观察输出电压Ｕ0波形。逐渐增大Ui,使输出电压达到最大不失真输出，用交流毫伏表测出负载RL上的电压Uom，则用下面公式计算出Pom。

Pom2Uom RL2）测量η

当输出电压为最大不失真输出时，在Us=0情况下，用直流毫安表测量电源供给的平均电流Idc（多测几次I取其平均值）读出表中的电流值，此电流即为直流电源供给的平均电流Idc（有一定误差），由此可近似求得PE=UccIdc，再根据上面测得的Pom，即可求

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出Pom。 PE３．输入灵敏度测试

根据输入灵敏度的定义，在步骤2基础上，只要测出输出功率Po=Pom时（最大不失真输出情况）的输入电压值Ui即可。

４．频率响应的测试

测试方法同实验二。记入表10-2。

表6-2 Ui= mV fL fo fH f(Hz) Uo(V) Av 1000 在测试时，为保证电路的安全，应在较低电压下进行，通常取输入信号为输入灵敏度的50％。在整个测试过程中，应保持Ui为恒定值，且输出波形不得失真。

五、思考题

1、测量结果与理论分析的误差来源分析。

2、为什么引入自举电路能够扩大输出电压的动态范围？ 3、交越失真产生的原因是什么？怎样克服交越失真？

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实验七 集成运算放大器的基本应用

—— 模拟运算电路

一、实验目的

1. 研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。 2. 了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验仪器

1．双踪示波器 2．万用表

3．模电实验箱 4．信号发生器 三、实验原理

在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数、指数等模拟运算电路。

1）反相比例运算电路

电路如图6-1所示。对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为

UORFUi （6-1） R1

图6-1 反相比例运算电路

为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2=R1∥RF。 2）反相加法电路

图6-2 反相加法运算电路

电路如图6-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为

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UO(RFRUi1FUi2) R3=R1∥R2∥RF （6-2） R1R23）同相比例运算电路

图6-3（a）是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为 UO(1RF)Ui R2=R1∥RF （6-3） R1当R1→∞时，UO=Ui，即得到如图6-3（b）所示的电压跟随器。图中R2=RF，用以减小漂移和起保护作用。一般RF取10KΩ，RF太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。

图6-3 同相比例运算电路

4）差动放大电路(减法器)

对于图6-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF时，有如下关系式：

RF U0(Ui2Ui1) （6-4）

R1

图6-4 减法运算电路图 6-5 积分运算电路

四、实验内容

实验时切忌将输出端短路，否则将会损坏集成块。输入信号时先按实验所给的值调好信号源再加入运放输入端，另外做实验前先对运放调零，若失调电压对输出影响不大，可以不用调零，以后不再说明调零情况。 1．反相比例运算电路 1）按图6-1正确连线。

2）输入f=100Hz，Ui=0.5V（峰峰值）的正弦交流信号，打开直流开关，用毫伏表测

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量Ui、U0值，并用示波器观察U0和Ui的相位关系，记入表6-1。

表6-1 Ui=0.5V（峰峰值），f=100Hz Ui(V) U0(V) Ui波形 U0波形 Av 实测值 理论值

2．同相比例运算电路

1）按图6-3(a)连接实验电路。实验步骤同上，将结果记入表6-2。 2）将图6-3(a)改为6-3(b)电路重复内容1)。

表6-2 Ui=0.5V, f=100Hz Ui(VU0(V) Ui波形 U0波形 Av ) 实测值 理论值

3．反相加法运算电路

1）按图6-2正确连接实验电路。

2）输入信号采用直流信号源，图6-7所示电路为简易直流信号源Ui1、Ui2：

图6-7 简易可调直流信号源 用万用表测量输入电压Ui1、Ui2(且要求均大于零小于0.5V)及输出电压U0，记入下表。 表6-3 Ui1(V) Ui2(V) U0(V) 理论值 误差

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4．减法运算电路

1）按图6-4正确连接实验电路。

2）采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表6-4。 表11-4 Ui1(V) Ui2(V) U0(V) 理论值 误差

五、思考题

1、 在反相加法器中，如Ui1和Ui2均采用直流信号，并选定Ui2＝－1V，当考虑到运

算放大器的最大输出幅度（12V）时，Ui1的大小不应超过多少伏？

2、 做比例、求和等运算电路实验时，如果不先调零，行吗？为什么？

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实验八 集成运算放大器的基本应用

—— 波形发生器

一、实验目的

1．学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器。 2．学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。

二、实验仪器 1．双踪示波器 2．万用表 3．模电实验箱

三、实验原理

1．RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）

图8-1 RC桥式正弦波振荡器

图7-1 RC串、并联电路构成正反馈支路同时兼作选频网络，R1、R2、RW及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器RW，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线性影响，以改善波形失真。

1 电路的振荡频率 f0 （7-1）

2RC 起振的幅值条件

RF2 （7-2） R1式中RF=RW+R2+（R3||rD），rD——二极管正向导通电阻。

调整RW，使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大RF。如波形失真严重，则应适当减小RF。 改变选频网络的参数C或R，即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程

32

切换，而调节R作量程内的频率细调。 2．方波发生器

由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分。图7-2所示为由迟回比较器及简单RC积分电路组成的方波——三角波发生器。它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。

该电路的振荡频率： f01'2R22RfCfln1(')R1 （7-3）

'RW从中点触头分为RW1和RW2，R1'R1RW1 R2R2RW2。

方波的输出幅值 Uom=±Uz （7-4） 式中Uz为两级稳压管稳压值。 三角波的幅值 Ucm'R2'UZ 'R1R2（7-5）

'R2调节电位器RW（即改变'），可以改变振荡频率，但三角波的幅值也随之变化。

R1如要互不影响，则可通过改变Rf（或Cf）来实现振荡频率的调节。

图8-2 方波发生器 3．三角波和方波发生器

如把滞回比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，如图7-3所示，则比较器输出的方波经积分器积分可到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。由于采用运放组成的积分电路，因此可实现恒流充电，使三角波线性大大改善。

电路的振荡频率 f0R2 （7-6）

4R1(RfRW)Cf 33

方波的幅值 Uom=±Uz （7-7） 三角波的幅值 U1m=±R1·Uz /R2 （7-8） 调节RW可以改变振荡频率，改变比值R1/R2可调节三角波的幅值。

图8-3 三角波、方波发生器 四、实验内容

1．RC桥式正弦波振荡器

1）按图7-1连接实验电路，输出端Uo接示波器。

2）打开直流开关，调节电位器RW，使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。描绘U0的波形，记下临界起振、正弦波输出及失真情况下的RW值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。

3）调节电位器RW，使输出电压U0幅值最大且不失真，用示波器分别测量输出电压U0、反馈电压U+（运放③脚电压）和U-（运放②脚电压），分析研究振荡的幅值条件。

4）用示波器测量振荡频率f0，然后在选频网络的两个电阻R上并联同一阻值电阻，观察记录振荡频率的变化情况，并与理论值进行比较。

5）断开二极管D1、D2，重复3）的内容，将测试结果与3）进行比较分析D1、D2的稳幅作用。

6）整理实验数据，画出波形，把实测频率与理论值进行比较

表8－1 频率 初 态 并联R＝10K 断开D1、D2

2．方波发生器

1) 将22K电位器（RW）调至中心位置按图7-2接入实验电路，正确连接电路后，打开直流开关，用双踪示波器观察U01及U02的波形（注意对应关系），测量其幅值及频率，记录之。

2）改变RW动点的位置，观察U01、U02幅值及频率变化情况。把动点调至最上端和最下端，用示波器测出频率范围，记录之。

3）将RW恢复到中心位置，将稳压管D1两端短接，观察U0波形，分析D2的限幅作用。

34

测量值 理论值 波形 4）整理实验数据，在同一坐标系上，按比例画出方波和三角波的波形图（标出时间和电压幅度）。

表8－2 RW1的值 11K（中心） U02 U01 D1短接 U02 D1短接 tt K K K A 波形 t U01 t 3．三角波和方波发生器 1）按图7-3连接实验电路，打开直流开关，调节RW起振，用双踪示波器观察U0 和U1的波形，测其幅值、频率及RW值，记录之。 2）改变RW的位置，观察对U0、U1幅值及频率的影响。 3）改变R1（或R2），观察对U0、U1幅值及频率的影响。

4）列表整理实验数据，画出波形，把实测频率与理论值进行比较

表8－3 改变R1 改变R2 RW1的值 K K 波形 R1 K R2＝ K 测 A 量 U0 t 理 论 测 量 U1 理 t 论 五、思考题 1、测量结果与理论分析的误差来源分析。

2、为什么在RC正弦波振电路中要引入负反馈支路？为什么要增加二极管D1和 D2？它们是怎样稳幅的？

3、怎样改变图7-2、7-3电路中方波及三角波的频率及幅度？

35

实验九 集成运算放大器的基本应用

——电压比较器

一、实验目的

1． 掌握比较器的电路构成及特点。 2． 学会测试比较器的方法。

二、实验仪器

1． 双踪示波器 2． 字万用表 3． 模电实验箱 4． 信号发生器 三、实验原理

1．图9-1所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，输入电压Ui加在反相输入端。图14-1(b)为(a)图比较器的传输特性。

图9-1 电压比较器

当Ui当Ui>UR时，运放输出低电平，Dz正向导通，输出电压等于稳压管的正向压降UD，即U0=-UD 因此，以UR为界，当输入电压Ui变化时，输出端反映出两种状态。高电位和低电位。 2．常用的幅度比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器（又称Schmitt触发器）、双限比较器（又称窗口比较器）等。

1） 图9-2为简单过零比较器

图9-2 过零比较器

2） 图9-3为具有滞回特性的过零比较器。

36

过零比较器在实际工作时，如果Ui恰好在过零值附近，则由于零点漂移的存在，U0将不断由一个极限值转换到另一个极限值，这在控制系统中，对执行机构将是很不利的。为此，就需要输出特性具有滞回现象。如图9-3所示：

图9-3 具有滞回特性的过零比较器

从输出端引一个电阻分压支路到同相输入端，若U0改变状态，U∑点也随着改变电位，使过零点离开原来位置。当U0为正（记作UD）UR2UD，则当UD> U∑后，U0即由正变

RfR2负(记作-UD)，此时U∑变为-U∑。故只有当Ui下降到-U∑以下，才能使U0再度回升到UD，于是出现图(b)中所示的滞回特性。-U∑与U∑的差别称为回差。改变R2的数值可以改变回差的大小。 3） 窗口（双限）比较器

图9-4 两个简单比较器组成的窗口比较器

简单的比较器仅能鉴别输入电压Ui比参考电压UR高或低的情况，窗口比较电路是由两个

简单比较器组成，如图14-4所示，它能指示出Ui值是否处于UR和UR之间。

四、实验内容

1．过零电压比较器

（1）如图9-5所示在运放系列模块中正确连接电路，打开直流开关，用万用表测量Ui悬空时的U0电压。

（2）输入直流电压，改变Ui幅值，测量Vi、Vo，绘出传输特性曲线。

 37

（3）从Ui输入500Hz、峰峰值为2V的正弦信号，用双踪示波器观察Ui—U0波形并记录。

图9-5 过零比较器

2．反相滞回比较器

图9-6 反相滞回比较器

（1）如图9-6所示正确连接电路，打开直流开关，调好一个-4.2V-+4.2V可调直流信号源作为

Ui，用万用表测出Ui由+4.2V→-4.2V时U0值发生跳变时Ui的临界值。 （2）同上，测出Ui由-4.2V→+4.2V时U0值发生跳变时Ui的临界值。

（3）把Ui改为接500Hz，峰峰值为2V的正弦信号，用双踪示波器观察Ui—U0波形，并记录

其波形。

*（4）将分压支路100K电阻（R3）改为200K(100K+100K)，重复上述实验，测定传输特性。 表一： 变化方向 Ui U0

3． 同相滞回比较器

+4.2V→-4.2 前 后 前 -4.2V→+4.2V 后

图9-7 同相滞回比较器

（1）如图9-6所示正确连接电路，打开直流开关，调好一个-4.2V-+4.2V可调直流信号源作为

38

Ui，用万用表测出Ui由+4.2V→-4.2V时U0值发生跳变时Ui的临界值。 （2）同上，测出Ui由-4.2V→+4.2V时U0值发生跳变时Ui的临界值。

（3）把Ui改为接500Hz，峰峰值为2V的正弦信号，用双踪示波器观察Ui—U0波形，并记录

其波形。

*（4）将分压支路100K电阻（R3）改为200K(100K+100K)，重复上述实验，测定传输特性。 （5）将结果与2相比较。 表二： 变化方向 Ui U0 *4．窗口比较器

参照图9-4自拟实验步骤和方法测定其传输特性。 五、思考题

1、 测量结果与理论分析的误差来源分析。 2、 比较器是否需要调零？为什么？

+4.2V→-4.2 前 后 前 -4.2V→+4.2V 后 39

实验十 集成运算放大器的基本应用

——有源滤波器

一、实验目的

1． 熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波和带通、带阻滤波器及其特性。 2． 学会测量有源滤波器的幅频特性。

二、实验仪器 1．双踪示波器 2．数字万用表 3． 模电实验箱 4． 信号发生器

三、实验原理 1． 低通滤波器

低通滤波器是指低频信号能通过而高频信号不能通过的滤波器，用一级RC网络组成的称为一阶RC有源低通滤波器，如图7-1所示：

图10-1 基本的有源低通滤波器

为了改善滤波效果，在图7-1(a)的基础上再加一级RC网络，为了克服在截止频率附近的通频带范围内幅度下降过多的缺点，通常采用将第一级电容C的接地端改接到输出端的方式，如图7-2所示，即为一个典型的二阶有源低通滤波器。

图10-2 二阶低通滤波器 这种有源滤波器的幅频率特性为

40

AU0A2U1(3A)SCR(SCR)iRfR1A1(21)j0Q0 （7-1）

式中：A1 0 Q为二阶低通滤波器的通带增益；

1 为截止频率，它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率。 RC1为品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状。

3A注：式中S代表j

2.高通滤波器

只要将低通滤波电路中起滤波作用的电阻、电容互换，即可变成有源高通滤波器， 如图7-3所示。其频率响应和低通滤波器是―镜象‖关系。

图10-3 高通滤波器 这种高通滤波器的幅频特性为

(SCR)AUA02Ui1(3A)SCR(SCR)2(1(2)A0 （7-2）

21)j0Q0式中

A;0;Q的意义与前同。

3．带通滤波器

这种滤波电路的作用是只允许在某一个通频带范围内的信号通过，而比通频带下限频率低和比上限频率高的信号都被阻断。典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波电路中将其中一级改成高通而成。如图7-4所示，它的输入输出关系为

1S)()UR10RC0A0 （7-3）

BSSU2i1()(1)(Rf000 41

中心角频率 0111() （7-4） 2R2CRR3Rf112) （7-5） 频带宽 B(CRR2R1R3选择性 Qf0 （7-6） B

图10-4 典型二阶带通滤波器

这种电路的优点是改变Rf和R1的比例就可改变频带宽而不影响中心频率。 4．带阻滤波器

如图7-5所示，这种电路的性能和带通滤波器相反，即在规定的频带内，信号不能通过（或受到很大衰减），而在其余频率范围，信号则能顺利通过。常用于抗干扰设备中。

图10-5 二阶带阻滤波器

这种电路的输入、输出关系为

UA0UiRfR1[1(S0)2]AS12(2A)0(S （7-7）

0)2式中：A用。

;01愈大，即起到阻断范围变窄的作,由式中可见，A愈接近2，ARC 42

四、实验内容

1． 二阶低通滤波器

实验电路如图10-2正确连接电路图，打开直流开关，取Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改变其频率（接近理论上的截止频率338Hz 附近改变），并维持Ui=1V（峰峰值）不变，用示波器监视输出波形，并测量出输入频率和输出电压U0，记入表10-1。

表10-1

f(Hz) U0(V) 输入方波，调节频率（接近理论上的截止频率338Hz附近调节），取Ui =1V（峰峰值），观察输出波形，越接近截止频率得到的正弦波越好，频率远小于截止频率时波形几乎不变仍为方波。有兴趣的同学以下滤波器也可用方波作为输入，因为方波频谱分量丰富，可以用示波器更好的观察滤波器的效果。 2． 二阶高通滤波器

实验电路如图10-3正确连接电路图，打开直流开关，取Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改变其频率（接近理论上的高通截止频率1.6K附近改变），并维持Ui=1V（峰峰值）不变，用示波器监视输出波形，并测量出输入频率和输出电压U0，记入表7-2。

表10-2 f(Hz) U0(V) 3． 带通滤波器

实验电路如图10-4正确连接电路图，打开直流开关，取Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改变其频率（接近中心频率为1023Hz附近改变），并维持Ui=1V（峰峰值）不变，用示波器测量输出电压U0用示波器监视输出波形，并测量出输入频率和输出电压U0，记入表7-3。理论值中心频率为1023Hz，上限频率为1074Hz，下限频率为974Hz。

（1）实测电路的中心频率f0

（2）以实测中心频率为中心，测出电路的幅频特性。 表10-3

f(Hz) U0(V) 974 1023 1074 4． 带阻滤波器

实验电路选定为如图10-5所示的双T型RC网络，打开直流开关，取Ui =1V（峰峰值）的正弦波，改变其频率（接近中心频率为2.34KHz附近改变），并维持Ui=1V（峰峰值）不变，用示波器监视输出波形，并测量出输入频率和输出电压U0，记入表10-4。理论值中心频率为2.34KHz。

（1）实测电路的中心频率。 （2）测出电路的幅频特性。 f(KHz) U0(V) 2.34

五、思考题

测量结果与理论分析的误差来源分析。

43

实验十一 串联稳压电路

一、实验目的

１．研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。

２．掌握稳压管、串联晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。

二、实验仪器

1．双踪示波器

2．万用表 3．毫伏表

三、实验原理

1．稳压管稳压如图11-1所示：

图11-1 稳压管稳压实验电路

其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路，稳压部分分两种情况分析： （1）若电网电压波动，使UI上升时，则 UI↑→U0↑→IZ↑↑→IR↑→UR↑ U0↓ （2）若负载改变，使IL增大时，则

IL↑→IR↑→U0↓→IZ↓↓→IR↓→UR↓ U0↑ 从上可知稳压电路必须还要串接限流电阻R（82Ω+430Ω+120Ω/2W），根据稳压管的伏安特性，为防止外接负载RL时短路则串上100Ω/2W电阻，保护电位器。才能实现稳压。 2．串联晶体管稳压如图11-2所示，稳压电源的主要性能指标：

1）输出电压U0和输出电压调节范围

U0R7RW1R8(UZUBE2) （11-1） 'R8RW1调节RW1可以改变输出电压U0。 2）最大负载电流Icm 3）输出电阻R0

输出电阻R0定义为：当输入电压UI（稳压电路输入）保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即

44

R0U0 （11-2）

I0UI常数4）稳压系数S(电压调整率)

稳压系数定义为：当负载保持不变，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量与输入电压相对变化量之比，即

SU0/U0 （11-3）

UI/UIRL常数由于工程上常把电网电压波动±10%做为极限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化ΔU0/U0做为衡量指标，称为电压调整率。

5）纹波电压

输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中所含交流分量的有效值(或峰峰值)。

图11-2 串联型稳压电源实验电路

四、实验内容

1．整流滤波电路测试

图11-3 整流滤波电路 在稳压源实验模块中，按图11-3连接实验电路。

45

1） 取RL=240Ω不加滤波电容，打开变压器开关，用万用表测量直流输出电压U0及纹波电压

~U0，并用示波器观察15V交流电压和U0波形，记入表11-1

2） 取RL=240Ω，C=1000µf，重复内容1)的要求，记入表11-1。 3） 取RL=120Ω，C=1000µf，重复内容1)的要求，记入表11-1。 注意：每次改接电路时，必须切断变压器电源。

表11-1 U2= 15V 绘出电路图 RL=240Ω RL=240Ω C=1000µf RL=120Ω C=1000µf U0 ~U0 U0波形 2．稳压管稳压电源性能测试 （1）按图11-1正确连接实验电路，U0在开路时，打开变压器开关，用万用表测出稳压源稳

压值。

（2）接负载时，调节RL，用万用表测出在稳压情况下的最小负载。 （3）断开变压器开关，把15V交流输入换为7.5V输入，重复（1）、（2）内容。

注：限流电阻R值为82Ω+430Ω+120Ω/2W，注意大于7V的稳压管具有正温度系数,即在稳

压电路长时间工作时随稳压管温度升高稳压值上升。

3．串联型稳压电源性能测试

对照实验电路图11-2，虚线右边在稳压源实验模块中已经连接好了，BTP13输入，BTP15输出，BTP14或BTP16接地，只须从BTP13输入整流后电压即可，完成电路图11-2实验电路图的连接。

1）开路初测

稳压器输出端负载开路，接通15V变压器输出电源，打开变压器开关，用万用表电压档测量整流电路输入电压U（即虚线左端二级管组成的整流电路中1和3两端的电压，注仅此处用交流档测，2所测为有效值），滤波电路输出电压UI(即虚线左端二级管组成的整流电路中2和4两端的电压)及输出电压U0。调节电位器RW1，观察U0的大小和变化情况，如果U0能跟随RW1线性变化，这说明稳压电路各反馈环路工作基本正常。否则，说明稳压电路有故障，因为稳压器是一个深负反馈的闭环系统，只要环路中任一个环节出现故障(某管截止或饱和)，稳压器就会失去自动调节作用。此时可分别检查基准电压UZ，输入电压UI，输出电压U0，以及比较放大器和调整管各电极的电位(主要是UBE和UCE)，分析它们的工作状态是否都处在线性区，从而找出不能正常工作的原因。排除故障以后就可以进行下一步测试。同样的断开电源，测试7.5V整流输入电压时的可调范围。 2）带负载测量稳压范围

带负载为100Ω/2W和串联1K电位器RW2，接通15V变压器输出电源，打开变压器开关，调节RW2使输出电流I0=25mA。再调节电位器RW1，测量输出电压可调范围Uomin~Uomax。 3）测量各级静态工作点

在2）测量稳压范围基础上调节输出电压U0=9V，输出电流I0=25mA，测量各级静态工作点，记

46

入表11-2.

表11-2 U2=15V U0=9V I0=25mA UB(V) UC(V) UE(V) T1 T2 T3 4)测量稳压系数S 取I0=25mA，按表11-3改变整流电路输入电压U2(模拟电网电压波动)，分别测出相应的稳压器输入电压UI及输出直流电压U0，记入表11-3。

5）测量输出电阻R0

取U2=15V，改变RW2，使I0为空载、25mA和50mA，测量相应的U0值，记入表11-4。 表11-3 I0=25mA 表11-4 U2=15V 测试值 计算值 测量值 计算值

I(mA) U(V) R(Ω) 00OU2(V) UI(V) U0(V) S

RO12= 空载 7.5 25 9 S= RO23= 15 9

50

6）测量输出纹波电压

纹波电压用示波器测量其峰峰值U0P–P，或者用毫伏表直接测量其有效值，由于不是正弦波，有一定的误差。取U2=15V，U0=9V，I0=25mA，测量输出纹波电压U0，记录之。 五、思考题

1、测量结果与理论分析的误差来源分析。 2、.怎样提高稳压电源性能指标(减小S和R0)？

~

47

实验十二 温度控制电路的调试（控温电路）

一、 实验目的

1．学习用各种基本电路组成实用电路的方法。 2．学会系统测量和调试。 二、实验仪器

a) 万用表

b) 模电实验箱 三、实验原理

图12-1 控温实验电路

1．实验电路如图12-1所示，它是由负温度系数电阻特性的热敏电阻(NTC元件)Rt为一臂组成测温电桥，其输出经测量放大器（A1、A2、A3组成），放大后由滞回比较器输出“加热”（灯亮）与“停止”（灯息）。改变滞回比较器的比较电压UR即改变控温的范围，而控温的精度则由滞回比较器的滞环宽度确定。Rt和100/2W困绑在一起。

2．控制温度的标定

首先确定控制温度的范围。设控温范围的t1~t2（℃），标定时将NTC元件Rt置于恒温槽中，使恒温槽温度为t1，调整RW1使UC=UD，此时的RW位置标为t1，同理可标定t2的位置。根据控温精度要求，可在t1~t2之间标作若干点，在电位器RW1上标注相应的温度刻度即可。若RW1调不到所要求值，则应改变R3或RW1的阻值。控温电路工作时只要将RW1对准所要求温度，即可实现恒温控制。由于不具备恒温槽条件，此实验仅模拟恒温控制的原理，对精度要求不高，另外受NTC元件只能升温，不能制冷，但原理是一样的。我们调节RW1的t1（室温）和t2（UAB=30mV）进行比较、调试和原理说明。

3．实验电路分析

实验中的加热装置用一个100Ω/2W的电阻模拟，将此电阻靠近Rt即可，调节RW2使UR=4V，当调节RW1由最大值逐渐减小到灯亮和灯息临界状态时为t1，跟据滞回比较器的传输特性，此时UC=UD此时100Ω/2W电阻的温度就是当前室温，不用测量温度可用手感觉到，调节到t2情况下，经过仪器放大器输出|UC|很大，跟据滞回比较器的传

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输特性，UE为正稳压值，复合管起放大作用向100Ω/2W电阻开始加热，灯亮。此时Rt随电阻温度的增加而阻值减小，UA逐渐逼近UB值，|UC|逐渐减小到UC1．系统性能测试

在实验箱恒温控制模块中，令输入端B点接地，A点引入0V直流信号源，UJ左边的电源插孔接入+12V和-12V电源（不要接反电源，以免损坏芯片），C。与Ci连接，连接好电位器RW2（中间触点接UTP3，两端分别接+12V和地），打开直流开关，调节RW2恒使UTP3输入电压为4V。用万用表检测C。或Ci点电压，并用示波器观察E0点电位，当缓慢改变A点电压及其极性时，分别记录使E0点电位发生正跳变和负跳变的U C。值，并由此画出滞回特性曲线。 2．电压放大倍数的测量 在步骤1连线的基础上，断开C。与Ci的连接，调节A点输入电压使UAB=30mV，测量C。处电压U C。值，计算测量放大器的电压放大倍数。 3．系统调试

在实验原理分析中，如图12-1所示，由于一旦加热即热敏电阻很快变化，这样A点的电位是动态变化的，因此为了达到我们所要求的恒温控制过程，我们要先在不加热情况下调整好一个恒温值，我们设为t2（如原理说明一致，即UAB=30mV，由于热敏电阻为负温差特性，随室温不同阻值是变化的，在冬天热敏电阻电阻值比较大，在热天热敏电阻电阻值很小，为了使UAB的值能调节到30 mV，则相应改变R3的阻值来调节UAB，设室温情况下热敏电阻值为Rt，调节电阻值为R3，电位器最大阻值为RW1，则它们之间的关系为：R3RtRW1R3）来系统调试。

1）在实验箱中按照实验原理图12-1所示电路正确接线，开始接直流信号源到电桥电路，C、E点即是C。与Ci、E0与Ei相连点，我们先连接C。与Ci，我们已把热敏电阻和功率源捆绑在一起，接在UJ插座上，黑色线为公共端相对J1插孔输出（即J1接地），白色线为热敏电阻输入端相对J2输入（即A插孔连接到J2），红色线为功率源输入端相对J3输入（即UTP10连接到J3）；UJ左边的电源插孔接入+12V和-12V电源，除了E0与Ei不连接，UJ右边+12V电源插孔不接外，将图12-1所有连线连接完毕。

2）打开直流开关，调节直流信号源ARW1使接入电桥的电压为1V（用万用表监测），调节RW2使UTP3恒为4V，调节RW1为t2 (UAB=30mV)后，连接E0与Ei ，UJ右边+12V电源插孔接入+12V，电路构成如图12-1所示闭环控温系统，用万用表测量A、C、D、E点各电压变化情况，列表记录数据，并结合数据分析恒温控制的工作过程。

3) 用万用表测量灯亮（“加热”）与灯息（“停止”）临点时C。或Ci的电压值，绘制出滞回比较器的特性曲线。 五、思考题

1、测量结果与理论分析的误差来源分析。

2、电桥的测量原理是什么？试写出测量电桥输出电压的表达式。

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