实验二 用光学仪器测量放大率和微小长度
实验目的
１．熟悉显微镜和望远镜的构造及其放大原理。
２．学会测定显微镜和望远镜放大率的方法。
３．掌握显微镜的正确使用方法；学会利用显微镜测量微小长度。
４．理解光学仪器分辨本领的物理意义。
实验仪器
读数显微镜，望远镜，测微目镜，目镜测微尺，标准石英尺，十字叉丝光阑，圆孔光阑，准直光阑，分辨率板，辅助显微镜，米尺，标尺，待测样品等。 实验原理
１．测定显微镜和望远镜的放大率
在前面的基础知识中，我们已经对显微镜和望远镜的光学系统有所了解，在用显微镜或望远镜观察物体时，一般因视角均甚小，因此视角之比可用其正切之比来代替，于是，显微镜和望远镜的放大率可近似地写成
e
o tg tg M αα= （１）显微镜的放大率
测定显微镜放大率最简便的方法是按图5—2—1来完成的。现以显微镜为例，设长为0l 的目的物PQ 直接置于观察者的明视距离处，其视角为0α，从显微镜中最后看到虚像""Q P 亦在明视距离处，其长度为l ?，视
角为e α?，于是 00l l tg tg M e ==αα （5－2－1） 因此，如用一刻度尺作目的物，取其一段
分度长为0l ，把观察到的尺的像投影到尺面
上，设被投影后像在刻度尺上的长度是l ，就可求得显微镜的放大率。 （２）望远镜的放大率
当望远镜对无穷远调焦时，望远镜筒的长度（即物镜与目镜之间的距离）就可认为是'
'0e f f +，这时如将望远镜的物镜卸下，在它原来的位置放一长度为1l 的目的物
125——图?p
(十字叉丝光阑)；于是，在离目镜d 处，得到该物经目镜所成的实像。设其像长为2l ?，则根据透镜成像公式有
d f f l l
e /)()/(''021+=? （5－2－2）
及
'
''0111e e f f f d =++ （5－2－3） 将（５－２－２）和（５－２－３）两式消去d ，得
2
1''0l l f f M e =?= （5－2－4） 由（5－2－4）式可知，只要测出光阑的长度1l 及其像长2l ，即可算出望远镜的放大率。
２．用生物显微镜测量微小长度
（１）生物显微镜的构造原理与使用
显微镜的种类很多，实验中常用的是生物显微镜。它的构造和外形如图5—2－2所示。 １）光学部分的成像系统 光学部分的成像系统由目镜1和物镜7组成。
目镜由两块透镜装置在目镜镜筒中构成，筒上标
有放大率，常用的有×5、×10、×15（或
×5.12）。物镜由多块透镜复合而成，装置在物镜转换器6上，转动转换器可调换使用。通常配有物镜三个，放大器率分别为×10、×40、×100、（或是×8、×45、×100）。可以看出，物镜和目镜的相互组合，可得九种不同的放大率。 ２）光学部分的照明系统
光学部分的照明系统由聚光镜10和可变光阑
11及反射镜12组成。反射镜将外来光线导入聚光
镜，并由聚光镜聚焦，以照亮被观察物。可变光阑可改变孔径，用来调节照明亮度，以便使用不
同数值孔径的物镜观察时获得清晰的像。
３）机械部分
机械部分由镜筒2、镜架3、镜座13等组成。物镜转换器6
装有三个物镜，可借助转3
22——图５
动而调换。调节器分粗调手轮4和微调手轮5两种。转动粗调手轮可使镜筒明显升降，为粗调对光之用；转动微调手轮则升降甚微，用以精确在对物调焦。载物台8在物镜下方，为搁置载物玻片和标本之用。载物台移动手轮9装在载物台上，用以前后左右移动载物玻片和标本。移动距离可由游标尺14读出。
４）显微镜的操作规程
显微镜系精密光学仪器，要注意保养维护，使用时应严格遵守操作规程和使用方法，特别是使用高倍物镜时，由于物镜视场小而暗、工作距离短，所以调节较为困难，必须细心操作。例如100×物镜，工作距离只有0.2毫米左右，调焦稍不注意，物镜就可能与被观察物接触而受挤压，造成损坏。为此，规定调焦的操作规程如下：
①需要使用高倍物镜时，先用低倍物镜进行调节；
②先选用粗调手轮把镜筒往下调，并从旁边严密监视，使物镜头慢慢靠近被观察物而又不接触；
③然后，从目镜中观察，并慢慢转动粗调手轮使镜筒上升，使镜头与物间距离逐渐增大，直至观察到物的像；
④这时，转动转换器，换用高倍物镜观察（转换时物镜不会碰到被观察物），稍加调节微调手轮，即可获得最清晰的像，至此调焦完毕。
３．显微镜和望远镜的分辨本领
根据光的衍射理论，任何助视光学仪器对任何一物成像时，因孔径光阑的夫琅费衍射作用，其像均非一点，而为一光斑（艾里斑）。因此，当两个物点靠得很近时，相应的艾里斑可能重叠过多，人们将无法分辨它们是由两个物点产生的像，误认为只是一个物点产生的。因此，常用分辨本领以表示光学仪器因构造和用途不一样，同样根据瑞里判据，衡量各自分辨本领的方式也不一样。
（１）望远镜的分辨本领
望远镜的分辨本领用最小分辨角δθ表示，其理论值为
D λ
δθ22.1= （5－2－5）
式中λ是光波长，D 为望远镜物镜的孔径，计算得出的角度单位为弧度。
因此，当两个物体1P 、2P 对望远镜的张角小于δθ值时，望远镜将无法分辨它们。显然，物镜孔径D 值越大，δθ就越小，分辨本领越高。
（２）显微镜的分辨本领
显微镜的分辨本领用最小分辨距离y δ表示，其理论值（不计像差）为
)2sin(61.0θλ
δn y = （5－2－6）
式中，λ为光波波长，n 为显微镜物方空间的折射率，θ为物镜对轴上物点的张
角。通常将2sin
θn 称为物镜的数值孔径A N ，并将此数值标记在物镜筒上。于是（5－
2－6）式变为 A
N y λδ61.0= （5－2－7） 显然，物镜的数值孔径A N 越大，最小分辨距离就越小，物镜的分辨本领就越高。一般情况下，物镜的分辨本领就是整个显微镜的分辨本领。
实验内容
１．读数显微镜放大率的测定
（１）认真阅读《光学实验基础知识》中读数显微镜、测微目镜、望远镜的有关内容。
（２）按图5—2—3所示布置仪器。将显微镜夹持好，在垂直于显微镜光轴方向距目镜 254毫米处，放置一毫米分度的米尺B ，
在物镜前放置另一毫米分度的短尺A 。调节显
微镜，使能从显微镜中看到短尺A 的像。
（３）用一只眼睛通过显微镜观察短尺A
的像，另一只眼睛直接看米尺B 。经过多次观
察，调节眼睛使得显微镜中看到的A 尺的像被
投影到靠近米尺B 时，选定A 尺的像上某一分
度0l ，记录其相当于B 尺上的分度l ，将l 、0l 代入（5－2－1）式中，求出显微镜的放大率M 。
（４）按上述步骤重复几次，取其平均
值。
显微镜镜筒改变以后，光学间隔随之改变，放大率亦随之变化。将显微镜镜筒稍作改变，再测一次放大率，重复几次，取其平均值。
２．望远镜放大率的测定
（１）把望远镜调焦到无穷远处，也就是使用望远镜能清楚地看到远处的物体'2l 。
（２）卸下望远镜物镜，并在原物镜目镜位置上装一十字叉丝光阑。
（３）利用移测显微镜测出由望远镜目镜所成十字像的长度，并用移测显微镜直接测出光阑上十字叉丝的长度。
设十字线的长度分别为1l 与'
1l ，它们经望远镜目镜所成的像的长度分别是2l 与32——图５
)(
a
'2l ，于是由（５－２－４）式，可得望远镜的放大率
)(21'2
'121l l l l M += （４）将所得结果与其真值进行比较。
３．用生物显微镜、目镜测微尺和石英尺测量微小长度
（１）将所需测量的样品或标本放在载物台上夹住。
（２）将各倍率的物镜顺序装于物镜转换器上；选择适当倍率的目镜，并把目镜测微尺放入目镜筒，然后插入显微镜筒中。
（３）根据需要调节聚光镜、反光镜及光阑，使目镜中观察到强弱适当而均匀的视场。
（４）熟悉显微镜的机械结构，学会调节使用，特别要熟悉粗调手轮和微调手轮的使用方法，弄清镜筒的升降（顺时针转动手轮是下降，逆时针转动手轮是上升），做到熟练掌握，调节自如。
（５）先用低倍物镜对物进行调焦，遵照操作规程先粗调、后微调，直至目镜视场中观察到最清晰的像。如果被观察物的像不在视场中心，则可调节载物台移动手轮，将其移至视场中心进行观察。
（６）转动转换器换用高倍物镜观察，略微调节微调手轮，直至所观察的像为最清晰。
（７）将观察的样品或标本取下，换上标准石英尺，常用的石英尺高刻度部分全长1毫米共分为100小格，每格宽为0.01毫米。转动目镜镜筒，使目镜测微尺的刻度与视场中标准石英尺的刻度相平行，并移动载物台，使之重合，读取目镜测微尺上的几个分格在标准石英尺上的分格数，以定标目镜测微尺的分格值。记下所用物镜的放大率，比较实验结果。
（８）取下标准石英尺，换上观察样品标本，测量其长度在不同部位或不同地方下测量几次，取平均值。
４．用显微镜配备的测微目镜测量微小长度 （１）测微目镜刻度的定标 １）将标准石英尺放在显微镜载物台上夹住。
２）将显微镜上目镜卸下，换上测微目镜，调焦使物的像最为清晰。
３）转动测微目镜鼓轮（或载物台的移动手轮），
使分划板上叉丝的取向与标准石英尺平行，然后将叉丝
移至和显微镜视场中标准石英尺的某一刻度重合，记下测微目镜的读数（包括测微尺刻度和鼓轮刻度读数），
如图5—2－4所示。
４）转动测微目镜鼓轮使叉丝在标准石英尺上移动N 格，这时叉丝与标准石英尺
425——图测微尺刻度标准石英尺刻度
上另一刻线重合，记下测微目镜的读数n 。 ５）重复测量几次，求出n m ?的平均值，计算出测微目镜鼓轮每一个小格所对应的叉丝实际移动的长度。这样，测微目镜刻度便得到定标。
（２）测量微小长度
取下标准石英尺，换上所需测量的标本玻片（图样、刻度等），对每一长度重复
测量几次，求出平均值。
５．望远镜最小分辨角的测定
（１）将分辨率板放置在物镜的焦面上，用目镜小灯照亮，使平行光管产生平行光，如图5—2－5所示。
（２）分辨率板上共有25组条纹，每组条纹有四个不同的取向，如图5—2－6所示。每组条纹的宽度和角度均相同。
（３）用待测望远镜直接观察分辨率板的像，找出分辨率板上刚刚能看出有条纹分布的组号（只要能看见任一取向的条纹，就算该组号的条纹能被分辨），从仪器说明书上查出相应组号条纹的角度，为望远镜最小分辨角的实验值．
（４）用游标尺测量物镜的孔径D ，测量几次，将平均值代入（5－2－5）式中，计算δθ的理论值，并与实验值比较。因采用白光照明，计算时取λ＝550纳米。
（５）为了观察孔径D 对分辨本领的影响，在望远镜物镜前再另加一圆孔光阑，其直径应比物镜孔径小，重复上述步骤计算并比较和不用光阑的结果。
６．显微镜分辨本领的测定
显微镜的分辨本领主要决定于物镜，实验时，因1=n ，故2sin θ
=A N 。
52——图５6
2——图５
（１）将待测显微镜1M 与辅助显微镜2M 按图5—2－7所示共轴调节好。 （２）在待测显微镜1M 前方L 远处垂直于光轴放置米尺。点亮米尺杆上的小灯1S 和2S ，调节辅助显微镜并从中观察到米尺上小灯的清晰的像。
（３）移动米尺上小灯的位置，使小灯1S 和2S 的像分别位于显微镜2M 视的边缘，记下小灯1S 、2S 间的距离d 。
（４）移开辅助显微镜2M ，将米尺移近待测显微镜（保持待测显微镜不动）到直接观察到米尺清晰的位置P 时，米尺移动的距离即为L ，近似地有L
d 22sin =θ。将2sin θ
的值代入（5－2－7）式中，计算出显微镜的最小分辨距离（λ＝550纳米）。 思考题
１．显微镜与望远镜有哪些相同之处与不同之处？
２．显微镜测量微小长度时，用测微目镜测定石英标准尺m 个分格的数值为x ?，为什么它和石英标准尺相应分格的实际值0x ?之比不等于物镜的放大率？
３．评价天文望远镜时，一般不讲它是多少倍的，而是说物镜口径多大，为什么？
7
2——图５
电子技术实验报告 实验名称：单级放大电路系别： 班号： 实验者姓名： 学号： 实验日期： 实验报告完成日期：
目录 一、实验目的 (3) 二、实验仪器 (3) 三、实验原理 (3) （一）单级低频放大器的模型和性能 (3) （二）放大器参数及其测量方法 (5) 四、实验内容 (7) 1、搭接实验电路 (7) 2、静态工作点的测量和调试 (8) 3、基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量 (9) 4、放大器上限、下限频率的测量 (10) 5、电流串联负反馈放大器参数测量 (11) 五、思考题 (11) 六、实验总结 (11)
一、实验目的 1.学会在面包板上搭接电路的方法； 2.学习放大电路的调试方法； 3.掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法； 4.研究负反馈对放大器性能的影响；了解射级输出器的基本性能； 5.了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。 二、实验仪器 1.示波器1台 2.函数信号发生器1台 3. 直流稳压电源1台 4.数字万用表1台 5.多功能电路实验箱1台 6.交流毫伏表1台 三、实验原理 （一）单级低频放大器的模型和性能 1. 单级低频放大器的模型 单级低频放大器能将频率从几十Hz~几百kHz的低频信号进行不失真地放
大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同科分为基本放大器和负反馈放大器。 从放大器的输出端取出信号电压（或电流）经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流）送回放大器的输入端称为反馈。若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。 根据输出端的取样信号（电压或电流）与送回输入端的连接方式（串联或并联）的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性，展宽了通频带，减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。由于串联负反馈实在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压，因而提高了输入阻抗，而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势，与此恒压相关的是输出阻抗减小；凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势，与此恒流相关的是输出阻抗增大。 2.单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较 电路图2是分压式偏置的共射级基本放大电路，它未引入交流负反馈。 电路图3是在图2的基础上，去掉射极旁路电容C e，这样就引入了电流串联负反馈。
测量放大器 摘要：放大器是能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。了解和掌握放大器对于学习和应用电子系统有很大的帮助。信号检测中的放大电路有很多种类型，实际系统中常采用的有测量放大器和隔离放大器。 测量放大器也称为仪表放大器或数据放大器，它是一种可以用来放大微弱差值信号的高精度放大器，在测量控制等领域具有广泛的用途。通常，测量放大器多采用专用集成模块来实现，虽然有很高的性能指标，但不便于实现增益的预置与数字控制，同时价格较高。为此，结合应用实际，利用高增益运放，设计了一种具有高共模抑制比，高增益数控可显的测量放大器。提高了测量放大器的性能指标，并实现放大器增益较大范围的步进调节。 本次设计通过采用仪用放大器的改造来实现设计一测量放大器及其所用的稳压电源,并满足其高输入阻抗和高共模抑制比及高通频带的要求.。测量放大器主要实现对微信号的测量，主要通过运用集成运放组成测量放大电路实现对微弱信号的放大，要求有较高的共模抑制能力及较高的输入电阻，减少测量的误差及对被测电路的影响，并要求放大器的放大倍数可调已实现对比较大的范围的被测信号的测量。 测量放大器前级主要用差分输入，经过双端信号到单端信号的转换，最终经比例放大进行放大。 2.1设计任务
设计并制作一个测量放大器及所用的直流稳压电源。参见图1。输入信号V I取自桥式测量电路的输出。当R1＝R2＝R3＝R4时，V I＝0。R2改变时，产生V I≠0的电压信号。测量电路与放大器之间有1米长的连接线。 2.2测量放大器的设计 2.2.1 设计内容及要求 a. 差模电压放大倍数A VD＝1～500，可手动调节； b. 最大输出电压为± 10V，非线性误差< 0.5％； c. 在输入共模电压+7.5V～－7.5V范围内，共模抑制比K CMR >105 ； d. 在A VD＝500时，输出端噪声电压的峰－峰值小于1V； e. 通频带0～10Hz 2.2.2设计原理 原理概述: 放大器是电子系统的重要组成部分，了解和掌握放大器对于学习和应用电子系统有很大的帮助。信号检测中的放大电路有很多种类型，实际系统中常采用的有测量放大器和隔离放大器。 测量放大器又称为数据放大器或仪表放大器，常用于热电偶，应变电桥.流量计，生物电测量以及其他有较大共模干扰的支流缓变微弱信号的检测。 测量放大器是一种高增益、直流耦合放大器，它具有差分输入、单端输出、高输入阻抗和高共模抑制比等特点，因此得到广泛的应用。差分放大器和测量放大器所采用的基础部件（运算放大器）基本相同，它们在性能上与标准运算放大器有很大的不同。标准运算放大器是单端器件，其传输函数主要由反馈网络决定；而差分放大器和测量放大器在有共模信号条件下能够放大很微弱的差分信号，因而具有很高的共模抑制比（ＣＭＲ）。它们通常不需要外部反馈网络。
实验五集成运算放大器的基本应用(I) ─模拟运算电路─ 一、实验目的 1、了解和掌握集成运算放大器的功能、引脚 2、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。 3、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性 在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放。 开环电压增益A =∞ ud =∞ 输入阻抗r i =0 输出阻抗r o 带宽 f =∞ BW 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性：
（1）输出电压U O 与输入电压之间满足关系式 U O ＝A ud （U +－U －） 由于A ud =∞，而U O 为有限值，因此，U +－U －≈0。即U +≈U －，称为“虚短”。 （2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图8－1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 为了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R 2＝R 1 // R F 。 图8－1 反相比例运算电路 图8－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图8－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 // R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图8－3(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 i 1 F O U R R U - =
电子技术实验报告—实验4单级放大电路
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电子技术实验报告 实验名称：单级放大电路系别： 班号： 实验者姓名： 学号： 实验日期： 实验报告完成日期：
目录 一、实验目的 (5) 二、实验仪器 (5) 三、实验原理 (5) （一）单级低频放大器的模型和性能 (5) （二）放大器参数及其测量方法 (7) 四、实验内容 (9) 1、搭接实验电路 (9) 2、静态工作点的测量和调试 (10) 3、基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量 (11) 4、放大器上限、下限频率的测量 (12) 5、电流串联负反馈放大器参数测量 (13) 五、思考题 (13) 六、实验总结 (13)
一、实验目的 1.学会在面包板上搭接电路的方法； 2.学习放大电路的调试方法； 3.掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法； 4.研究负反馈对放大器性能的影响；了解射级输出器的基本性能； 5.了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。 二、实验仪器 1.示波器1台 2.函数信号发生器1台 3. 直流稳压电源1台 4.数字万用表1台 5.多功能电路实验箱1台 6.交流毫伏表1台 三、实验原理 （一）单级低频放大器的模型和性能 1. 单级低频放大器的模型 单级低频放大器能将频率从几十Hz~几百kHz的低频信号进行不失真地放
大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同科分为基本放大器和负反馈放大器。 从放大器的输出端取出信号电压（或电流）经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流）送回放大器的输入端称为反馈。若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。 根据输出端的取样信号（电压或电流）与送回输入端的连接方式（串联或并联）的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。负反馈是改变房卡器及其他电子系统特性的一种重要手段。负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性，展宽了通频带，减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。由于串联负反馈实在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压，因而提高了输入阻抗，而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势，与此恒压相关的是输出阻抗减小；凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势，与此恒流相关的是输出阻抗增大。 2.单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较 电路图2是分压式偏置的共射级基本放大电路，它未引入交流负反馈。 电路图3是在图2的基础上，去掉射极旁路电容C e，这样就引入了电流串联负反馈。
一．差分信号的特点： 图1 差分信号 1.差分信号是一对幅度相同，相位相反的信号。差分信号会以一个共模信号 V ocm 为中心，如图1所示。差分信号包含差模信号和公模信号两个部分， 差模与公模的定义分别为：Vdiff=(V out+-V out- )/2，Vocm=(V out+ +V out- )/2。 2.差分信号的摆幅是单端信号的两倍。如图1，绿色表示的是单端信号的摆 幅，而蓝色表示的是差分信号的摆幅。所以在同样电源电压供电条件下，使用差分信号增大了系统的动态范围。 3.差分信号可以抑制共模噪声，提高系统的信噪比。In a differential system, keeping the transport wires as close as possible to one another makes the noise coupled into the conductors appear as a common-mode voltage. Noise that is common to the power supplies will also appear as a common-mode voltage. Since the differential amplifier rejects common-mode voltages, the system is more immune to external noise. 4.差分信号可以抑制偶次谐波，提高系统的总谐波失真性能。 Differential systems provide increased immunity to external noise, reduced even-order harmonics, and twice the dynamic range when compared to signal-ended system. 二．分析差分放大器电路 图2.差分放大器电路分析图
实验十一 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、交流毫伏表 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11-1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 i F O U R R U 1 - = （11-1） U i O 图11-1 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∥R F ，此处为了简化电路，我们选取R2=10K 。
2、反相加法电路 U O U 图11-2 反相加法运算电路 电路如图11-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )( 22 11i F i F O U R R U R R U +-= R 3=R 1∥R 2∥R F （11-2） 3、同相比例运算电路 图11-3（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 i F O U R R U )1(1 + = R 2=R 1∥R F （11-3） 当R1→∞时，U O =U i ，即得到如图11-3（b ）所示的电压跟随器。图中R2=R F ，用以减小漂移和起保护作用。一般RF 取10K Ω，R F 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。 (a)同相比例运算 (b)电压跟随器 图11-3 同相比例运算电路 4、差动放大电路(减法器) 对于图11-4所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=R F 时，有如下关系式： )(1 120i i U U R RF U -= （11-4）
实验35双极性运算放大器参数的测试运算放大器（简称运放）是一种直接耦合的高效增益放大器，在外接不同反馈网络后，可具有不同的运算功能。运算放大器除了可对输入信号进行加、减、乘、除、微分、积分等数学运算外，还在自动控制，测量技术、仪器仪表等各个领域得到广泛的应用。 为了更好的使用运算放大器，必须对它的各种参数有一个较为全面地了解。运算放大器结构十分复杂，参数很多，测试方法各异。 本实验的目的是熟悉运算放大器主要参数的测试原理，掌握这些参数的测试方法。 一、实验原理 运算放大器的符号如图，它有两个输入端，一个是反相输入端用“—”表示，另一个位同相输入端，用“+”表示。可以单端输入，也可以双端输入。若把输入信号接在“—”输入端，而“+”端接地，或通过电阻接地，则输出信号与输入信号反相，反之则同相。若两个输入端同时输入信号电压为V_和V+时，其差动输入信号为V ID=V_—V+。开环输出电压Vo=Avo V ID，Avo 为开环电压放大倍数。 运算放大器在实际使用中，为了改善电路的性能，在输入端和输出端之间总是接有不同的反馈网络。通常是接在输出端和反相输入端之间。 1.开环电压增益 开环电压增益是指放大器在无反馈时的差模电压增益，其值为输出电压变化量⊿Vo和输入电压变化量⊿V I之比
Avo = ⊿Vo/⊿V I （） 由于Avo 很大，输入信号V I 很小，加之输入电压与输出电压之间有相位差，从而引入了较大的测试误差，实际测试中难以实现。测试开环电压增益时，都采用交流开环，直流闭环的方法。测试原理如图所示。 图 运算放大器符号 直流通过R F 实现全反馈，放大器的直流增益很小，故输入直流电平十分稳定，不需进行零点调节。取C F 足够大，以满足R F >>1/ΩC F ，使放大器的反相端交流接地，以保证交流开环的目的。这样只要测得交流信号和电压V S 和V O 和，就能得到 206 Avo = Vo/V I = Vo/[R1/(R+R2) Vs]=(R1+R2)/R1?(Vo/V S ) 在讯号频率固定的条件下，增加输入信号电压幅度，使输出端获得最大无失真的波形。保持输入电压不变，增加输入电压频率，当输出电压的幅值降低到低频率值的倍，此时频率为开环带宽。 2.输入偏置电流I IB 当运算放大器的输出电压为零（或规定值）是流入两个输入端偏置电流的平均值，为输入偏置电流I IB 。设两偏置电流为I IB1和I IB2，则
实验二 基本放大电路实验 验证性实验——晶体管共射放大电路 1．实验目的 ①掌握放大电路的静态工作点和电压放大倍数的测量方法。 ②了解电路元件参数改变对静态工作点及电压放大倍数的影响。 ③掌握放大电路输入、输出电阻的测量方法。 2．实验电路及仪器设备 ⑴ 实验电路 单管共射放大电路如图1-6所示。 图1-6 单级共射放大电路 R b1 20k Ω R b2 10k Ω R c 、R s 、R L 3k Ω R e 2k Ω C 1、C 2 10μF C e 47μF V 3DG6 β 50~60 V CC 12V ⑵ 实验仪器设备 ①双踪示波器 1台 ②直流稳压电源 1台 ③信号发生器 1台 ④交流毫伏表 1台 ⑤数字（或指针）式万用表 1块 3．实验内容及步骤 ⑴ 测量静态工作点 ①先将直流电源调整到12V ，关闭电源。 ②按图1-6连接电路，注意电容器C 1、C 2、C e 的极性不要接反，最后连接电源线。 ③仔细检查连接好的电路，确认无误后，接通直流稳压电源。 ④按表1-5用数字万用表测量各静态电压值，并将结果记入表1-5中。 表1-5 静态工作点实验数据 ⑵ 测量电压放大倍数 ①按图1-7将信号发生器和交流毫伏表接入放大器的输入端，示波器接入放大器的输出端。调节信号 发生器为放大电路提供输入信号为1kHz 的正弦波i U ，示波器用来观察输出电压o U 的波形。适当调整信号发生器的值，确保输出电压o U 不失真时，分别测出o U 和i U 的值，求出放大电路的电压放大倍数u A 。
图1-7 实验线路与所用仪器连接图 ②观察交流毫伏表读数，保持U i 不变，改变R L ，观察负载电阻改变对电压放大倍数的影响，将测量结果记入表1-6中。 表1-6 电压放大倍数实测数据（保持U i 不变） ⑶ 观察工作点变化对输出波形的影响 调整信号发生器的输出电压幅值（增大放大器的输入电压U i ），观察放大电路的输出电压的波形，使放大电路处于最大不失真电压时，逐个改变基极电阻R b1的值，分别观察R b1变化对静态工作点及输出波形的影响，将所测结果记入表1-7中。 表1-7 R b1对静态、动态影响的实验结果 ⑷ 测量输入电阻R i 及输出电阻R o ①测量输入电阻R i 方法一：测量原理图如图1-8所示，在放大电路与信号源之间串入一固定电阻 R =3k Ω，在输入电压波形不失真的条件下，用交流毫伏表测量U s 以及相应U i 的值，并按式（1-1）计算R i i i s i U R R U U = - （1-1） 方法二：测量原理图如图1-9所示，当R =0时，在输出电压波形不失真的条件下，用交流毫伏表测出输出电压U o1；当R =3k Ω时，测出输出电压U o2，并按式（1-2）计算R i o2 i o1o2 U R R U U = - （1-2） 将两种方法的测量结果计算出的R i 与理论值比较，分析测量误差。R 的取值接近于R i 。
实验一单级放大电路 一、实验目的 1、掌握单管电压放大电路的调试和测试方法。 2、掌握放大器静态工作点和负载电阻对放大器性能的影响。 3、学习测量放大器的方法，了解共射极电路的特性。 4、学习放大器的动态性能。 二、实验仪器 1、模拟电路实验箱及附件板 2、示波器 3、万用表 4、直流毫伏表 5、交流毫伏表 6、函数发生器 7、+12V电源 三、实验原理 实验采用分压式工作点稳定电路，如图1.1所示。
1、静态工作点的估算 当流过基极分压电阻的电流远远大于三极管的基极电流时，可以忽略BQ I ， 则有：CC 2b 1b 1 b BQ V R R R V += ，e BEQ BQ EQ CQ R U V I I -=≈ )(e c CQ CC e EQ c CQ CC CEQ R R I V R I R I V U +-≈--= β CQ BQ I I = 2、动态指标的估算与测试 放大电路的动态指标主要有电压放大倍数，输入电阻，输出电阻及通频带等。 理论上，电压放大倍数be L u r R A '-=β ，输入电阻be be 2b 1b i ////r r R R R ≈=，输出电阻c o R R ≈ 测量电压放大倍数时，首先将电路调整到的合适静态工作点，给定输入电压i u ，在输出电压不失真的情况下，用毫伏表测出输出电压o u 与输入电压i u 的 有效值，则i o u U U A = 四、实验内容及步骤 １、在模拟电路实验箱上插上附件板，按图1.1电路，用插接线连接实验电
路，接线完毕，检查无误后，接上＋12V直流电源。 2、调试静态工作点 接通直流电源前，先将R W调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通＋12V电源、调节R W，使I C＝2.0mA（即U E＝2.0V），用直流电压表测量U B、U E、U C及用万用电表测量R B2值。记入表1－1。 表1-1 I C＝2mA 3、测量电压放大倍数 在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号u S，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压U i 10mV，同时用示波器观察放大器输出电压u O波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述两种情况下的U O值，并用双踪示波器观察u O和u i的相位关系，记入表1－2。 表1-1 I C＝2mA 表2.1
第7章集成运算放大器的基本应用 7.1 集成运算放大器的线性应用 7.1.1 比例运算电路 7.1.2 加法运算电路 7.1.3 减法运算电路 7.1.4 积分运算电路 7.1.5 微分运算电路 7.1.6 电压—电流转换电路 7.1.7 电流—电压转换电路 7.1.8 有源滤波器 *7.1.9 精密整流电路 7.2 集成运放的非线性应用 7.2.1 单门限电压比较器 7.2.2 滞回电压比较器 7.3 集成运放的使用常识 7.3.1 合理选用集成运放型号 7.3.2 集成运放的引脚功能 7.3.3 消振和调零 7.3.4 保护 本章重点: 1. 集成运算放大器的线性应用：比例运算电路、加减法运算电路、积分微分运算电路、一阶有源滤波器、二阶有源滤波器 2. 集成运算放大器的非线性应用：单门限电压比较器、滞回比较器 本章难点: 1. 虚断和虚短概念的灵活应用 2. 集成运算放大器的非线性应用 3. 集成运算放大器的组成与调试 集成运算放大器(简称集成运放)在科技领域得到广泛的应用，形成了各种各样的应用电路。从其功能上来分，可分为信号运算电路、信号处理电路和信号产生电路。从本章开始和以后的相关章节分别介绍它们的应用。 7.1 集成运算放大器的线性应用
集成运算放大器的线性应用 7.1.1 比例运算电路 1. 同相比例运算电路 (点击查看大图)反馈方式：电压串联负反馈 因为有负反馈，利用虚短和虚断 虚短: u-= u+= u i
虚断: i +=i i- =0 ， i 1 =i f 电压放大倍数: 平衡电阻R=R f//R1 2. 反相比例运算 (点击查看大图)反馈方式：电压并联负反馈 因为有负反馈，利用虚短和虚断 i - =i+= 0（虚断） u + =0，u－=u+=0（虚地） i 1 =i f 电压放大倍数:
实验六场效应管放大器 一、实验目的 1、了解结型场效应管的性能和特点 2、进一步熟悉放大器动态参数的测试方法 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、万用表 3、信号发生器 三、实验原理 实验电路如下图所示：
图6-1 场效应管是一种电压控制型器件。按结构可分为结型和绝缘栅型两种类型。由于场效应管栅源之间处于绝缘或反向偏置，所以输入电阻很高（一般可达上百兆欧）又由于场效应管是一种多数载流子控制器件，因此热稳定性好，抗辐射能力强，噪声系数小。加之制造工艺较简单，便于大规模集成，因此得到越来越广泛的应用。 1、结型场效应管的特性和参数 场效应管的特性主要有输出特性和转移特性。图6－2所示为N 沟道结 图6－2 3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线 型场效应管3DJ6F 的输出特性和转移特性曲线。 其直流参数主要有饱和漏极电流I DSS ，夹断电压U P 等；交流参数主要有低频跨导 常数U △U △I g DS GS D m == 表6－1列出了3DJ6F 的典型参数值及测试条件。
表6－1 2、场效应管放大器性能分析 图6－1为结型场效应管组成的共源级放大电路。其静态工作点 2 P GS DSS D )U U (1I I - = 中频电压放大倍数 A V ＝－g m R L ＇＝－g m R D // R L 输入电阻 R i ＝R G ＋R g1 // R g2 输出电阻 R O ≈R D 式中跨导g m 可由特性曲线用作图法求得，或用公式 )U U (1U 2I g P GS P DSS m -- = 计算。但要注意，计算时U GS 要用静态工作点处之数值。 3、输入电阻的测量方法 场效应管放大器的静态工作点、电压放大倍数和输出电阻的测量方法，与实验二中晶体管放大器的测量方法相同。其输入电阻的测量， S D DD g2 g1g1 S G GS R I U R R R U U U -+= -=
一，测量放大电路的基本要求与类型： 1模拟式测量电路的基本组成 增量码数字式测量电路的基本组成： 测量电路的要求： 1. 精度高：低噪声和高抗干扰能力，低漂移，高稳定性，线性与保证度好 2. 动态性能好:响应快，动态失真小 3. 高的识别和分辨能力 4. 转换灵活：信号的处理与运算量程变化，电量参数转换，模数与数模转换 5. 有合适的输入和输出阻抗 6. 可靠性高 7. 经济性好 隔离放大电路：1.抗干扰 2防止漏电，确保安全 3保护低电压测量电路 低漂移集成运算放大电路：1.输出稳定。两个放大器轮换工作，总有一个进行放大输出。优于由通用运放组成的电路 2.共模抑制能力不强 （减小运算放大器的失调和低频干扰引起的零点漂移） 高共模抑制比放大电路：（用来抑制传感器输出共模电压（包括干扰电压）的放大电路称为高共模抑制比放大电路。 ）1来自传感器的信号通常伴有较大的共模电压2采用差动输入的方法可以抑制共模信号 3一般运放的共模抑制比为80db 左右，4采用若干个运放可以构成具有更高的共模抑制比的放大电路 传感器 量程切换电 路 放大器 解调器 信号分离电路 运算电路 模数转换电路 计算机 显示执行机构 振荡器 电源 电路 传 感 器 显示执行机构 计 算 机 锁 存 器 计 数 器 变换电路 脉冲当量 放 大 器 整形电路 细分电路 辨向电路 指令传感器 电路 手动采样 锁 存 指 令
高输入阻抗电路：某些传感器的输出阻抗很高，如电容式、压电式，达到108Ω。 自举式组合高输入阻抗电路：Ri=(R 1R)/(R - R 1)（当R=R1时输入阻抗无穷大） U O = - R 2/R 1(U i ) 电桥放大电路：由传感器电桥和运算放大器组成的放大电路或由传感器和运算放大器构成的电桥都称为电桥放大电路 应用场合：应用于电参量式传感器，如电感式、电阻应变式、电容式传感器等，经常通过电桥转换电路输出电压或电流信号，并用运算放大器作进一步放大，或由传感器和运算放大器直接构成电桥放大电路，输出放大了的电压信号。 特点：1.增益与桥臂电阻无关2.增益比较稳定3，电源要浮置 4.只有当δ<<1时，uo 才与δ近似呈线形关系 线形电桥放大电路： 特点：1.输出电压uo 与δ呈线形关系 2.共模抑止能力较强 3．量程大 4.灵敏度较低 四．什么是信号调制？ 调制就是用一个信号（称为调制信号）去控制另一个做为载体的信号（称为载波信号），让后者的某一特征参数按前者变化。 解调 在将测量信号调制，并将它和噪声分离，放大等处理后，还要从已经调制的信号中提取反映被测量值的测量信号，这一过程称为解调。 调制的功用：在测控系统中，进入测控电路的除了传感器输出的测量信号外，还往往有各种噪声。而传感器的输出信号一般又很微弱，将测量信号从含有噪声的信号中分离出来是测控电路的一项重要任务。为了便于区别信号与噪声，往往给测量信号赋予一定特征，这就是调制的主要功用。 测控系统中常用的信号调制的方法：在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽 u R R R R u o 3 12 3 +-=
1前言1 2二级运算放大器电路 1 2.1电路结构 1 2.2设计指标 2 3 Cadence仿真软件 3 3.1 schematic原理图绘制 3 3.2 生成测试电路 3 3.3 电路的仿真与分析 4 3.1.1直流仿真 4 3.1.2交流仿真 4 3.4 版图绘制 5 3.4.1差分对版图设计 6 3.4.2电流源版图设计 7 3.4.3负载MOS管版图设计 7 3.5 DRC & LVS版图验证 8 3.5.1 DRC验证 8 3.5.2 LVS验证 8 4结论 9 5参考文献 9
本文利用cadence软件简述了二级运算放大器的电路仿真和版图设计。以传统的二级运算放大器为例，在ADE电路仿真中实现0.16umCMOS工艺，输入直流电源为5v，直流电流源范围27~50uA,根据电路知识，设置各个MOS管合适的宽长比，调节弥勒电容的大小，进入stectre仿真使运放增益达到40db，截止带宽达到80MHz和相位裕度至少为60。。版图设计要求DRC验证0错误，LVS验证使电路图与提取的版图相匹配，观看输出报告，要求验证比对结果一一对应。 关键词：cadence仿真，设计指标，版图验证。 Abstract In this paper, the circuit simulation and layout design of two stage operational amplifier are briefly described by using cadence software. In the traditional two stage operational amplifier as an example, the realization of 0.16umCMOS technology in ADE circuit simulation, the input DC power supply 5V DC current source 27~50uA, according to the circuit knowledge, set up each MOS tube suitable ratio of width and length, the size of the capacitor into the regulation of Maitreya, the simulation of stectre amplifier gain reaches 40dB, the cut-off bandwidth reaches 80MHz and the phase margin of at least 60.. The layout design requires DRC to verify 0 errors, and LVS validation makes the circuit map matching the extracted layout, viewing the output report, and requiring verification to verify the comparison results one by one. Key words: cadence simulation, design index, layout verification.
集成运放基本应用之一—模拟运算电路
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实验十二集成运放基本应用之一——模拟运算电路 一、实验目的 1、了解并掌握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原理与功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验原理 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 理想运算放大器特性： 在大多数情况下，将运放视为理想运放，就是将运放的各项技术指标理想化，满足下列条件的运算放大器称为理想运放： 开环电压增益A ud=∞ 输入阻抗r i=∞ 输出阻抗r o=0 带宽f BW=∞ 失调与漂移均为零等。 理想运放在线性应用时的两个重要特性： （1）输出电压U O与输入电压之间满足关系式 U O＝A ud（U+－U－） 由于A ud=∞，而U O为有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。
（2）由于r i =∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB ＝0，称为“虚断”。这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则，可简化运放电路的计算。 基本运算电路 1) 反相比例运算电路 电路如图5－1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 为了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R 2＝R 1 // R F 。 图5－1 反相比例运算电路 图5－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图5－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为 )U R R U R R ( U i22 F i11F O +-= R 3＝R 1 / R 2 // R F 3) 同相比例运算电路 图5－3(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 i 1 F O )U R R (1U + = R 2＝R 1 / R F 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图5－3(b)所示的电压跟随器。图中R 2＝R F ， i 1 F O U R R U -=
实验五 集成运算放大器参数测试 一、实验目的： 1．通过对集成运算放大器741参数的测试，了解集成运算放大器组件主要参数的定义和表示方法。 2．掌握运算放大器主要参数的测试方法。 二、实验原理： 集成运算放大器是一种使用广泛的线性集成电路器件，和其它电子器件一样，其特性是通过性能参数来表示的。集成电路生产厂家为描述其生产的集成电路器件的特性，通过大量的测试，为各种型号的集成电路制定了性能指标。运算放大器的性能参数可以使用专用的测试仪器进行测试（“运算放大器性能参数测试仪”），也可以根据参数的定义，采用一些简易的方法进行测试。本次实验是学习使用常规仪表，对运算放大器的一些重要参数进行简易测试的方法。 实验中采用的集成运算放大器型号为741，其引脚排列如图5.1所示。它是一种八脚双列直插式器件，其引脚定义如下： ①、⑤调零端； 图 5.1 741引脚 ②反相输入端； ③同相输入端； ④电源负极； ⑥输出端； ⑦电源正极； ⑧空脚。 以下为主要参数的测试方法： 1．输入失调电压： 理想运算放大器，当输入信号为零时其输出也为零。但在真实的集
成电路器件中，由于输入级的差动放大电路总会存在一些不对称的现象（由晶体管组成的差动输入级，不对称的主要原因是两个差放管的U BE 不相等），使得输入为零时，输出不为零。这种输入为零而输出不为零的现象称为“失调”。为讨论方便，人们将由于器件内部的不对称所造成的失调现象，看成是由于外部存在一个误差电压而造成，这个外部的误差电压叫做“输入失调电压”，记作U IO或V OS。 输入失调电压在数值上等于输入为零时的输出电压除以运算放大器的开环电压放大倍数： 式中：U IO — 输入失调电压 U OO — 输入为零时的输出电压值 A od — 运算放大器的开环电压放大倍数 本次实验采用的失调电压测试电路如图5.2所示。闭合开关K1及K2， 使电阻R B短接，测量此时的输出电压U O1即为输出失调电压，则输入失调电压 图5.2 U IO，I IO测试电路 实际测出的U O1可能为正，也可能为负，高质量的运算放大器U IO一般在1mV以下。 测试中应注意： ①要求电阻R1和R2，R3和R F的阻值精确配对。 2．输入失调电流I IO 当输入信号为的零时，运放两个输入端的输入偏置电流之差称为输入失调电流，记为I IO（有的资料中使用符号I OS）。 式中：I B1，I B2分别是运算放大器两个输入端的输入偏置电流。 输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级的两个晶体管的失配度，由于I B1，I B2本身的数值已很小（μA或nA级），因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如图5.2所示，测试分两步进行：1）闭合开关K1及K2，将两个R B短路。在低输入电阻下，测出输出
晶体管放大电路实验报告 篇一：晶体管单级放大器实验报告 晶体管单级放大器 一. 试验目的 （1）掌握Multisium11.0仿真软件分析单级放大器主要性能指标的方法。 （2）掌握晶体管放大器静态工作点的测试和调整方法，观察静态工作点对放大器输 出波形的影响。 （3）测量放大器的放大倍数，输入电阻和输出电阻。 二. 试验原理及电路 VBQ=RB2VCC/(RB1+RB2) ICQ=IEQ=(VBQ-VBEQ)/RE IBQ=ICQ/β; VCEQ=VCC-ICQ(RC+RE) 晶体管单级放大器 1. 静态工作点的选择和测量 放大器的基本任务是不失真的放大信号。为了获得最大输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线交流负载线的中点。若工作点选的太高会饱和失真；选的太低会截止失真。静态工作点的测量是指接通电源电压后放大器不加信号，测量晶体管集电极电流ICQ和管压降VCEQ。 本试验中，静态工作点的调整就是用示波器观察输出波
形，让信号达到最大限度的不失真。当搭接好电路，在输入端引入正弦信号，用示波器输出。静态工作点具体调整步骤如下： 具有最大动态范围的静态工作点图 根据示波器观察到的 现象，做出不同的调 整，反复进行。当加大输入信号，两种失真同时出现，减小输入信号，两种(本文来自：https://www.doczj.com/doc/166278914.html, 小草范文网:晶体管放大电路实验报告)失真同时消失，可以认为此时静态工作点正好处于交流负载线的中点，这就是静态工作点。去点信号源，测量此时的VCQ，就得到了静态工作点。 2. 电压放大倍数的测量 电压放大倍数是输出电压V0与输入电压Vi之比Av=V0/Vi 3、输入电阻和输出电阻的测量 （1）输入电阻。放大电路的输入电阻Ri可用电流电压法测量求得，测试电路如图 2.1-3（a）所示。在输入回路中串接一外接电阻R=1KΩ，用示波器分别测出电阻两端的电压Vs和Vi，则可求得放大电路的输入电阻Ri为 (a) (b) o VO
实验名称 集成运算放大器的基本应用 一.实验目的 1.掌握集成运算放大器的正确使用方法。 2.掌握用集成运算放大器构成各种基本运算电路的方法。 3.学习正确使用示波器交流输入方式和直流输入方式观察波形的方法，重点掌握积分输入，输出波形的测量和描绘方法。 二.实验元器件 集成运算放大器 LM324 1片 电位器 1k Ω 1只 电阻 100k Ω 2只；10k Ω 3只；5.1k Ω 1只；9k Ω 1只 电容 0.01μf 1只 三、预习要求 1.复习由运算放大器组成的反相比例、反相加法、减法、比例积分运算电路的工作原理。 2.写出上述四种运算电路的vi 、vo 关系表达式。 3.实验前计算好实验内容中得有关理论值，以便与实验测量结果作比较。 4.自拟实验数据表格。 四.实验原理及参考电路 本实验采用LM324集成运算放大器和外接电阻、电容等构成基本运算电路。 1. 反向比例运算 反向比例运算电路如图1所示，设组件LM324为理想器件，则 11 0υυR R f -=
R f 100k R 1 10k A 10k R L v o v 1 R 9k 图1 其输入电阻1R R if ≈，图中1//R R R f ='。 由上式可知，改变电阻f R 和1R 的比值，就改变了运算放大器的闭环增益vf A 。 在选择电路参数是应考虑： ○ 1根据增益，确定f R 与1R 的比值，因为 1 R R A f vf - = 所以，在具体确定f R 和1R 的比值时应考虑；若f R 太大，则1R 亦大，这样容易引起较大的失调温漂；若f R 太小，则1R 亦小，输入电阻if R 也小，可能满足不了高输入阻抗的要求，故一般取f R 为几十千欧至几百千欧。 若对放大器输入电阻有要求，则可根据1R R i =先确定1R ，再求f R 。 ○ 2运算放大器同相输入端外接电阻R '是直流补偿电阻，可减小运算放大器偏执电流产生的不良影响，一般取1//R R R f ='，由于反向比例运算电路属于电压并联负反馈，其输入、输出阻抗均较低。 本次试验中所选用电阻在电路图中已给出。 2. 反向比例加法运算 反向比例加法运算电路如图2所示，当运算放大器开环增益足够大时，其输入端为“虚地”，11v 和12v 均可通过1R 、2R 转换成电流，实现代数相加，其输出电压 ??? ??+-=122111 v R R v R R v f f o 当R R R ==21时 ()1211v v R R v f o +- = 为保证运算精度，除尽量选用精度高的集成运算放大器外，还应精心挑选精度高、稳定性好的电阻。f R 与R 的取值范围可参照反比例运算电路的选取范围。 同理，图中的21////R R R R f ='。