《电子技术实验》课程讲稿---模拟部分实验一 集成运算放大器的基本应用(I)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。
集成运算放大器配接不同的外围元件可以方便灵活地实现各种不同的运算电路（线性放大和非线性电路）。
用运算放大器组成的运算电路（也叫运算器），可以实现输入信号和输出信号之间的数学运算和函数关系，是运算放大器的基本用途之一，这些运算器包括比例器、加法器、减法器、对数运算器、积分器、微分器、模拟乘法器等各种模拟运算功能电路。
(1) 反相比例运算电路电路如图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1 反相比例运算电路(2) 同相比例运算电路图2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 U 11=+=i 1FO )U R R (1U R 2＝R 1// R F 2 36 7418iU 10-=-=i 1FO U R R U图2 同相比例运算电路三 实验设备与器件1. ±12V 直流电源2. 函数信号发生器3. 交流毫伏表4. 直流电压表5. 集成运算放大器OP07×19.1K Ω、10 K Ω、100 K Ω电阻各1个，导线若干。
四 实验内容实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。
1. 反相比例运算电路(1) 按图1连接实验电路，接通±12V 电源。
(2) 输入f ＝1000Hz ，U ipp ＝0.5V 的正弦交流信号，测量相应的U opp ，并用示波器观察u o 和u i 的相位关系，记入表1。
表1 U ipp ＝0.5V ，f ＝1000Hz2. 同相比例运算电路(1) 按图2连接实验电路。
实验步骤同内容1，将结果记入表2。
表2 U ipp ＝0.5V f ＝1000Hz2 318 4673.(1)设计电路，检测运放开环放大性能，画出转移特性曲线；(2)通过实验对比，探讨反相比例运算放大器电路中，各电阻取值变化对电路的影响；（3）通过实验对比，探讨同相比例运算放大器电路中，各电阻取值变化对电路的影响；（4）设计积分电路，描绘其性能。
五实验总结1. 整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相位关系）。
2. 将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。
3. 分析讨论实验中出现的现象和问题。
六预习要求1. 复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理论值。
2. 为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？实验二晶体管共射极单管放大器一实验目的1. 学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。
2. 掌握放大器静态工作点、电压放大倍数、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。
二实验原理图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R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E1和R F1，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u i 后，在放大器的输出端便可得到一个与u i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。
图1 共射极单管放大器实验电路在图1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的基极电流I B 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算CC B2B1B1B U R R R U +≈U CE ＝U CC －I C （R C ＋F1E1R R +） 电压放大倍数20)1( // 1-≈++-=F R βbe LC V r R R βA实验时不接负载，即R L 为无穷大。
输入电阻 R i ＝211////])1(B B F R R R β++be [r 输出电阻 R O ≈R C三、实验设备与器件1. ＋12V 直流电源2. 函数信号发生器3. 双踪示波器4. 交流毫伏表5. 直流电压表6. 直流毫安表7. 频率计8. 万用电表9. 晶体三极管3DG6×1(β＝50～100)或9011×1 （管脚排列如图6所示） 电阻器、电容器若干 四 实验内容1. 调试静态工作点CF1E1BEB E I R R U U I ≈+-≈为避免放大器的输出电压出现饱和失真或截止失真，应将放大器的静态工作点调试到合适的位置，即将Ic 或U CE 调试到合适的值，这可以通过改变电路参数Ucc 、Rc 、R B1和R B2来实现。
本实验中通过改变R B2的值将静态工作点调节到尽量靠近交流负载线的中点。
接通＋12V 电源、调节R W ，使I C ≈I E ＝2mA （即U E ＝2.2V ）。
用直流电压表测量U B 、U E 、U C 的值，记入表1中。
其中CCCC C R V V I -=。
表1 静态工作点测试2. 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s u ，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压s u 为800mVpp ，同时用示波器观察放大器输出电压o u 波形，若察o u 不失真，在示波器上读取i u和o u 的值，并观察i u 和o u 的相位关系，记入表2。
表2 电压放大倍数测量（s u =800mVpp ）（1）记录I C ＝2mA 时U CE 的值（在测量表1时已调好，直接填入表3第一行即可）。
（2）保持s u =800mVpp ，调节R W ，在示波器上观察到饱和失真，并测出失真情况下的静态工作点值，记入表3第二行中。
（U CE =U C -U E ， ） （3）保持s u =800mVpp ，调节Rw ，在示波器上观察到截止失真，并测出失真情况下的静态工作点值，记入表3第三行中。
（U CE =U C -U E ， ）表3 静态工作点对输出波形失真的影响CCCCC R V V I -=CCCC C R V V I -=61. 阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。
假设：3DG6 的β＝100，R B1＝20KΩ，R B2＝60KΩ，R C＝2.4KΩ，R L＝2.4KΩ。
估算放大器的静态工作点，电压放大倍数A V，输入电阻R i和输出电阻R O2. 阅读实验附录中有关放大器干扰和自激振荡消除内容。
3. 改变静态工作点对放大器的输入电阻R i有否影响？改变外接电阻R L对输出电阻R O有否影响？4. 在测试A V，R i和R O时怎样选择输入信号的大小和频率？为什么信号频率一般选1KHz，而不选100KHz或更高？5. 测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表、示波器中任一仪器的二个测试端子接线换位（即各仪器的接地端不再连在一起），将会出现什么问题？6. 熟悉直流电流表、直流电压表、信号发生器、波特图仪、示波器、仿真仪器仪表的使用.7实验总结1. 列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数之值与理论计算值及仿真值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因。
2. 讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。
3. 分析讨论在调试过程中出现的问题。
实验三负反馈放大器6.4.1 实验目的加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。
6.4.2 实验原理负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。
因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。
本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
图1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端，加在晶体管T 1的发射极上，在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。
根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。
主要性能指标如下 (1) 闭环电压放大倍数VV VVf F A 1A A +=其中 A V ＝U O ／U i — 基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大倍数。
1＋A V F V — 反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。
图1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器(2)反馈系数F1f F1V R R R F +=(3) 输入电阻R if ＝(1＋A V F V )R iR i — 基本放大器的输入电阻(4) 输出电阻VVO OOf F A 1R R +=R O — 基本放大器的输出电阻A VO — 基本放大器R L ＝∞时的电压放大倍数 6.4.3实验设备与器件1. ＋12V 直流电源2. 函数信号发生器3. 双踪示波器4. 频率计5. 交流毫伏表6. 直流电压表7. 晶体三极管3DG6×2(β＝50～100)或9011×2 电阻器、电容器若干。
6.4.4实验内容 1. 测量静态工作点（1）按图1连接实验电路，取U CC ＝＋12V ，先不加交流输入信号。
（2）上面的开关（开关1）通，下面的开关（开关2）断。
（3）调节R W1使得V B1为3V 左右。
（4）调节R W2使得V B2为3V 左右。
（5）用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表1。
表1 实验数据记录111C C CC C R V I -=，222C C CC C R I -=2. 测试基本放大器的各项性能指标(1) 测量基本放大器中频电压放大倍数A V ，输入电阻R i 和输出电阻R O 。
①开关1通，开关2断，即接成基本放大器。
从信号发生器接入频率Z kH f 1=,mV Us 5=的正弦信号(用交流毫伏表测量，5mv 为有效值)。
接入2.4K 的负载，此时用交流毫伏表测量U S 、U i 、U L （U L 即为接入负载后的uo ），记入表2基本放大器一栏。
②保持U S 不变，断开负载电阻R L （将2.4k 负载电阻拔出），测量空载时的输出电压U O ，记入表2基本放大器一栏。
③根据公式计算出Av ，Ri ，Ro 的值。
表2 实验数据记录V i O①开关1通，开关2通，即接成负反馈放大器。
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