模电实验答案 华工版

2． （1） 通过数据可以看出，最大输出电压与电源电压有很大关系。 电源越大，运算放大器的动态输出范围越大，但始终比电源电压 略小。 实验测得最大输出电压的峰峰值比电源电压小 2V 左右 （放 大倍数较小时） ，这是由于输出电压受集成块输出级三极管饱和 压降的影响和取样电阻分压作用，因此峰峰值不可能达到 VCC 的 值。 （2） 最大输出电压与输入信号频率成反比，由《模电》课本 P23 的公式
实验报告简要分析及参考答案
以下为简要分析，答题时请详细规范作答——
实验一 P178：交流毫伏表的使用
仪器的使用
（1）将信号发生器输出值与毫伏表测量值相比较，得到的结论 是：信号发生器输出的电压是用峰峰值表示的，而毫伏表 测量的电压是用有效值表示的，正弦波峰峰值电压是有效 值电压的 2
2 倍。
（2）用毫伏表的 MANU 和 AUTO 模式测量信号发生器的输出 电压，其不同之处是：用 MANU 模式测量时要把量程旋钮置 于合适的量程才能显示正确的测量电压；AUTO 模式则自动 显示测量电压。 P178：思考题 1． 因为交流毫伏表的电压测量范围为 100UA～300V，它能感应 并测量仪器周围很微弱的干扰信号， 所以交流毫伏表一接通电源 显示屏上就有数码显示。 2． 图（a） ： （1）调节触发方式选择开关在 AUTO 状态； （2）调节垂直位移旋钮在适当的位置； （3）调节亮度旋钮在适当的位置。 图（b） ： （1）T/DIV 旋钮不要置于 X-Y 显示方式；
大电路的研究 1． 克服交越失真的方法是给功率管加上一定的偏置使其工作 于微电流的甲乙类状态，本电路由 R1、R2、R3、RW3 及 T4 组 成复合管的偏置电路(VBE 扩大电路),给两对复合管提供一定偏 置,使他们工作于微小的甲乙类状态,从而克服交越失真. 2． 理论输出功率与实际测量功率有较大的误差,这是因为： ① 功率管不能完全工作于极限状态,其有饱和压降； ② 为了消除交越失真,管子工作于微小的甲乙类状态 ③ 电路中 0.5 欧姆 2.4 欧姆的限流电阻碍电阻消耗功率 ④ 所测的电流包括前置级和推动级。 功率、效率与负载的关系由公式 4-18： 可知，输出功率与负载成反比 由公式 4-22 和 4-23： max
2． 因为有 Av RL ，而 rbe 300 (1 ) 26 ，考虑到 (1 ) 26 300 ， 所
rbe
IE
IE
以 有 rbe 26 得出： AV
IC
R I RL L C 26 26 IC
。即在一定范围内，AV 与工作
点电流 ICQ 成正比。

元件的识别与测量
用两手抓住表笔捏紧电阻两端测量其阻值,相当于把人体的电 阻与所测电阻并联，所测电阻越大，影响越大，测量值越小。 P181 6（2） 用×100 档测出的阻值小，而用×1K 档测出的阻值大。因 为万用表不同的欧姆档流出的电流不同，×100 档时流出的电 流大，×1K 档时流出的电流小。 当用不同的欧姆档测量同一只二极管时，由于二极管是非线 性元件，等效电阻不是一个固定值，其值随电流的改变而改变， 所以当用不同的量程测其正、反向电阻值时，测量值也不同。
P183：思考题 用×1 档电流大，×10k 档电压大，都容易烧坏晶体管。模拟 万用表回路电流是从黑表笔流出； 数字万用表回路电流是从红表 笔流出。
实验三 P184 4.（1）
测量实践初步
（1）直流电压测量可选用示波器和万用表。万用表测量较准确。 （2）交流电压频率的测量可选用示波器，电压的测量可选用交 流毫伏表。 P185 4.（4） ① 根据表 7-3-4 的数据和图 5-3-3， 用 500 型模拟万用表采用直 接测量法测量电压 VBEQ 较准确。 ② 用 500 型模拟万用表采用间接法测量 VBEQ 时，由于模拟万 用表内阻为 2.5×20kΩ=50kΩ，现用 2.5V 档来测量 VBQ 时，相当 于在 R2 上并上一个 50kΩ 的电阻， 其等效电阻为 50kΩ//R2， 减小 了下偏置电阻， 使 VBQ 减小， 导致 VBQ 误差较大， 而测量 VEQ 时， 模拟万用表内阻比 Re1〃大得多，对 VEQ 影响不大，所以用模拟 万用表采用间接法测量 VBEQ 时，测得的结果误差大。
当采用直接法测量 VBEQ 时，万用表内阻比三极管 BE 极电阻 大得多， 对 VBEQ 影响不大。 所以用模拟万用表直接测量 VBEQ 时， 测得的结果误差不大。 用数字万用表采用两种测量法测量 VBEQ 时，由于其内阻为 10M，远大于 R2、Re1〃和三极管 BE 极电阻，所以用数字万用表 采用两种测量法测量并无多大差别。
RO=RC//rce，因为 rce>>RC，所以 RO 约等于 RC； 而 Ri Rb // Ri' Rb //( rbe (1 ) Re ) ，因为 rbe 随着 ICQ 增大而减小， 所以 Ri 随着 ICQ 增大而减小。 3． 能用数字万用表测量放大电路的增益， 不能用数字万用表测 量放大电路的幅频特性，因为数字万用表频率测量范围小于 5KHZ。
若
是
一
个
同
相
的
信
号
，
则
有
：
VO 3 (0.9Sinwt ) 2 (0.6Sinwt ) 1.5Sinwt
（1）
若存在一个相位差，设相位差为 ，则有：
VO 3 (0.9Sinwt ) 2 0.6Sin(wt ) 2.7Sinwt 1.2Sin(wt )
（2） 只有当 2n 时，才和上式（1）结果相同。
实验 5
单级放大电路的研究
思考题： 1． 静态工作点Q选择过高或过低,都会出现失真: 静态工作点过高（VCE 太大，ICQ 太小）引起截止失真，如下 图中 Q2 点所示。静态工作点过低（VCE 太小，ICQ 太大）引起饱 和失真，如下图中 Q3 点所示。静态工作点调节不当将使放大器 的动态范围变小。当使静态工作点调节到合适的位置时，电压输 出一个最大的不失真波形，此时放大器有最大的动态范围。静态 工作点过高或过低，动态范围都较小。
PO P o max 78.5% 4 Pdc 4 Po max
Po max
2 VCC 8RL

max
2 2 VO / RL VO VCC I CO VCC I CO RL
可知，理论上效率与负载无关.效率约为 78%. 从公式也可看出 RL 越大，ICQ 越小，但从表 1-6-2 测量结 果表明,负载越大,效率略有增加,这是由于 2.4 欧姆 限流电阻的 存在。
显然,vi 的大小（即毫伏表测量值）随 Ri 而变化,并不总是与 信号源表头上的读数相同。只有输出开路(相当于 Ri=∞)时，vi 才等于 vS。
P186：思考题 1． 准确测量 10kHZ 的正弦波信号电压应选用毫伏表。 因为模拟 万用表频率测量范围只有 1KHZ 左右，数字万用表频率测量范围 只有 5KHZ 左右，而用示波器测量时，误差较大。 2． 用双踪示波器测量 RC 移相网络的相位时，为在荧光屏上得 到稳定波形，应怎样设置下列开关的位置？ 工作方式开关选择（交替或断续） 触发方式开关选择（自动） 触发源开关选择（内） 内触发开关选择（CH1 或 CH2） ； 组合方式只用于观察不同类型的波形，例如，观察正弦波与 三角波的波形。 调整（触发电平控制）开关， 令波形稳定显示。
C2 (3 ~ 10) / 2 πf L ( RC RL )
Ce (1 ~ 3) / 2 πf L Re1 //( RS Ri1 ) /(1 ) (1 ~ 3) / 2 πf L Re1
CO (1 ~ 3) / 2 πf H RL
可知，当下限频率不符合要求时，可改变 C1、C2、Ce 的值； 当上限频率不符合要求时， 由于三极管固定且影响到整个电路的静态工作点， 因此一般通过 调整 CO 来改变 fH。若电 路无电容负载，可在电路中的负载电阻 RL 上并联一个小容量的 电容（其值计算得出） 。 3． 放大器无输出信号故障可能出在： （1）信号发生器与放大电路的连接线开路，或放大电路与示波 器的连接线开路。 （2）电容 C1、C2 开路或电容 C1 极性接反。上述两种情况导致 交流通路不通， 输入信号无法通过放大器或无法把放大信号送到 示波器。 4． 放大器电压增益太低，故障可能出在：电容 Ce 开路，使电 路变为电流串联负反馈，使放大倍数降低。 5． 参考《模电》课本 P7 倒数第四行。
S R 2f max Vo max
可知，SR 是一个定值，当输入信号频率越高时，则最大输 出电压越小。 （3） 最大输出电压与负载成正比，负载越大，运算放大器的动态 输出范围越大。
（选做题） 用不同的信号源分别作为电路的两个输入电压， 观察输出波 形， 可能会出现输出电压幅度与理论值不一样或者波形不能稳定 的情况。原因：两个信号源存在一个相位差。 （可作图描述）
（2）扫描时间选择旋钮的扫描频率不要选得太高， 图（c） ： 3． 示波器的红夹子应于毫伏表测试线上的红夹子相接，示波器 的黑夹子应于毫伏表的黑夹子相接。如果互换使用将引入干扰， 产生较大的测量误差，甚至不能测量。原因参阅课本 P10。 调节聚焦和垂直位移旋钮在适当的位置。
实验二 P180 4.（2）
P185 4． （5） 由数据可知：负载越大，交流毫伏表测量值越接近信号源显 示电压。因为信号源有内 阻 RS=50Ω，与被测电路连接后，如下图所示，RS 分压，分压电 压为 vs
Rs vs ，被测放大电路输入端所获得的电压（即毫伏表 Ri Rs Ri vs Ri Rs
测量值）为 vi
4． 电路 AV 随 C1、C2、CE 及三极管结电容，负载电容 CO 的影 响，AV 随 f 的变化而变化。低频端：当 f 较低时，C1、C2、的 容抗增大，分压作用增强，使 AV 下降；而 CE 在 f 较低时容抗较 大， 低频信号不能旁路而直接流过发射极电阻， 引起交流负反馈， 使 AV 下降。高频端：当 f 较高时，晶体管高频特性不好，受其 结电容的影响；特别是 CO 容抗减小,对高频信号引起分流作用， 使 AV 下降。 实验 6 两级放大电路的设计 1． 参考 P85 2． 由电容的设计公式： C1 (3 ~ 10) / 2πf L ( RS Ri1 ) 4.（1）.的内容。