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1、河海大学文天学院电子技术实验指导书模拟电子技术王飞2014.2实验一晶晶体管单单管放大大电路一、实验验目的 1学学习放大大电路静静态工作作点调试试方法,分分析静态态工作点点对放大大电路性性能的影影响。2学习习放大电电路电压压放大倍倍数及最最大不失失真输出出电压的的测量方方法。3测量量放大电电路输入入、输出出电阻。4进一一步熟悉悉各种电电子仪器器的使用用。二、实验验原理图111为电阻阻分压式式静态工工作点稳稳定放大大电路,它它的偏置置电路采采用RB1 = RWW1 + R33和RB2 = RWW2 + R44组成的的分压电电路,并并在发射射级中接接有电阻阻RE = R6,用来来稳定静静态工作作点
2、。当当在放大大电路输输入端输输入信号号Ui后,在在放大电电路输出出端便可可得到与与Ui相位相相反、被被放大了了的输出出信号UU0,实现现了电压压放大。R1和R2组成输入信号的分压电路,其目的是防止输入信号过大,损坏三极管。图111在电路中中静态工工作点为为:动态参数数:电压放大大倍数其中输入电阻阻:若开开关合上上,即RR7短接输出电阻阻:放大电路路输入电电阻测试试方法:若输入入信号源源US经R1 = 5.11k与C1串联后后再接到到三极管管V1的基极极,测得得US和,即可可计算出出输出电阻阻可用下下式计算算:其中为RRL未接入入时(RRL = )U0之值,UU0为接入入RL时U0之值。1静态态
3、工作点点的测试试 1)静静态工作作点的测测量放大电路路的静态态工作点点是指在在放大电电路输入入端不加加输入信信号Ui时,在在电源电电压VCC作用用下,三三极管的的基极电电流IB,集电电极电流流IC以及集集成极与与发射极极之间的的电压UUCE等。测测量静态态工作点点时,应应使放大大电路输输入信号号Ui = 0,即即将信号号源输出出旋钮旋旋至零(通通常需将将放大电电路输入入端与地地短接)。然然后测出出IC,或测测出RE两端电电压,间间接计算算出IC来,IB = IC / b, UBE, UCEE用数字字式直流流电压表表进行测测量,在在测试中中应注意意:a) 测测量电压压UBE、UCE时,为为防止引
4、引入干扰扰,应采采用先测测量B、C、E对地的的电位后后进行计计算,即即:UBE = UUBUEUCE = UUCUE b) 为了测测量IB、IC和IE,为了了方便起起见,一一般先直直接测量量出UE后,再再由计算算得到:总之,为为了测量量静态工工作点只只需用直直流电压压表测出出UC、UB、UE即可推推算出。2)静态态工作点点的调试试:放大电路路的基本本任务是是在不失失真的前前提下,对对输入信信号进行行放大,故故设置放放大电路路静态工工作点的的原则是是:保证证输出波波形不失失真并使使放大电电路具有有较高的的电压放放大倍数数。改变电路路参数UUCC、RC、RB都将引引起静态态工作点点的变化化,通常常
5、以调节节上偏置置电阻取取得一合合适的静静态工作作点,如如图11中调节节RW1。RB1减小小将引起起IC增加,使使工作点点偏高,放放大电路路容易产产生饱和和失真,如如图12a所示,UU0负半周周被削顶顶。当RRB1增加加,则IIC减小,使使工作点点偏低,放放大电路路容易产产生截止止失真,如如图12b所示。UU0正半周周被缩顶顶。适当当调节RRb1可得得到合适适的静态态工作点点。图1222电压压放大倍倍数的测测量测量电压压放大倍倍数的前前提是放放大电路路输出波波形不应应失真,在在测量时时应同时时观察输输出电压压波形。在在U0不失真真条件下下分别测测量输出出电压UU0和输入入电压UUi的值,则则:。
6、电压放大大倍数大大小和静静态工作作点位置置有关,因因此在测测量前应应先调试试好一定定的静态态工作点点。3最大大不失真真输出电电压的测测量为了在动动态时获获得最大大不失真真输出电电压,静静态工作作点应尽尽可能选选在交流流负载线线中点,因因此在上上述调试试静态工工作点的的基础上上,应尽尽量加大大Ui,同时时适当调调节偏置置电阻RRB1(RW1),若若加大UUi先出现现饱和失失真,说说明静态态工作点点太高,应应将RB1增大大,使IIC小下来来,即静静态工作作点低下下来。若若加大UUi时先出出现截止止失真,则则说明静静态工作作点太低低,应减减小RB1使IC增大。直直至当UUi增大时时截止失失真和饱饱和
7、失真真几乎同同时出现现,此时时的静态态工作点点即在交交流负载载线中点点。这时时,再慢慢慢减小小Ui,当刚刚刚出现现输出电电压不失失真时,此此时的输输出电压压即为最最大不失失真输出出。三、实验验设备及及所用组组件箱名称数量备注模拟(模模数综合合)电子子技术实实验箱1数字式直直流电压压、电流流表1函数发生生器及数数字频率率计1电子管毫毫伏表1双踪电子子示波器器1四、实验验步骤 1用用图示仪仪测量所所用管子子的b值测量VCCE = 6VV, IIC = 1mAA和IC = 3mAA时的b值。b1 = 2静态态工作点点测试:a) 将将三极管管V1的信号号输入端端H与地短短接(即即用一短短线将HH端接地
8、地端连通通)。用用线短接接电位器器RW2和电电阻R7。连接接R6和C2的上面面两端。b) 调调节RW1,使使IC = 2mAA,测UC、UB、UE值计入入表11中。表111 b=测量值计算值IC (mA)UC (V)UB (V)UE (V)IC (mA)UCE (V)IB (V)3电压压放大倍倍数的测测量a) 将将H、K点用一一短线接接通,保保持IC = 2mAA,调节节函数发发生器,使使其输出出正弦波波信号,频频率为ff = 1kHHz,信信号加在在US和接地地端之间间,逐渐渐加大输输出信号号幅度,使使Ui = 5mVV,(注注意:UUi是H端对地地的电压压),同同时用示示波器观观察输出出信
9、号UU0的波形形,在UU0不失真真情况下下,测量量下述二二种情况况下的UU0值。记记入表112中(1)RRC = 3.33k RLL = (2)RRC = 3.33k RLL = 2kW表122RC (kW)RL (kW)U0 (V)Ui波形形U0波形形AU图形互相相反相b) 用用示波器器观察UUi、U0间相位位关系,描描绘之。4静态态工作点点对电压压放大倍倍数的影影响使RL = ,Ui = 5mVV,用示示波器监监视U0波形,在在U0不失真真的范围围内,测测出数组组IC和U0值。记记入表113。表133IC (mV)U0 (mV)AU5最大大不失真真输出电电压的测测量使RL = ,尽尽量加大
10、大Ui,同时时调节RRW1改变变静态工工作点,使使U0波形同同时出现现削顶失失真和缩缩顶失真真,再稍稍许减小小Ui,使U0无明显显失真,测测量此时时的Uimaax和Uomxx及IC值。记记入表114。表144IC (mA)Uimaax (mV)Uomaax (V)AU6静态态工作点点对放大大电路失失真的影影响取IC = 11.5mmA,RL = ,调节节Ui,使之之略小于于Uimaax,此此时U0波形不不失真,测测量UCE和IC值,并并绘出UU0波形,调调节RW1,使使IC减小,观观察U0波形的的变化,当当U0波形出出现失真真后,绘绘出U0波形,然然后将函函数发生生器输出出信号幅幅度调节节旋钮
11、至至零,测测量此时时的UC、UCE。调节RWW1,使使IC增大,当当U0波形产产生失真真后,绘绘出U0波形,然然后将信信号源输输出旋钮钮旋至零零,测量量此时UUCE、IC值,将将上述结结果记入入表15。表155IC (mA)UCE (V)U0波形形属何种失失真7输入入电阻rri的测量量最简单的的办法是是采用如如图13所示的的串联电电阻法,在在放大电电路与信信号源之之间串入入一个已已知阻值值的电阻阻RS,通过过测出UUS和Ui的电压压来求得得ri本实验中中,用RR1代替RS,断开开H、K间短线线其余同同前面实实验,函函数发生生器输出出信号电电压US加于US和接地地端之间间(见图图21)其余余同前
12、面面实验。测测得US、Ui,记入入表16,度计计算出rri。图133测试时注注意US不应取取得太大大,以免免晶体管管工作在在非线性性区。表166 RR1 = 5.11kW,RL = 2kWUiUS计算riiU0U0L计算r008输出出电阻rr0的测量量测量输出出电阻时时的电路路如图113b所示,测测出放大大电路输输出电压压在接入入负载RRL时的值值U0和不接接负载(RL = )时的输出电压U0的变化来求得输出电阻。具体方法是将图11又恢复原状,即H、K再次短接起来,函数发生器输出从US和地端输入,且将放大电路输入信号的频率调至1kHz,幅度保持恒定(Ui约5mV)的正弦电压,用双踪示波器监视输
13、入,输出波形不失真的前提下,测得负载电阻RL接入和不接入二种情况下放大电路的输出电压U0和U0从而求得输出电阻将测到的的值记入入表16,并计计算出rr0。实验二晶晶体管多多级放大大电路一、实验验目的 1掌掌握多级级放大电电路的电电压放大大倍数的的测量方方法。2测量量多级放放大电路路的频率率特性。3了解解工作点点对动态态范围的的影响。二、实验验原理实验电路路如图221所示。总总的电压压放大倍倍数图211本实验电电路输入入端加入入了一个个的分压压器,其其目的是是为了使使交流毫毫伏表可可在同一一量程下下测US和U02,以以减少因因仪表不不同量程程带来的的附加误误差。电电阻R1、R2应选精精密电阻阻,
14、且RR2 ri11。接入入C7 = 68000pFF是为了了使放大大电路的的fh下降,便便于用一一般实验验室仪器器进行测测量。必须指出出,当改改变信号号源频率率时,其其输出电电压的大大小略有有变化,测测放大电电路幅频频特性时时,应予予以注意意。三、实验验设备及及所用组组件箱名称数量备注模拟(模模数综合合)电子子技术实实验箱1数字式直直流电压压、电流流表1函数发生生器及数数字频率率计1电子管毫毫伏表1双踪示波波器1四、实验验步骤 1实实验一中中已测了了三极管管V1的b1的值,本本实验中中再测三三极管VV2和V3的b值,记记入表221中。表211b1b2b32调节节工作点点(1)按按图31接线,图
15、图中H、K用线接接起来,RW2两端用线短接,与R7并联的小开关合上,连接R6和C2的上面两端,将V1的集电极与C4电容正极接通,就组成了图31的两级阻容耦合放大电路。(2)调调节RW1和RW3,使使IE1 11.3mmA,IE3 = 4.9mAA(通过过测量RR6、R12上电电压求得得),将将V1、V3的工作作点记入入表22。表222 工工作点测测试UB1(V)UE1(V)UC1(V)IC1(mA)UB3(V)UE3(V)UC3(V)IC3(mA)实验值表中:UUB1、UE1、UC1分别别代表三三极管VV1的基极极对地电电位,发发射极对对地及集集电极对对地电位位。 UUB3、UE3、UC3分别
16、别代表三三极管VV3的基极极、发射射极、集集电极对对地电位位,IC1为V1的集电电极电流流;IC3的集集电极电电流。3测量量放大倍倍数当输入信信号Ui的频率率f = 1KKHz,Ui的大小小应使输输出电压压不失真真,RL = 2kW时时,测试试各级放放大倍数数。测得得的数据据填入表表23。但须须注意,应应在示波波器监视视输出波波形不失失真条件件下,才才能读取取数据。表233各级放放大倍数数测试(RL = 2kW)Ui(mmV)U01(mV)U02(mV)Au1Au2Au总实验值计算值4测量量幅频特特性保持USS = 1000mV的的条件下下,改变变输入信信号的频频率,先先找出本本放大电电路的f
17、fL和fh,然后后测试多多级放大大电路的的幅频特特性。测放大电电路下限限频率ffL和上限限频率ffh的方法法是:在在测量放放大倍数数实验(3)中,已测出了中频段的电压放大倍数Au,和此时放大电路的输出电压U0 = U02的值。调节函数发生器输出正弦波频率,若先降低频率,且保持Ui大小不变,测U0的值,当输出电压的值降到中频段输出电压值的0.707倍时,此时对应的频率即为下限频率。再将信号源的频率升高,当f升高到一定值,若输出电压值再度降到中频段输出电压的0.707倍时,此时对应的频率即为上限频率fh。表244频率特特性测试试 fLL = ffh = f(Hzz)1000090060040020
18、015550k60k70k80kV02(mV)Au注:用双双对数座座标纸画画出幅频频特性5末级级动态范范围测试试(RL = 2kW)用示波器器观察UU02的波波形,输输入信号号频率ff = 1kHHz,调调节US从1000mV逐逐渐增大大,直到到U02的波波形在正正或负峰峰值附近近开始产产生削波波,这时时适当调调节RW3,直直到在某某一个UUS下,U02的波波形在正正、负峰峰值附近近同时开开始削波波,这表表明V3的静态态工作点点正好们们于动态态(交流流)负载载线的中中点。再再缓慢减减小US到U02无明明显失真真将V3的工作作点(UUB2、UC2、UE2)以以及U02PPP记入入表25中。表25
19、5末级动动态范围围测试实验值图解法实验三多多级放大大负反馈馈电路、射射级跟随随电路一、实验验目的1验证证负反馈馈对放大大器性能能(放大大倍数,频频率特性性,输出出阻抗等等)的影影响。2掌握握射极跟跟随器基基本性能能及应用用。二、实验验原理图311实验电路路如图331所示。(1)若H接K,RW2短接,K1合上,A接D,F接地,电路就成为无射极跟随无级间电压负反馈的两级阻容耦合放大器,同前一实验电路。(2)若若H接K,RW2短接接,K1断开,FF接G,A接D,则电电路成为为无射极极跟随但但有级间间负反馈馈放大器器。(3)HH接K,RW2短接接,K1合上,AA接B,CC接通,EE接D,F接地,电电路
20、成为为有射极极跟随无无级间电电压负反反馈放大大器。接入RLL是为了了测量放放大器输输出电阻阻,其原原理在实实验一中中已有。负反馈放放大器的的一般表表示式为为A为开环环放大倍倍数,AAf为闭环环放大倍倍数,FF为反馈馈系数。若Am表表示中频频开环放放大倍数数,且增增益表达达式只有有一个主主极点频频率,则则加负反反馈后 fhhf = fhh (11 +AAmF) fLLf = fLL (11 + AmF)其中fhhf、fLf为加加负反馈馈后上、下下限频率率。本实验中中rif = rii (11 + AmF) roff其中riif、rof为加加负反馈馈后的输输入、输输出电阻阻。三、实验验设备及及所用
21、组组件箱。名称数量备注模拟(模模数综合合)电子子技术实实验箱1数字式直直流电压压、电流流表1函数发生生器及数数字频率率计1电子管毫毫伏表1双踪示波波器1四、实验验步骤 1测测量静态态工作点点UCC = +12VV,A接D,F接地,连连接R6和C2的上面面两端,调调节RW3、RW1,使使UE1 = UEE3 = 2.3V(即即V1和V3的发射射极对地地电位),把把工作点点有关数数值入记记表31。表311计算值级bIE(mmA)UE(VV)UC(VV)rbe(W)UE(VV)UC(VV)IE(VV)第一级第三级2测无无射跟无无级间反反馈的放放大器的的指标(方方法、步步骤同实实验三)。加信号电电压U
22、S = 1000mV, f = 11kHzz,测量量中频电电压放大大倍数AAom及r0,ri ,改改变信号号频率,测测量fh和fL,数据据记入表表32。测r0方方法,保保持US = 1000mV不不变,输输出端不不接RL测一个个输出电电压U0,输出出端接上上负载电电阻RL后再测测一输出出电压值值U0 ,由由式,算算出输出出电阻值值。表322AumfhfLr0ri计算值实验1700kkhz13hzzU0U0UsUi测输入电电阻ri的方法法:断开开H、K之间连连线,信信号源仍仍从S端加入入,f = 11kHzz,测量量出此时时的US和Ui根据式式算出ri的值。3测无无射级跟跟随有级级间负反反馈时的
23、的放大器器指标A接DD,F接G,K1断开,连连接R6和C2的上面面两端,组组成有级级间负反反馈的两两级放大大电路,重重复步骤骤2,数据据记入表表33。表333计算值实验值AufAuf = fhffLfrofrofrif4测测有射级级跟随无无级间反反馈的放放大器指指标C、C相连,AA接B,E接D,F接地,连连接R6和C2的上面面两端,K1合上加信号电压US = 50mV, f = 5kHz,测量其Aum及改变信号频率测fh、fL数据记入表34。表344计算值实验值AuffhffLf五、实验验报告 1在在双对数数座标纸纸上,将将上述几几项测试试结果,分分别绘制制幅频特特性曲线线(标明明多级放放大器
24、的的反馈情情况)。2根据据实验所所得数据据,求出出各种情情况下放放大器的的输出电电阻。3由实实验所得得结果说说明负反反馈对放放大器性性能有何何影响?4射极极跟随器器本身电电压放大大倍数11,加入入后为何何能提高高总的放放大倍数数?六、预习习思考 1复复习教材材中有关关晶体管管多级放放大及负负反馈部部分的内内容。2在图图31中,已已知UCC = 122V,IE1 = 1.3mAA,IE2 = 4mmA,IE3 = 4.9mAA,根据据实验三三中实测测的b1 = 、b2 = 、b3 = ,且b = b。分分别计算算实验原原理中所所述的(1)和(2)两种电路的电压放大倍数,上、下限频率及输出电阻。3
25、定性性比较(1)和(3)两种电路的电压放大倍数和上、下限频率。实验四差差动放大大电路一、实验验目的 1学学习差动动放大电电路静态态工作点点的测量量。2测定定差动放放大电路路在不同同输入和和输出连连接方式式下的差差模和共共模电压压放大数数。3了解解差动放放大电路路对共模模信号和和抑制作作用。二、实验验原理图411将两特性性相同的的基本放放大电路路按如图图51所示电电路组合合在一起起便形成成了差动动放大器器。RW为调零零电位器器,信号号从Ui1、Ui2两端端输入,在在V1、V2两管集集电极输输出U0,两个个电阻RR3、R4为均压压电阻。将A133、A144接通,构构成典型型的差动动放大器器,调零零
26、电位器器RW2可以弥弥补电路路两边的的不对称称,用来来调节VV1、V2两管的的初始工工作状态态,使输输入信号号Ui为零时时,双端端电压UU0也为零零。R12为两两管共用用发射极极电阻,对对差模信信号无负负反馈作作用,不不影响差差模电压压放大倍倍数,但但对共模模信号有有较强的的负反馈馈作用,即即对共模模信号有有抑制作作用。RR12与负负电源UUEE配合合,使两两管V1、V2获得合合适的静静态工作作点。将A133和V3的集电电极接通通,构成成具有恒恒流源的的差动放放大器。它它用晶体体管恒流流源代替替了发射射极电阻阻R12,可可进一步步提高差差动放大大器的共共模抑制制能力。差动放大大器当输输入差模模
27、信号时时,差模模电压放放大倍数数Ad的大小小与输出出方式有有关,而而与输入入方式无无关。1差动动输入,双双端输出出输入信号号Ui从Ui1、Ui2两端端输入,A13接A14,则,其差模放大倍数为:(411)Ad等于于单管时时的放大大倍数。2单端端输入,双双端输出出Ui加在在Ui1、Ui2两端端,Ui2接地地,A113接A144,则电电路为单单端输入入,双端端输出,其其差模放放大倍数数同(441)式。3不管管何种输输入方式式,当输输出为单单端输出出时有关关系式(422)Ad等于于单管放放大倍数数的12。4共模模抑制比比Ui1、Ui2两点点相联,共共模信号号加到UUi1与地地之间,A13接A14,若
28、为双端输出,则在理想情况下,AC = 0。若为单端端输出,则则共模倍倍数,共模抑制制比CMMRR,欲欲使CMMRR大大,就要要求Ad大,AC小;欲欲要AC小,就就要求RRe阻值大大。当图图51中A133接V3的集电电极时,由由于V3的恒流流作用,等等效的RRe极大,显显然CMMRR就就很大。三、实验验设备及及所用组组件箱名称数量备注模拟(模模数综合合)电子子技术实实验箱1数字式直直流电压压、电流流表1函数发生生器及数数字频率率计1电子管毫毫伏表1双踪示波波器1四、实验验步骤1典型型差动放放大器(1)静静态工作作点的测测量 a. 调节放放大器零零点A13接接A144,Ui1、Ui2端相相联接地地
29、,接通通直流稳稳压电源源,然后后调节RRW2电位器器,使放放大器双双端输出出电压UU0 = 0。b. 静静态工作作点的测测量测量V11、V2管各电电极电位位及电阻阻R12两端端电压UUR122,记入入表41。用数数字式直直流电压压表测量量。表411 静静态工作作点测量量测量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)UR122(V)计算值IC(mmA)IB(mmA)UCE(V)(2)电电压放大大倍数的的测量每次改改接输入入方式后后,需重重新校正正放大器器零点,以以求测量量数据准准确。a. 将将函数发发生器输输出的频频率为11kHzz的正弦弦信号加加在Ui1、Ui2
30、两点点之间,用用示波器器监视输输出波形形,在输输出无明明显失真真情况下下,用电电子管毫毫伏表测测UC1、UC2、U0、UR122、Ui1、Ui2,并并计算差差动输入入,双端端输出时时的放大大倍数。表422典型差动动放大器器双端输入入单端输入入共模输入入Ui1(V)Ui2(V)UC1(V)UC2(V)U0(VV)UR122(V)b. 将将1kHHz正弦弦波信号号加在UUi1、Ui2两点点之间,且且把Ui2端接接地,此此时电路路为单端端输入,在在输出无无明显失失真情况况下,测测量U0、UC1、UC2、UR122、Ui1、Ui2,并并计算单单端输入入、双端端输出时时的放大大倍数,将将以上数数据记入入
31、表52中,并并计算双双端输入入单端输输出以及及单端输输入、单单端输出出时的放放大倍数数。(3)比比较相位位示波器接接外同步步方式,观观察和比比较UC1、UC2与Ui的相位位。两波形相相位相差差90度(4)测测量CMMRRUi1、Ui2两点点相联,A13接A14,在Ui1(Ui2)与地间加入1kHz、1V正弦交流电压,测Ui1(Ui2)、UC1、UC2、U0、UR12将测昨数据记入表42中,并计算共模放大倍数AC1,也记入表中。2具有有恒流源源的差动动放大器器A13接接A155构成具具有恒流流源的差差动放大大器,输输入端UUi1、Ui2之间间加入11kHzz的正弦弦交流信信号后,重重复内容容(1
32、4)的的要求,记记入表443中。3测测试差动动放大器器的输入入输出出特性表433典型差动动放大器器具有恒流流源差动动放大器器单端输入入共模输入入单端输入入共模输入入UUC1(V)Ad1Ac1 CMRRR在典型差差动放大大器Ui1、Ui2两端端加入图图52所示的的电压UUi,图522按表44所定输输入信号号电压值值,记录录对应的的U0值。表444Ui(VV)0.10.20.30.50.60.7U0(VV)Ui(VV)-0.11-0.22-0.33-0.55-0.66-0.77U0(VV)实验五集集成运算算放大的的基本运运算电路路一、实验验目的1测试试由集成成运算放放大电路路构成的的同相输输入比例
33、例运算电电路的电电压传输输特性。 2了了解集成成运算放放大电路路的三种种输入方方式,了了解用集集成运算算放大电电路构成成的加法法、减法法、积分分等运算算电路。二、实验验原理集成运算算放大电电路(简简称集成成运放)是是一种高高增益的的直流放放大器,它它有二个个输入端端。根据据输入电电路的不不同,有有同相输输入、反反相输入入和差动动输入三三种方式式。在实实际运用用中都必必须用外外接负反反馈网络络构成闭闭环,用用以实现现各种模模拟运算算。1同相相输入比比例运算算电路及及电压传传输特性性。图511为同相相输入比比例运算算电路,当当输入端端A加入信信号电压压Ui,在理理想条件件下,其其输入输输出的关关系
34、为:即输入输输出成比比例关系系。但输输出信号号的大小小受放大大电路的的最大输输出幅度度的限制制,因此此输入输输出只在在一定范范围内是是保持线线性关系系的。表表征输入入输出的的关系曲曲线即u0 = f (ui)称为电压压传输特特性,可可用示波波器加以以观察。2反相相输入法法运算电电路图522为反相相输入加加法运算算电路,当当输入端端A、B同时加加入ui1、ui2信号号时,在在理想条条件下,其其输出电电压为 3差差动运算算电路图511 图52图533为差动动运算电电路,用用它可实实现减法法运算。当当输入端端A、B同时加加入信号号电压uui1、ui2时,在在理想条条件下,且且R1 = R2、R1 =
35、 R3,其输输出电压压为4积分分运算电电路图544为积分分运算电电路,在在理想条条件下,且且电容两两端的初初始电压压为零,若若输入端端A加一输输入信号号ui,则输输出电压压为图533 图图54若ui为为一幅值值等于UUi的负阶阶跃电压压,则输出电压压随时间间t线性增增长。三、实验验设备及及所选用用组件箱箱名称数量设备编号号模拟(模模数综合合)电子子技术实实验箱1电子管毫毫伏表1双踪示波波器1函数发生生器及数数字频率率计1数字万用用表1运算放大大器如LM3324或或mA74411实验采用用的集成成运算放放大器型型号为LLM3224。它它是由四四个独立立的高增增益、内内部频率率补偿的的运算放放大器
36、组组成,既既可在双双电源下下工作,也也能在宽宽电压范范围的单单电源下下工作。图图55是LM3324塑塑料封装装十四脚脚的双列列直插组组件的管管脚布置置图,实实验时可可任意选选用其中中一只。表表51和52是LM3324的的(部份份)极限限参数和和电参数数。表511 LLM3224的极极限参数数参数最大额定定值单位电大电源源电压32或16V差动输入入电压32V功耗(LL塑料双双列直插插式)570mW工作温度度范围0700表522 LLM3224的电电特性参数(UU + 5V)最小典型最大单位输入共模模电压范范围0U+-11.5V大信号电电压增益益25100dB输出电压压摆幅0U+-11.5V共模抑
37、制制比6570dB输出电流流(流出)2040mA (吸收收)1020mA短路到地地4060mA图555五、实验验步骤 1电电压传输输特性和和同相比比例运算算。按图51连接电电路。(1)交交流(示示波器)法法将频率为为1000Hz的的音频信信号作uui,接至至输入端端A,由零零逐渐增增加,用用示波器器观察输输出电压压u0的波形形,记录录输入电电压及最最大不失失真输出出电压值值,记入入表53。再把uii接示波波器的XX轴输入入端,作作为X轴扫描描电压uu0接示波波器Y1输入端端,使uui的幅度度从零逐逐渐增加加,观察察电压传传输特性性,绘于于表53附图中中。表533输入信号号ui,最大不失失真输出
38、出电压uu0电压传输输特性曲曲线(V)(V)有效值波形有效值峰值波形U0 ui(2)直直流法以图56所组成成的直流流信号UUi作输入入,适当当改变UUi,测试试相应的的U0值,记记入表552中,并并计算UU0 / Ui(要求求测得的的U0值有大大有小,有有正有负负)。表544Ui(VV)U0(VV)图566 图572加法法运算按图52线路完完成加法法运算,信信号按图图57接线,11与A端2与B端分别别相接,适适当调节节信号大大小和极极性,测测出U0,记入入表65。表555Ui1(V)Ui2(V)U0(VV)注:(11)调节节Ui11、Ui22时,相相互有影影响要反反复调节节。(2)输输入信号号
39、大小要要适当掌掌握,避避免进入入饱和区区。3减法法运算按图63线路完完成减法法运算,要要求同上上。记入入表56。表566Ui1(V)Ui2(V)U0(VV)4积分分运算按图54线路,完完成积分分运算。操作开关关K1 闭合合,运放放输入为为0,电容容短接,保保证电容容器上无无电荷,U0 = 0。当开关K0断开,Ui输入为一矩形波,用示波器观察输入输出波形,测量并记录Uo的频率与幅度值,填入表57中。表577Ui波形形Ui幅度度值Uo波形形Uo频率率Uo幅度度值实验六集集成运算算放大的的波形运运算电路路一、实验验目的学习用集集成运算算放大器器组成正正弦波发发生器、方方波发生生器及三三角波发发生器。
40、二、实验验原理 1RC桥式式正弦波波振荡器器(即文文氏电桥桥振荡器器)图611为由集集成运算算放大器器组成的的RC桥正正弦波振振荡器。其其中RCC串、并并联网络络组成正正反馈支支路,同同时兼作作选频网网络。RR1、RW、R2组成负负反馈支支路,作作为稳幅幅环节。选选频网络络的RCC串、RCC并和负负反馈网网络中的的(R1 + W)、(RR2 + W)正正好形成成电桥的的四个臂臂,电桥桥的对角角顶点接接到运算算放大器器的两个个输入端端,构成成了RCC桥正弦弦波振荡荡器。电路的振振荡频率率为为了建立立振荡,要要求电路路满足自自激荡条条件。调调节电位位器RW可改变变Af的大小小,即改改变输出出电压UU0幅值大大步。负负反馈支支路中接接入与电电阻R1并联的的二极管管D1、D2可以实实现振荡荡幅度的的自动稳稳定。 2方方波发生生器方波发生生器是一一种产生生方波或或矩形的的非正弦弦波发生生器。如如图62所示,在在迟滞比比较器电电路中,增增加一条条由RfCf积分电电路组成成的负反反馈支路路,构成成了一个个简单的的方波发发生器。方波的频频率为图611上式表明明,方波波的频率率与RfCf及R2R1有关,本本实验采采用电位位器RW改变R2R1,对频频率进行行调节。电路输出出端引入入的限流流电阻RRS和两个个背靠背背的稳压压管DZ1和DZ2组成成双向限限幅电路路