一、实验目的

    1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

    2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

　二、实验原理

　　在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。

实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。

图1－1  模拟电子电路中常用电子仪器布局图

1、示波器

示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点：

1）、寻找扫描光迹

将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：①适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕。（若示波器设有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。）  

2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。

3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。

4）、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。

有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。

5）、适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示

一～二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时，应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置。

根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div或cm）与“Y轴灵敏度”开关指示值（v/div）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。

根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div或

cm）与“扫速”开关指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。

    2、函数信号发生器

函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VP－P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。

3、交流毫伏表

交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，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上，然后在测量中逐档减小量程。

    三、实验设备与器件

    1、 函数信号发生器    2、 双踪示波器　　3、 交流毫伏表

四、实验内容

    1、用机内校正信号对示波器进行自检。

    1) 扫描基线调节

将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（Y1或Y2），输入耦合方式开关置“GND”，触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”（）和“Y轴位移”(  )旋钮，使扫描线位于屏幕，并且能上下左右移动自如。

2）测试“校正信号”波形的幅度、频率

将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道（Y1或Y2），将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“Y1”或“Y2”。调节X轴“扫描速率”开关（t/div）和Y轴“输入灵敏度”开关（V/div），使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。

　　a. 校准“校正信号”幅度

将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“y轴灵敏度”开关置适当位置，读取校正信号幅度，记入表1－1。     

b. 校准“校正信号”频率

    将“扫速微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”开关置适当位置，读取校正信号周期，记入表1－1。

    c． 测量“校正信号”的上升时间和下降时间

    调节“y轴灵敏度”开关及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上，且上、下对称，便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在X轴方向扩展（必要时可以利用“扫速扩展”开关将波形再扩展10倍），并同时调节触发电平旋钮，从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间，记入表1－1。

    2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数

    调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均为1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。

改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置，测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表1－2。

　　1) 观察双踪显示波形“交替”与“断续”两种显示方式的特点

　　Y1、Y2均不加输入信号，输入耦合方式置“GND”，扫速开关置扫速较低挡位（如0.5s／div挡）和扫速较高挡位（如5μS／div挡），把显示方式开关分别置“交替”和“断续”位置，观察两条扫描基线的显示特点，记录之。

2)  用双踪显示测量两波形间相位差

①　按图1－2连接实验电路， 将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHz，幅值为2V的正弦波，经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号ui和uR，分别加到双踪示波器的Y1和Y2输入端。

为便于稳定波形，比较两波形相位差，应使内触发信号取自被设定作为测量基准的一路信号。

图 1－2  两波形间相位差测量电路

② 把显示方式开关置“交替”挡位，将Y1和Y2输入耦合方式开关置“⊥”挡位，调节Y1、Y2的（　 ）移位旋钮，使两条扫描基线重合。

③将Y1、Y2 输入耦合方式开关置“AC”挡位，调节触发电平、扫速开关及 Y1、Y2 灵敏度开关位置，使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形ui及uR，如图1－3所示。根据两波形在水平方向差距X，及信号周期XT，则可求得两波形相位差。

图 1－3  双踪示波器显示两相位不同的正弦波

　　式中： XT—— 一周期所占格数

　　　　　 X—— 两波形在X轴方向差距格数

　  五、实验总结

　　1、 整理实验数据，并进行分析。

　　2、 问题讨论

　　1）如何操纵示波器有关旋钮，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形？　　　　

2)　用双踪显示波形，并要求比较相位时，为在显示屏上得到稳定波形，应怎样选择下列开关的位置？

　　a)  显示方式选择（Y1；Y2；Y1＋Y2；交替；断续）

　　b)　触发方式（常态；自动）

　　c)　触发源选择（内；外）

d)内触发源选择（Y1、Y2、交替）

3、函数信号发生器有哪几种输出波形？它的输出端能否短接，如用屏蔽

线作为输出引线，则屏蔽层一端应该接在哪个接线柱上?

4、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？它的表头指示

值是被测信号的什么数值？它是否可以用来测量直流电压的大小？

　　六、预习要求

　　1、 阅读实验附录中有关示波器部分内容。

    2、 已知C＝0.01μf、R＝10K，计算图1－2 RC移相网络的阻抗角θ。

实验二　晶体管共射极单管放大器（1）

　　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、实验原理

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RB1和RB2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。

图2－1  共射极单管放大器实验电路

　　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

         UCE＝UCC－IC（RC＋RE）

　　电压放大倍数

输入电阻　　Ri＝RB1 // RB2 // rbe

输出电阻    RO≈RC

　　由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。

　　放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。

　　1、 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直流毫安表和直流电压表，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UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用

　　算出IC（也可根据，由UC确定IC），

同时也能算出UBE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。

为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。

　　2)　静态工作点的调试

     放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或UCE）的调整与测试。

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输入电压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)                   (b)

图2－2  静态工作点对uO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置电阻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。

图2－3  电路参数对静态工作点的影响

　　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，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，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。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

　　2、放大器动态指标测试

　　放大器动态指标包括电压放大倍数、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

  　　2)　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 

图2－4  输入、输出电阻测量电路

　　测量时应注意下列几点:

　　① 由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量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R0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和接入负载后的输出电压UL，根据    

即可求出　　     

　　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。

　　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UO（有效值），则动态范围等于。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)　放大器幅频特性的测量

放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数AU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，Aum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倍，即0.707Aum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

放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AU。为此，可采用前述测AU的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。

　　6)　干扰和自激振荡的消除

　　参考实验附录

                                           3DG        9011(NPN)

                                           3CG        9012(PNP)

                                                      9013(NPN)

       图 2－6  幅频特性曲线                  图2－7晶体三极管管脚排列

　　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2－7所示）

        电阻器、电容器若干

　　四、实验内容

　　实验电路如图2－1所示。各电子仪器可按实验一中图1－1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。

　　1、调试静态工作点

　　接通直流电源前，先将RW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RW，使IC＝2.0mA（即UE＝2.0V）， 用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表2－1。

表2-1             IC＝2mA

　　置RC＝2.4KΩ，RL＝∞，Ui适量，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UE和UO值，记入表2－2。

表2－2　　　　RC＝2.4KΩ   RL＝∞   Ui＝　　mV

　　 3、观察静态工作点对输出波形失真的影响

置RC＝2.4KΩ，RL＝2.4KΩ， ui＝0，调节RW使IC＝2.0mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0 足够大但不失真。 然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表2－3中。每次测IC和UCE 值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。

表2－3    RC＝2.4KΩ   RL＝∞   Ui＝　　mV

置RC＝2.4KΩ，RL＝∞，按照实验原理2.4)中所述方法，同时调节输入信号的幅度和电位器RW，用示波器和交流毫伏表测量UOPP及UO值，记入表2－4。

        表2－4     RC＝2.4K    RL＝∞

  　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、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因。

    2、总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。

　　3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。

4、分析讨论在调试过程中出现的问题。

实验三　晶体管共射极单管放大器（2）

　　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、实验原理

图3－1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RB1和RB2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。

图3－1  共射极单管放大器实验电路

　　在图3－1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

         UCE＝UCC－IC（RC＋RE）

　　电压放大倍数

输入电阻　　Ri＝RB1 // RB2 // rbe

输出电阻    RO≈RC

　　由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。

　　放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。

　　1、 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直流毫安表和直流电压表，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UE或UC，然后算出IC的方法，例如，只要测出UE，即可用

　　算出IC（也可根据，由UC确定IC），

同时也能算出UBE＝UB－UE，UCE＝UC－UE。

为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。

　　2)　静态工作点的调试

     放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC（或UCE）的调整与测试。

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3－2(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3－2(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输入电压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)                   (b)

图3－2  静态工作点对uO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3－3所示。但通常多采用调节偏置电阻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。

图3－3  电路参数对静态工作点的影响

　　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，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说，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。如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

　　2、放大器动态指标测试

　　放大器动态指标包括电压放大倍数、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

  　　2)　输入电阻Ri的测量

　　为了测量放大器的输入电阻，按图3－4 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 

图3－4  输入、输出电阻测量电路

　　测量时应注意下列几点:

　　① 由于电阻R两端没有电路公共接地点，所以测量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R0的测量

　　按图3-4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和接入负载后的输出电压UL，根据    

即可求出　　     

　　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。

　　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3－5）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UO（有效值），则动态范围等于。或用示波器直接读出UOPP来。

图 3－5  静态工作点正常，输入信号太大引起的失真

　　5)　放大器幅频特性的测量

放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数AU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3－6所示，Aum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倍，即0.707Aum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

放大器的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数AU。为此，可采用前述测AU的方法，每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数，测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。

　　6)　干扰和自激振荡的消除

　　参考实验附录

                                           3DG        9011(NPN)

                                           3CG        9012(PNP)

                                                      9013(NPN)

       图 2－6  幅频特性曲线                  图3－7晶体三极管管脚排列

　　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2－7所示）

        电阻器、电容器若干

　　四、实验内容

　　实验电路如图3－1所示。各电子仪器可按实验一中图1－1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。

1、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uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui10mV，同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表3－1。

表3－1         Ic＝2.0mA      Ui＝    mV

  　置RC＝2.4KΩ，RL＝10KΩ，IC＝2.0mA。输入f＝1KHz的正弦信号，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出US，Ui和UL记入表3-2。

　　保持US不变，断开RL，测量输出电压Uo，记入表3-2。

表3-2　   Ic＝2mA   Rc＝2.4KΩ   RL＝2.4KΩ

US

取IC＝2.0mA，RC＝2.4KΩ，RL＝10KΩ。 保持输入信号ui的幅度不变，改变信号源频率f，逐点测出相应的输出电压UO，记入表3－3。

  表3－3       Ui＝    mV

     说明：本实验内容较多，其中6、7可作为选作内容。

五、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、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因。

    2、总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。

　　3、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。

　　4、分析讨论在调试过程中出现的问题。

实验四　差动放大器

　　一、实验目的

　　1、加深对差动放大器性能及特点的理解

　　2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法

　　二、实验原理

图4－1是差动放大器的基本结构。 它由两个元件参数相同的基本共射放大电路组成。当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压UO＝0。RE为两管共用的发射极电阻， 它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。

图4－1  差动放大器实验电路

　　当开关K拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。 它用晶体管恒流源代替发射极电阻RE，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。

　　1、静态工作点的估算

典型电路

（认为UB1＝UB2≈0）       

恒流源电路 

　　2、差模电压放大倍数和共模电压放大倍数

　　当差动放大器的射极电阻RE足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。

双端输出:　RE＝∞，RP在中心位置时，

单端输出

    当输入共模信号时，若为单端输出，则有

若为双端输出，在理想情况下

　　实际上由于元件不可能完全对称，因此AC也不会绝对等于零。

　　3、  共模抑制比CMRR

为了表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，通常用一个综合指标来衡量，即共模抑制比

　　　    　　　或

　　差动放大器的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。本实验由函数信号发生器提供频率f＝1KHZ的正弦信号作为输入信号。

　　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、晶体三极管3DG6×3，要求T1、T2管特性参数一致。

      （或9011×3）。        电阻器、电容器若干。

　　四、实验内容

1、典型差动放大器性能测试

按图4-1连接实验电路，开关K拨向左边构成典型差动放大器。

　　1) 测量静态工作点

　　①调节放大器零点

　　信号源不接入。将放大器输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用直流电压表测量输出电压UO，调节调零电位器RP，使UO＝0。 调节要仔细，力求准确。

　　②测量静态工作点

零点调好以后，用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE，记入表4－1。

　表4-1

 　断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大器输入A端，地端接放大器输入B端构成单端输入方式，调节输入信号为频率f＝1KHz的正弦信号，并使输出旋钮旋至零， 用示波器监视输出端（集电极C1或C2与地之间）。

接通±12V直流电源，逐渐增大输入电压Ui（约100mV），在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表测 Ui，UC1，UC2，记入表4－2中，并观察ui，uC1，uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。

3)　测量共模电压放大倍数

　　将放大器A、B短接，信号源接A端与地之间，构成共模输入方式， 调节输入信号f=1kHz，Ui=1V，在输出电压无失真的情况下，测量UC1， UC2之值记入表4－2，并观察ui， uC1， uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。

　表4-2    

2、具有恒流源的差动放大电路性能测试

将图4－1电路中开关K拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。重复内容1－2)、1－3)的要求，记入表4－2。

　　五、实验总结

　　1、 整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。

　　1)  静态工作点和差模电压放大倍数。

　　2)  典型差动放大电路单端输出时的CMRR实测值与理论值比较

　　3)  典型差动放大电路单端输出时CMRR的实测值与具有恒流源的差动放大器CMRR实测值比较。

　　2、 比较ui，uC1和uC2之间的相位关系。

　　3、 根据实验结果，总结电阻RE和恒流源的作用。

　　六、预习要求

　　1、根据实验电路参数，估算典型差动放大器和具有恒流源的差动放大器的静态工作点及差模电压放大倍数（取β1＝β2＝100）。

    2、测量静态工作点时，放大器输入端A、B与地应如何连接？

　　3、实验中怎样获得双端和单端输入差模信号？怎样获得共模信号？画出A、B端与信号源之间的连接图。

　　4、怎样进行静态调零点？用什么仪表测UO ？

　　5、怎样用交流毫伏表测双端输出电压UO ？

实验五　负反馈放大器

　　一、实验目的

　　加深理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。

　　二、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。

1、图5－1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                    

其中　AV＝UO／Ui  — 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＋AVFV — 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5－1  带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器

2)反馈系数     

3)　输入电阻　  　Rif＝(1＋AVFV )Ri

　　　         　  Ri　— 基本放大器的输入电阻

4)  输出电阻　

　         　RO — 基本放大器的输出电阻

　　         AVO — 基本放大器RL＝∞时的电压放大倍数

　　2、本实验还需要测量基本放大器的动态参数，怎样实现无反馈而得到基本放大器呢？不能简单地断开反馈支路，而是要去掉反馈作用，但又要把反馈网络的影响（负载效应）考虑到基本放大器中去。为此:

  　1)  在画基本放大器的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大器的输出端交流短路，即令uO＝0，此时 Rf相当于并联在RF1上。

　　2)　在画基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需将反馈放大器的输入端（T1 管的射极）开路，此时（Rf＋RF1）相当于并接在输出端。可近似认为Rf并接在输出端。　根据上述规律，就可得到所要求的如图5－2所示的基本放大器。

图5－2  基本放大器

　　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、  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。

　　四、实验内容

　　1、　测量静态工作点

按图5－1连接实验电路，取UCC＝＋12V，Ui＝0，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5-1。　　表5－1

将实验电路中Rf断开，其它连线不动。RL=10 KΩ

　　1)　测量中频电压放大倍数AV，输入电阻Ri和输出电阻RO。

① 以f＝1KHZ，US约50mV正弦信号输入放大器， 用示波器监视输出波形uO，在uO不失真的情况下，用交流毫伏表测量US、Ui、UL，记入表5－2。　表5-2 

　　2)　测量通频带

接上RL，保持1)中的US不变，然后增加和减小输入信号的频率，找出上、下限频率fh和fl，记入表5－3。

3、测试负反馈放大器的各项性能指标

　　将实验电路恢复为图5－1的负反馈放大电路。 适当加大US（约10mV），在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的AVf、Rif和ROf， 记入表5－2；测量fhf和fLf，记入表5－3。

表5－3

　　五、实验总结

　　1、将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值列表进行比较。

　　2、根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。

实验六　　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　Aud=∞    输入阻抗　　　ri=∞     输出阻抗　　　ro=0

带宽          fBW=∞    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UO与输入电压之间满足关系式  UO＝Aud（U+－U－）

由于Aud=∞，而UO为有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。

　　（2）由于ri=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即IIB＝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

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R2＝R1 //   RF。

图6－1  反相比例运算电路          图6－2  反相加法运算电路

　　2)　反相加法电路

电路如图6－2所示，输出电压与输入电压之间的关系为

        R3＝R1 // R2 // RF

    3)  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

        R2＝R1 // RF

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。

(a) 同相比例运算电路                 (b) 电压跟随器

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

图6－4  减法运算电路图               6-5  积分运算电路

    5)  积分运算电路

　　反相积分电路如图6－5所示。在理想化条件下，输出电压uO等于

　　式中　uC(o)是t＝0时刻电容C两端的电压值，即初始值。

如果ui(t)是幅值为E的阶跃电压，并设uc(o)＝0，则

即输出电压 uO(t)随时间增长而线性下降。显然RC的数值越大，达到给定的UO值所需的时间就越长。积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。

　　在进行积分运算之前，首先应对运放调零。为了便于调节，将图中K1闭合，即通过电阻R2的负反馈作用帮助实现调零。但在完成调零后，应将K1打开，以免因R2的接入造成积分误差。K2的设置一方面为积分电容放电提供通路，同时可实现积分电容初始电压uC(o)＝0，另一方面，可控制积分起始点，即在加入信号ui后， 只要K2一打开， 电容就将被恒流充电，电路也就开始进行积分运算。

　　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μA741×1

        电阻器、电容器若干。

　　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6－1连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短路，进行调零和消振。

　　2) 输入f＝100Hz，Ui＝0.5V的正弦交流信号，测量相应的UO，并用示波器观察uO和ui的相位关系，记入表6-1。

表6-1　Ui＝0.5V，f＝100Hz

　　1) 按图6－3(a)连接实验电路。实验步骤同内容1，将结果记入表6－2。

    2) 将图6－3(a)中的R1断开，得图6－3(b)电路重复内容1)。

表6－2　　　Ui＝0.5V　　f＝100Hz

1)按图6－2连接实验电路。调零和消振。

2) 输入信号采用直流信号，图6－6所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放工作在线性区。用直流电压表测量输入电压Ui1、Ui2及输出电压UO，记入表6－3。

图6－6  简易可调直流信号源

表6-3

　　 1) 按图6－4连接实验电路。调零和消振。

2) 采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表6－4。

　　 表6－4

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、 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？

　　3、 在积分电路中，如R1＝100KΩ， C＝4.7μF，求时间常数。

假设Ui＝0.5V，问要使输出电压UO达到5V，需多长时间（设uC(o)＝0）？

　　4、 为了不损坏集成块，实验中应注意什么问题？

实验七　集成运算放大器的基本应用

─ 电压比较器 ─

    一、实验目的

  　1、 掌握电压比较器的电路构成及特点

  　2、 学会测试比较器的方法

    二、实验原理

电压比较器是集成运放非线性应用电路，它将一个模拟量电压信号和一个参考电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域。

图7－1所示为一最简单的电压比较器，UR为参考电压，加在运放的同相输入端，输入电压ui加在反相输入端。

   (a)电路图                         (b)传输特性

图7－1  电压比较器

    当ui＜UR时，运放输出高电平，稳压管Dz反向稳压工作。输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ，即　　 uO＝UZ

    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     uo＝－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。

    表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线，称为传输特性。 图7－1(b)为(a)图比较器的传输特性。

常用的电压比较器有过零比较器、具有滞回特性的过零比较器、双限比较器（又称窗口比较器）等。

1、过零比较器

电路如图7－2所示为加限幅电路的过零比较器，DZ为限幅稳压管。信号从运放的反相输入端输入，参考电压为零,从同相端输入。当Ui＞0时，输出UO＝-(UZ+UD)，当Ui＜0时，UO＝+(UZ+UD)。其电压传输特性如图7－2（b）所示。

过零比较器结构简单，灵敏度高，但抗干扰能力差。

           (a) 过零比较器                       (b) 电压传输特性

图7－2  过零比较器

2、滞回比较器

图7－3为具有滞回特性的过零比较器

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，uO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7－3所示，从输出端引一个电阻分压正反馈支路到同相输入端，若uo改变状态，∑点也随

                 (a) 电路图                  　　  (b) 传输特性

图7－3  滞回比较器

着改变电位，使过零点离开原来位置。当uo为正（记作U+），则当ui＞U∑后，uO即由正变负（记作U-），此时U∑变为－U∑。故只有当ui下降到－U∑以下，才能使uO再度回升到U+，于是出现图7-3(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

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7－4所示，它能指示出ui值是否处于和之间。如＜Ui＜，窗口比较器的输出电压UO等于运放的正饱和输出电压(+Uomax)，如果Ui＜或Ui＞，则输出电压U0等于运放的负饱和输出电压(－UOmax)。

           （a）电路图　　　　   　　　　　　　　（b）传输特性

图7－4 由两个简单比较器组成的窗口比较器

    三、实验设备与器件

  　1、 ±12V 直流电源    4、 直流电压表

    2、 函数信号发生器    5、 交流毫伏表

3、 双踪示波器        6、 运算放大器 μA741×2

7、稳压管 2CW231×1　 8、 二极管 4148×2

   电阻器等

四、实验内容

  　1、过零比较器

实验电路如图7－2所示

(1) 接通±12V电源。

    (2) 测量ui悬空时的UO值。

    (3) ui输入500Hz、幅值为2V的正弦信号，观察ui→uO波形并记录。

(4) 改变ui幅值，测量传输特性曲线。

图7－5  反相滞回比较器

    2、 反相滞回比较器

    实验电路如图7－5所示

    (1) 按图接线，ui接＋5V可调直流电源，测出uO由＋Uomcx→－Uomcx时ui的临界值。

    (2) 同上，测出uO由－Uomcx→＋Uomcx时ui的临界值。

(3) ui接500Hz，峰值为2V的正弦信号，观察并记录 ui→uO波形。

(4) 将分压支路100K电阻改为200K，重复上述实验，测定传输特性。

    3、 同相滞回比较器

实验线路如图7－6所示

(1) 参照2，自拟实验步骤及方法

(2) 将结果与2进行比较

图7－6  同相滞回比较器

    4、 窗口比较器

    参照图7-4自拟实验步骤和方法测定其传输特性。

    五、实验总结

  　1、 整理实验数据，绘制各类比较器的传输特性曲线

  　2、 总结几种比较器的特点，阐明它们的应用。

    六、预习要求

  　1、 复习教材有关比较器的内容

  　2、 画出各类比较器的传输特性曲线。

    3、若要将图7-4窗口比较器的电压传输曲线高、低电平对调，应如何改动比较器电路。

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、实验原理

　　由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生器有多种形式，本实验选用最常用的，线路比较简单的几种电路加以分析。

　　1、 RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）

图8－1为RC桥式正弦波振荡器。其中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的影响，以改善波形失真。

电路的振荡频率  　　

起振的幅值条件≥2　

   式中Rf＝RW＋R2＋（R3 // rD），rD — 二极管正向导通电阻。

　　调整反馈电阻Rf（调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作频率量程切换，而调节R作量程内的频率细调。

图8－1  RC桥式正弦波振荡器

　　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8-2所示为由滞回比较器及简单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。

电路振荡频率

　　式中　R1＝R1'＋RW'    R2＝R2'＋RW" 

方波输出幅值　　 　Uom＝±UZ

三角波输出幅值　

调节电位器RW（即改变R2／R1），可以改变振荡频率，但三角波的幅值也随之变化。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8－3 所示，则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波，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。图8－4为方波、三角波发生器输出波形图。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。

图8-3  三角波、方波发生器

　　电路振荡频率 　　

　  方波幅值　     　U′om＝±UZ

　　三角波幅值　   　

调节RW可以改变振荡频率，改变比值可调节三角波的幅值。

图8－4　方波、三角波发生器输出波形图

　　三、实验设备与器件

　　1、±12V直流电源　　   　　     　2、双踪示波器

　　3、交流毫伏表　　   　　 　　      4、频率计

　　5、集成运算放大器 μA741×2        6、二极管 IN4148×2

    7、 稳压管 2CW231×1        电阻器、电容器若干。

　　四、实验内容

　　1、 RC桥式正弦波振荡器

　　按图8－1连接实验电路。

　　1)　接通±12V电源，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uO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。

　　2)　调节电位器RW，使输出电压uO幅值最大且不失真，用交流毫伏表分别测量输出电压UO、反馈电压U+和U-，分析研究振荡的幅值条件。

3) 用示波器或频率计测量振荡频率fO，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。

4)断开二极管D1、D2，重复2)的内容，将测试结果与2)进行比较，

分析D1、D2的稳幅作用。

　　2、方波发生器

　　按图8－2连接实验电路。

　　1)　将电位器RW调至中心位置，用双踪示波器观察并描绘方波uO及三角波uC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uO、uC幅值及频率变化情况。把动点调至最上端和最下端，测出频率范围，记录之。

　　3)　将RW恢复至中心位置，将一只稳压管短接，观察uO波形，分析DZ的限幅作用。

　　3、三角波和方波发生器

　　按图8－3连接实验电路。

　　1)　将电位器RW调至合适位置，用双踪示波器观察并描绘三角波输出u0及方波输出uO′，测其幅值、频率及RW值，记录之。

　　2)　改变RW的位置，观察对uO、uO′幅值及频率的影响。

　　3)　改变R1(或R2)， 观察对uO、uO′幅值及频率的影响。

　　五、实验总结

　　1、 正弦波发生器

　　1)　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

　　2)　根据实验分析RC振荡器的振幅条件

　　3)　讨论二极管D1、D2的稳幅作用。

　　2、 方波发生器

　　1)　列表整理实验数据，在同一座标纸上，按比例画出方波和三角波的波形图（标出时间和电压幅值）。

　　2)　分析RW变化时，对uO波形的幅值及频率的影响。

    3)　讨论DZ的限幅作用。

　　3、 三角波和方波发生器

　　1)　整理实验数据，把实测频率与理论值进行比较。

　　2)　在同一坐标纸上，按比例画出三角波及方波的波形，并标明时间和电压幅值。

　　3)　分析电路参数变化（R1，R2和RW）对输出波形频率及幅值的影响。

　　六、预习要求

　　1、 复习有关RC正弦波振荡器、三角波及方波发生器的工作原理，并估算图8－1、8－2、8－3电路的振荡频率。

　　2、 设计实验表格

　　3、 为什么在RC正弦波振荡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？

　　4、 电路参数变化对图8－2、8－3产生的方波和三角波频率及电压幅值有什么影响？（或者：怎样改变图8－2、8－3电路中方波及三角波的频率及幅值？）

　　5、 在波形发生器各电路中，“相位补偿”和“调零”是否需要？为什么？

　　6、 怎样测量非正弦波电压的幅值？下载本文