实验一 整流、滤波、稳压电路 ........................................ 1 实验二 单级交流放大器(一) ........................................ 5 实验三 单级交流放大器(二) ........................................ 7 实验四 两级阻容耦合放大电路 ........................................ 9 实验五 负反馈放大电路 ............................................. 11 实验六 射极输出器的测试 ........................................... 14 实验七 OCL功率放大电路 ............................................ 16 实验八 差动放大器 ................................................. 18 实验九 运算放大器的基本运算电路(一) ............................. 20 实验十 集成运算放大器的基本运算电路(二) ......................... 22 实验十一 比较器、方波—三角波发生器 ............................... 24 实验十二 集成555电路的应用实验 ................................... 26 实验十三 RC正弦波振荡器 ........................................... 30 实验十四 集成功率放大器 ........................................... 32 实验十五 函数信号发生器(综合性实验) ............................. 34 实验十六 积分与微分电路(设计性实验) ............................. 36 实验十七 有源滤波器(设计性实验) ................................. 38 实验十八 电压/频率转换电路(设计性实验) .......................... 40 实验十九 电流/电压转换电路(设计性实验) .......................... 41
I
实验一 整流、滤波、稳压电路
一、实验目的
1、比较半波整流与桥式整流的特点。 2、了解稳压电路的组成和稳压作用。 3、熟悉集成三端可调稳压器的使用。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、示波器 3、数字万用表
三、预习要求
1、 二极管半波整流和全波整流的工作原理及整流输出波形。
2、 整流电路分别接电容、稳压管及稳压电路时的工作原理及输出波形。 3、 熟悉三端集成稳压器的工作原理。
四、实验内容与步骤
首先校准示波器。
1、半波整流与桥式整流:
分别按图1-1和图1-2接线。
在输入端接入交流14V电压,调节
使IO=50mA时,用数字万用表测出VO ,同时用
示波器的DC档观察输出波形记入表1-1中。
图1-1
1
图1-2
表1-1 Vi(V) VO(V) IO (A) VO 波 形 半 波 桥 式 2、加电容滤波:
上述实验电路不动,在桥式整流后面加电容滤波,如图1-3接线,比较并测量接C与不接C两种情况下的输出电压VO及输出电流IO,并用示波器DC档观测输出波形,记入表1-2中。
图1-3
2
表1-2 波 形 Vi(V) VO (V) IO (A) 有C 无C 3、加稳压二极管并联稳压电路(选作) 上述电路不动,在电容后面加稳压二极管电路(510Ω、VDz),按图1-4接线。
图1-4
当接通交流14V电源后,调整Rp使输出电流分别为10mA、15mA、20mA时,测出VAO、VO,并用示波器的DC档观测波形,记入表1-3中。
表1-3 IO(mA) Vi(V) VAO(V) VO(V) VAO 波 形 VO 波 形 10 15 20
3
4、可调三端集成稳压电路(串联稳压电路) 按图1-5接线。
图1-5
输入端接通交流14V电源,调整RPl,测出输出电压调节范围。记入表1-4中。 表1-4 RPlmax RPlmin Vi(V) VO(V)
输入端接通交流14V电压,调节RPl 、RP2 ,使输出VO=10V 、Io=100mA,记入表1-5中。
改变负载,使Io分别为20mA、50mA,测出VO数值,记入表1-5中。
表1-5 IO(mA) VO(V) 20 50 100
输入端接通交流16V电压,,调节RPl 、RP2,使输出VO=10V 、IO=100mA,记入表1-6中。
然后仅改变输入端交流电压为14V及18V时(用数字万用表分别测量14V、16V、18V的实际值填在( )内,测出电压VO值,记入表1-6中。
表1-6 Vi(V) VO(V) 14( ) 16( ) 18( ) 注:台式用12V、14V、16V.
五、实验报告
1、 比较半波整流与桥式整流的特点。 2、 说明滤波电容C的作用。
3、 比较稳压二极管的稳压作用和可调三端稳压器的稳压作用。 4、计算三端集成稳压电路的稳压系数和电压、负载调整率。
4
实验二 单级交流放大器(一)
一、 实验目的
1、学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法,进一步理解电路元件参数对静 态工作点的影响,以及调整静态工作点的方法。 2、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、示波器 3、毫伏表 4、数字万用表
三、预习要求
1、熟悉单管放大电路,掌握不失真放大的条件。 2、了解负载变化对放大倍数的影响。
四、实验内容及步骤
实验前校准示波器。 1、测量并计算静态工作点
按图2-1接线。
图2-1
将输入端对地短路,调节电位器RP2,使VC=Ec/2 ( 取6~7伏),测静态工作点
VC、VE、VB及Vb1的数值,记入表2-1中。
按下式计算IB 、IC ,并记入表2-1中。
表2-1 调整 Rb2 测 量 计 算 Vc(V)
VE(V) VB(V) Vc(V) VE(V) VB(V) 5
2、改变RL,观察对放大倍数的影响
负载电阻分别取RL=2KΩ、RL= 5.1K和RL=∞,输入接入f=1KHz的正弦信号, 幅度以保证
输出波形不失真为准。测量Vi 和V0计算电压放大倍数:Av=Vo/V1,把数据填入表2-2中。
表2-2 RL() 2K 5.1K ∞ Vi(mV) VO(V) Av 3、改变RC,观察对放大倍数的影响 取RL=2K,按下表改变RC,测量放大倍数,将数据填入表2-3 中。
表2-3 RC () Vi (mV) VO (V) Av 2K
3K 4、观察输入、输出电压相位关系 用示波器观察输入电压和输出电压波形,比较输入、输出电压的相位,画于表2-4中。 注:为了防止噪声对小信号的干扰,而影响示波器的观测,信号发生器输出使用三通,
用专用连接线(两头带高频插头)将小信号接示波器输入端。 表2-4 波 形
五、实验报告
1、整理实验数据,填入表中,并按要求进行计算。
2、总结电路参数变化对静态工作点和电压放大倍数的影响。
6
实验三 单级交流放大器(二)
一、 实验目的
1. 深入理大器的工作原理。
2. 学习测量输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压幅值的方法。 3. 观察电路参数对失真的影响.
4. 学习毫伏表、示波器及信号发生器的使用方法。
二. 实验设备:
1、实验箱(台) 2、示波器 3、毫伏表 4、数字万用表
三、预习要求
1、 熟悉单管放大电路。
2、 了解饱和失真、截止失真和固有失真的形成及波形。 3、 掌握消除失真方法。
四、实验内容及步骤
实验前校准示波器,检查信号源。 按图3-1接线。
图3-1
1、测量电压参数,计算输入电阻和输出电阻。 调整RP2,使VC=Ec/2(取6~7伏),测试VB、VE、Vb1的值,填入表3-1中。 表3-1
调 整 RP2 测 量 VC(V) Ve(V) Vb(V) Vb1(V)
7
输入端接入f=1KHz、Vi=20mV的正弦信号。
分别测出电阻R1两端对地信号电压Vi及Vi′按下式计算出输入电阻Ri :
测出负载电阻RL开路时的输出电压V∞ ,和接入RL(2K)时的输出电压V0 , 然后按下
式计算出输出电阻R0;
将测量数据及实验结果填入表3-2中。
表3-2 Vi(mV) Vi′(mV) Ri(K) V∞(V) V0(V) R0(K) 2、观察静态工作点对放大器输出波形的影响,将观察结果分别填入表3-3,3-4中。
输入信号不变,用示波器观察正常工作时输出电压Vo的波形并描画下来。
逐渐减小RP2的阻值,观察输出电压的变化,在输出电压波形出现明显失真时,把失
真的波形描画下来,并说明是哪种失真。( 如果R P2=0Ω后,仍不出现失真,可以加大输入信号Vi,或将Rb1由100KΩ改为10KΩ,直到出现明显失真波形。)
逐渐增大RP2的阻值,观察输出电压的变化,在输出电压波形出现明显失真时,把失
真波形描画下来,并说明是哪种失真。如果RP2=1M后,仍不出现失真,可以加大输入信号Vi,直到出现明显失真波形。
表 3-3
阻值 波 形 何种失真
正常
RP2减小 RP2增大
调节RP2使输出电压波形不失真且幅值为最大(这时的电压放大倍数最大),测量此时
的静态工作点Vc、VB、Vb1和VO 。
表 3-4
b1V(V)
五、实验报告
VC(V) VB(V) VO(V) 1、 分析输入电阻和输出电阻的测试方法。 2、 讨论静态工作点对放大器输出波形的影响。
8
实验四 两级阻容耦合放大电路
一、实验目的
1、学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。 2、学习两级阻容耦合放大电路电压放大倍数的测量。 3、学习放大电路频率特性的测定方法。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、示波器 3、数字万用表 4、毫伏表 5、频率计
三、预习要求
1、熟悉单管放大电路,掌握不失真放大电路的调整方法。 2、了解两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。 3、复习两级阻容耦合放大电路电压放大倍数的计算。 4、了大电路频率特性的基本概念。
四、实验电路原理图
两级阻容耦合放大电路的实验电路,如图4-1。
图4-1
实验注意事项:
实验中如发现寄生振荡,可采用以下措施消除:
1、 重新布线,尽可能走短线。
2、 避免将输出信号的地引回到放大器的输入级。 3、 T1管cb间接30pF的电容。
4、 分别使用测量仪器,避免互相干扰。
五、实验内容及步骤
实验前校准示波器。 1.调整静态工作点:
调节电位器RP1,使Vc1=(6~7)V;调节电位器RP2,使Vc2约为(6~7)V。
从信号源输出Vi频率为1KHz、幅度5mV左右的正弦波(以保证二级放大器的输出波形不
失真为准)。用示波器分别观察第一级和第二级放大器的输出波形,若波形有失真,亦可少许调节RP1和RP2,直到使两级放大器输出信号波形都不失真为止。
断开输入信号,用数字表测量晶体管VT1与VT2的各极电位,将数据记入表4-1中。
9
表4-1 VT1 VT2 VC1(V) VB1(V) VE1(V) VC2(V) VB2(V) VE2(V) 3. 测量电压放大倍数 输入信号不变,按表4-2中给定的条件,分别测量放大器的第一级和第二级的输出电压V01、V02,把数据记入表4-2中。
表4-2 测试输入与输出电压 计算电压放大倍数 Vi(mV) V01(mV) V02(V) AV1=V0 1/Vi AV2=V02/V01 AV=V02/Vi RL=∞ RL=5.1K 4. 测试放大器幅频特性 测量放大器的幅频特性一般采用逐点法。(RL=∞,RL=5.1K)
保持输入信号的幅度在各频率时不变,在RL=∞和RL=5.1K两种情况下,改变频率测
出相应的输出电压Vo,将数据记入表4-3和表4-4。
找出上下限截止频率fH 、fL ( 增益下降到中频增益的0.707倍时所对应的频率点 ),在fH 、fL 两点左右应多测几点,并求出放大器的带宽:Δf= fH - fL
表4-3 f(KHz) V0(V) 0.707Vomax 0.707Vomax Vomax RL=∞ AV 表4-4
f(KHz) V0(V) RL=5.1K AV 0.707Vomax Vomax 0.707Vomax 六、实验报告
1、 根据实验数据计算两极放大器的电压放大倍数,说明总的电压放大倍数与各级放大倍数
的关系以及负载电阻对放大倍数的影响。
2、 画出实验电路的幅频特性简图,标出fH和fL。
10
实验五 负反馈放大电路
一、 实验目的
1、熟悉负反馈放大电路性能指标的测试方法。
2、通过实验加深理解负反馈对放大电路性能的影响。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、示波器 3、毫伏表 4、数字万用表 5、频率计
三、预习要求
1、熟悉单管放大电路,掌握不失真放大电路的调整方法。 2、熟悉两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。 3、了解负反馈对放大电路性能的影响。
四、实验电路
实验电路如图5-1所示:
图5-1
实验注意事项:
实验中如发现寄生振荡,可采用以下措施消除:
1、 重新布线,尽可能走短线。
2、 避免将输出信号的地引回到放大器的输入级。 3、 T1管cb间接30pF的电容。
4、 分别使用测量仪器,避免互相干扰。
11
五、实验内容及步骤
1、调整静态工作点
连接α、α’点,使放大器处于反馈工作状态。经检查无误后接通电源。调整RP1、RP2(记录当前有效值), 使VC1=( 6~7V )、VC2=(6~7V),测量各级静态工作点,填入表5-1中。断开电路测量并记录偏置电阻。
表5-1 待测参数 VC1(V) 计算值 测量值 相对误差 VB1(V) VE1(V) VC2(V) VB2(V) VE2(V) RA(K) RB(K) 2、观察负反馈对放大倍数的影响。
从信号源输出Vi频率为1KHz、幅度5mV左右的正弦波(以保证二级放大器的输出波
形不失真为准)。
输出端不接负载,分别测量电路在无反馈(α,α’断开)与有反馈工作时(α与
α’连接 )空载下的输出电压Vo,同时用示波器观察输出波形,注意波形是否失真。若失真,减少Vi并计算电路在无反馈与有反馈工作时的电压放大倍数AV,记入表5-2中。
表5-2 待测参数 工作方式 Vi(mV) V0(V) Av(测量) Av(理论) RL=∞ 无反馈 RL=5.1K RL=∞ 有反馈 RL=5.1K
3、观察负反馈对放大倍数稳定性的影响。
RL=5.1K,改变电源电压将Ec从12V变到10V。分别测量电路在无反馈与有反馈工作状态
时的输出电压,注意波形是否失真,并计算电压放大倍数,稳定度。记入表5-3中。
表5-3 待测参数 工作方式 EC=12V Vi(mV) V0(V) AV Vi(mV) EC=10V V0(V) AV 无反馈 有反馈
12
4、观察负反馈对波形失真的影响
电路无反馈,Ec=12V, RL=5.1K,逐渐加大信号源的幅度,用示波器观察输出波形出
现临界失真,用毫伏表测量Vi 、Vo和V0P-P值,记入表5-4中。
电路接入反馈(a与a′连接),其它参数不变, 用毫伏表测量Vi 、Vo和V0P-P值,记
入表5-4中。
逐渐加大信号源的幅度,用示波器观察输出波形出现临界失真,用毫伏表测量Vi 、Vo
和V0P-P值,记入表5-4中。
表5-4 待测参数 工作方式 Vi(mV) V0(V) V0P-P(V) 无反馈 临 界 临 界 有反馈 Vi同无反馈 临 界 临 界 5、*幅频特性测量(对带宽的影响)
在上述实验基础上,不接负载、EC=12V,分别在有、无反馈的情况下调信号源使f改变( 保持Vi不变 )测量Vo,且在0.707VO处多测几点,找出上、下限频率。数据记入表5-5和表5-6中。
表5-5 频率 方式 无反馈 f(KHz) V0(mV) AV 0.707Vomax Vomax 0.707Vomax Vi=( )mV Δf=( )KHz 表5-6 频率 方式 有反馈 f(KHz) V0(mV) AV 0.707Vomax Vomax 0.707Vomax Vi=( )mV Δf=( )KHz
六、实验报告
1、整理实验数据,填入表中并按要求进行计算。 2、总结负反馈对放大器性能的影响。
13
实验六 射极输出器的测试
一、 实验目的
1、熟悉射极输出器电路的特点。
2、进一步熟悉放大器输入、输出电阻和电压增益的测试方法。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、示波器 3、毫伏表 4、数字万用表
三、预习要求
1、复习射极输出器电路。
2、了解射极输出器在放大电路中作为输入极、输出极、中间极时所起的作用。
四、实验电路
射极输出器如图6-1所示。
图6-1
注:实验中如发现寄生振荡,可在T1管cb间接30pF的电容。
五、实验内容及步骤
1、 测试静态工作点,将结果填写入表6-1中。
表6-1 VB(V) VE(V) VC(V) 理 论 值 实 测 值
14
2、 测量电压放大倍数,实验电路中的RS代替信号源内阻,输入信号的频率为1KHz,
输入信号的幅度选择应使电路输出在整个测量过程中不产生波形失真,在不接负 载电阻RL=∞和接负载电阻RL=2K情况下将测量结果填写入表6-2中。
表6-2 待测参数 RL=∞ RL = 2 KΩ V∞(V) Vi(V) V0(V) Vs=(V) AV=V0/Vi Avs=V0/Vs 理 论 值 实 测 值
3、 放大器的输入、输出电阻,(测量方法参考实验三),负载电阻RL=2KΩ,将测量结果填
写入表6-3中。
表6-3 Ri() R0() 理 论 值 实 测 值
六、实验报告
1、理论计算图6-1的静态工作点并与实测值比较 。 2、整理实验结果,说明射极输出器的特点。
15
实验七 OCL功率放大电路
一、实验目的
1、了解OCL功率放大电路的性能和特点。 2、加深理解负反馈对放大电路性能的影响。 3、掌握电路的测试方法。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、示波器 3、毫伏表 4、频率计
三、实验内容和步骤
1、 首先将运算放大器调零(方法见实验九)。 2、 按实验电路图7-1接线。
图7-1
注意: 如果电路存在干扰,可在±12V电源之间加0.33μF电容。
3、测量电源电压为±12V时的最大不失真输出功率和效率:
用频率计和数字表调整好信号源后加入电路.在放大电路输入端输入f=1KHz,Vi=100mV的低频信号,用示波器观察输出波形,在无自激振荡的情况下,逐渐加大输入信号电压,至输出波形处于临界失真时,记录这时的最大不失真输出电压VO,并计算最大输出功率Pom和效率η,数据记入表7-1。
表7-1 2Vo(V) I(mA) Pom=V0/RL(W) PV=EI(W) η=Pom/PV 注: PV为直流电源提供的功率。E为直流电源总电压,I为电路总电流。
16
4、测量放大电路在音频(20Hz~20KHz)范围内的频率特性。
在f=1KHz时,调输入信号Vi,使输出信号Vo=0.8V。然后测量Vi值,保持Vi值不变的条
件下改变信号频率f,记录所对应的Vo,并画出Vo~f曲线。数据记入表7-2。
表7-2 保持Ui不变 f(Hz) 10 20 200 600 1K 10K 20K 60K Vi= (V) Vo(V)
5、观察负反馈深度对波形失真的影响
调输入信号频率f=1KHz,用示波器观察输出波形,逐渐加大输入信号电压,至输出
波形失真。波形记入表7-3。
然后加强负反馈(即用100KΩ电阻与原反馈电阻Rf并联),观察输出波形失真有无
变化。波形记入表7-3。
表7-3 原 输 出 失 真 波 形 加 强 负 反 馈 后 输 出 波 形
6、用示波器观察负反馈放大电路的自激振荡现象及消除方法:
调整输入信号,使输出处于临界振荡状态,此时断开校正网络,电路将产生自激振荡。 7、观察末级工作状态对交越失真的影响:
将b1和b2点短路后与741的输出端相连接,在正电源端串接mA表,测其静态
电流IC3。
Ic3= mA
在放大电路输入端输入f=1KHz、Vi=100mV的低频信号,用示波器观察并画出输出波形
的交越失真情况。波形记入表7-4。
用100KΩ电阻与反馈电阻Rf并联,加强负反馈,用示波器观察交越失真有无变化。
表7-4 交越失真波形 五、实验报告
1、 根据实验值计算最大不失真输出功率及相应的效率。 2、 根据实验数据画出放大器的幅频特性曲线。 3、 根据实验结果分析负反馈对波形失真的影响
4、 根据实验结果分析交越失真产生的原因及消除方法。 5、 分析当频率为20KHz后的波形为何失真。
17
实验八 差动放大器
一、实验目的
1、学习差动放大器零点调整及静态测试。
2、进一步理解差模放大倍数的意义及测试方法。
3、了解差动放大器对共模信号的抑制能力,测试共模抑制比。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、示波器 3、函数信号发生器 4、交流毫伏表 5、数字万用表
三、实验内容与步骤
1、按图8-1接线, 1点接2点。 2、静态测试
用万用表调零, 令Vi1=Vi2=0,A、B点与地短接,调节RP使VO=0。 3、电路的静态工作点
测量两管静态工作点,并计算有关参数,填入表8-1中。
图8-1
表中电压单位为V,电流单位为mA。 表8-1 测 量 值 计 算 值 VT1 VT2 VT1 VT2 VC1 VB1 VE1 VC2 VB2 VE2 IB1 IC1 β1 IB2 IC2 β2
18
4、差模电压放大倍数
由A端差模输入f=1KHz,幅度约为30mV的正弦信号(注意:在信号源与A端之间接22μ电容),B端接地。用示波器分别观察VC1、VC2输出不失真情况下,然后用毫伏表测量输入信号Vi及输出Vc1、Vc2值,计算差动放大器的差模电压增益Avd。 5、共模电压放大倍数
将B与地断开后与A短接,仍然输入f=1KHz正弦信号,幅度约为300mV,构成共模输 入。然后用毫伏表测量Vc1、Vc2,计算差动放大器的AVC,并计算共模抑制此KCMR。 6、带恒流源的差动放大器
电路改接成带恒流源的差动放大器电路1点接3点,重复上述实验内容。并将实验数据填入表8-2中。
表8-2 Vi(mV) Vc1 ( mV ) Vc2 ( mV ) Ad=Vc1/Vi Avd=Vo/Vi Ac=Vc1/Vi Avc=Vo/Vi KCMR=Avd/Avc
典型差动放大电路(R=10K) 差 模 共 模 恒流源差动放大器 差 模 共 模 B接地,A=( ) AB短接=( ) / / / / B接地,A=( ) AB短接=( ) / / / / 四、实验报告
1、整理实验数据,依据电路参数估算典型差动放大器与具有恒流源两种情况下的工作点及
差模放大倍数,可取β1=β2=100左右。 2、总结两种情况下的优缺点。
19
实验九 运算放大器的基本运算电路(一)
一、 实验目的
1、了解运算放大器的基本使用方法。
2、应用集成运放构成的基本运算电路,测定它们的运算关系。 3、 学会使用线性组件uA741。
二、实验设备
1、实验箱(台)。 2、数字万用表。
三、实验说明
运算放大器有三种连接方式:反相、同相和差动输入,本实验主要做比例运算。
四、实验内容及步骤
1、调零:按图9-1接线,接通电源后,调节调零电位器RP,使输出V0=0(小于±10mV),运
放调零后,在后面的实验中均不用调零了。
图9-1
2、反相比例运算:
电路如图9-2所示,根据电路参数计算Av=VO/VI=?按表9-1给定的直流电压VI值计算和测量对应的V0值,把结果记入表9-1中。
图9-2
20
反相比例运算 表9-1 输入直流电压 VI(V) 0.3 0.5 0.7 1.0 1.1 1.2 理论计算值 V0(V) 实际测量值 V0(V) 实际放大倍数 Av
3、同相比例运算:
电路图如9-3所示:
图9-3
根据电路参数,按给定的VI值计算和测量出V0值,把计算结果和实测数据填入表9-2中。
同相比例运算 表9-2 输入直流电压 VI(V) 理论计算值 V0(V) 实际测量值 V0(V) 实际放大倍数 AV 0.3 0.5 0.7 1.0 1.1 1.2
五、实验报告
1、整理实验数据,填入表中。 2、分析各运算关系。
3、分析Vi超过1.0 V时,输出Vo电压现象。
21
实验十 集成运算放大器的基本运算电路(二)
一、实验目的
掌握加法运算,减法运算电路的基本工作原理及测试方法。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、数字万用表 3、示波器
三、实验内容及步骤
1、首先将运算放大器调零(方法见实验九)。 2、加法运算
按图如10-1接线。
图10-1 经检查无误后,方可接通电源(±12V)。测试几组不同的Vi1和Vi2的值及对应的输出V0
值,验证:
将计算结果及测试的值填入表10-1中。
表10-1 输入直流电压VI1(V) 0 0.2 0.3 0.5 0.3 0.7 0.4 -0.6 0.4 -0.5 0.5 输入直流电压VI2(V) 0.3 计 算 值 V0(V) 实际测量 V0(V) 22
3、减法运算
按图10-2接线。
图10-2
按上图在实验箱上连接好电路,经检查无误后方可接通电源,然后在输入端输入几组不同的VI1和VI2的值,测出对应的输出V0的值。验证:
V=(VI2-VI1)Rf / R1 ; R1=R2 ; R4=Rf
表10-2 -0.2 0.4 输入直流电压VI1(V) 1.0 输入直流电压VI2(V) 1.2 计 算 值 V0 (V) 实际测量 V0 (V) 0.7 1.0 0.8 0.6 0.6 -0.5 0.3 -0.5
四、实验报告
1、整理实验数据,填入表中。 2、分析运算关系。
23
实验十一 比较器、方波—三角波发生器
一、实验目的
1、学习、验证用集成运放组成的比较器和方波—三角波发生器。 2、学习如何设计、调试上述电路。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、数字万用表 3、数字示波器 4、频率计
三、实验内容及步骤
1) 将两块运算放大器调零(方法见实验九)。 2) 校准示波器。 1、 比较器电路:
按图11-1接线。
图11-1 比较器电路
转折电压测试:
接通电源后,若比较器输出电压V0为负值,调节使V0由负变正(正突变点),测出VI和V0的值;若比较器输出电压V0为正值,将电位计向相反方向旋转,直至V0由正变负(负突变点)。测出VI、V0值,填入表11-1中,并根据表11-1中数据在表11-2中绘制波形。
表11-1 V0(V) VI (V) VI最小 V0负突变点 → V0 正突变点 → VI最大 表11-2 比较器波形(V0—VI)
2、方波、三角波发生器
(1)按图11-2所示电路及参数接成方波、三角波发生器。
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图11-2
(2)将电位器Rp调至中心位置,用双综示波器观察并描绘方波V01及三角波V02
(注意标注图形尺寸),并测量Rp及频率值。
表11-3 方波V01及三角波V02 波形
Rp= (中间) , f= (3)改变Rp的位置,观察对V01和V02 幅值和频率的影响,将测量结果填入表11-3中
(记录不失真波形参数)。
表11-4 F ( KHz ) Rp ( Ω ) V01P-P(V) V02P-P(V) 备 注 频率最高 频率最低 (4)将电位器Rp调至中间位置,改变R1为10K可调电位计,观察对V01和V02 幅值和频率的影响。将测量结果填入表11-4中。
表11-5 备 注 F (KHz ) R1 ( Ω ) V01P-P(V) V02P-P(V) 频率最高 频率最低 (5)电位器Rp保持中间位置,R1接10K电阻,改变R2为100K可调电位计,观察对V01和
V02 幅值和频率的影响。将测量结果填入表11-5中。(记录有波形的测试参数) 表11-6 备 注 F ( KHz ) R2 ( Ω ) V01P-P(V) V02P-P(V) 频率最高 频率最低
四、实验报告
1. 画出各实验的波形图。 2. 总结波形发生器的特点。
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实验十二 集成555电路的应用实验
一、 实验目的
1、熟悉集成555电路的工作原理,掌握其测试方法。
2、掌握几种常见的应用电路的工作原理及关键元件对输出波形的影响。 3、学习用集成555电路构成其他实用电路的方法。
二、实验设备
1、实验箱(台)。 2、数字示波器 3、数字万用表。
三、实验内容及步骤
1、用555定时器构成单稳态触发器
1) 按图12-1接线。检查无误后,可接通电源。
图12-1 单稳态触发器
2)在Vi端输入频率为1KHz的TTL方波信号,用示波器观察并记录Vi、VC和V0波形(测出脉冲宽度和幅度值),将测量结果填入表12-1中 。
表12-1 频率(Hz) 波 形
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2、用555定时器构成多谐振荡器。
1)按图12-2接线,检查无误后,可接通电源。
图12-2 多谐振荡器
2) 用示波器观察并记录F=200Hz时, Vo(3脚)和Vc(6脚)的波形,(注意标
注脉冲宽度和幅度) 。将测量结果填入表12-2中 。
表12-2 频率(Hz) 波 形
RA= KΩ
3) 改变可调电阻Rp的数值,用示波器观察并记录频率及脉冲的宽度和幅度。将测量
结果填入表12-3中 。
表12-3 频率(Hz) 波 形 频率最高 RA= KΩ 频率最低 RA= KΩ
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3、用555定时器构成占空比50%振荡电路
1) 按图12-3接线,检查无误后,可接通电源。
图12-3 占空比50%振荡电路
2) 示波器观察调整Rp,使占空比为50%,记录频率及脉冲的宽度和幅度。将测量结果填
入表12-4中 。
表12-4 频率(KHz) 波 形
3) 变可调电阻Rp的数值,用示波器观察并记录频率及脉冲的宽度和幅度。将测量结果填
入表12-5中 。
表12-5 频率(KHz) 波 形 最高占空比 RA= KΩ; RB= KΩ; 最 低占空比 RA= KΩ; RB= KΩ;
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4、音响电路
1) 按图12-4接线,检查无误后,可接通电源。
图12-4 音响电路
2) 调节Rp1、Rp2的大小,可获得不同的声响。电路中Rp1、Rp2、C1、C2组成一个音频振
荡器(第七脚不用,这与一般用555构成的多谐振荡器不同)。C3和扬声器(呈感性)组成一个谐振回路。它们通过555的内部电路相互作用后使小灯泡上端的电位发生低频的变化,这一变化通过0.1μ对5脚进行调制,从而使3脚输出一个变调的音频信号。
表12-6 频率(KHz) Rp1(Ω) Rp2(Ω) 最高声响
最低声响
四、实验报告
画出各测试点的波形。
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实验十三 RC正弦波振荡器
一、实验目的
1、 学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件。
2、 学习如何设计、调试上述电路和测量电路输出波形的频率、幅度。
二、实验设备
1、实验箱(台)。 2、示波器。 3、频率计。 4、毫伏表。
四、实验内容及步骤
1. 按图13-1接线(1、2两点接通)。本电路为文氏电桥RC正弦波振荡器,可用
来产生频率范围宽、波形较好的正弦波。电路由放大器和反馈网络组成。
图13-1 文氏电桥RC正弦波振荡器
2. 有稳幅环节的文氏电桥振荡器。
(1) 接通电源,用示波器观测有无正弦波电压Vo输出。若无输出,可调节RP,使Vo为
无明显失真的正弦波,并观察Vo值是否稳定。用毫伏表测量Vo和Vf的有效值,填入表13-1中,
表13-1 VO (V) Vf (V)
(2)观察在R3=R4=10KΩ、C1=C2=0.01μf和R3=R4=10kΩ、C1=C2=0.02μf两种情况下
的输出波形(不失真),测量V0、Vf及f0,填入表13-2和表23-4中,并与计算结果比较。
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有稳幅环节的文氏电桥振荡器 表13-2 测试条件 测试项目 最小 测 量 值 最大 最高 最低 最小 最大 最高 最低 R=10K C=O.01μf V0(V) f0(KHz) R=10K C=O.02μf V0(V) f0(KHz) 3.无稳幅环节的文氏电桥振荡器
断开1、2两点的接线,接通电源,调节,使Vo输出为无明显失真的正弦波,测量 V0、Vf和f0,填入表13-3和表23-4中,并与计算结果比较。
无稳幅环节的文氏电桥振荡器 表13-3 测试条件 R=10K C=O.01μf R=10K C=O.02μf V0(V) f0(KHz) V0(V) f0(KHz) 测试项目 最小 最大 最高 最低 最小 最大 最高 最低 测 量 值
表13-4 C(uF) 输 出 波 形 F(Hz) Vf(V) Vomax(V) 0.01 无稳幅 0.02 0.01 有稳幅 0.02
五、实验报告
1、整理实验数据,填写表格。
2、测试Vo的频率并与计算结果比较。
31
实验十四 集成功率放大器
一、 实验目的
1、熟悉集成功率放大器的特点和应用。
2、学习和掌握集成功率放大器的主要指标及测量方法。
二、实验设备
1、模拟实验箱(台) 2、数字万用表 3、示波器 4、交流毫伏表
三、实验注意
电路产生寄生振荡可采取如下措施:
1、 断开毫伏表与输出的连接。
2、 尽量接短线。特别是接电源的滤波电容,接线更要短。 3、 输出接喇叭时,应与20Ω/5W的电阻串联。 4、 在±12V电源之间加一个0.1μF的电容。
四、实验内容
1、 按图14-1接线。
图14-1 集成功率放大器
2、不加信号时(Vi=0)用数字万用表测电路静态总电流I+12 、I-12及2030芯片各脚的电位。
填入表14-1中。
表14-1 I+12(A) I-12(A) V1(V) V2(V) V3(V) V4(V) V5(V)
32
3、动态测量
最大输出功率
输入端接1KHz ,Vi≤10mV(用交流毫伏表测量)的正弦信号,用示波器观察输出电压波形,逐渐加大输入信号幅度,使输出电压信号为最大不失真输出。用交流毫伏表测量此时的输
2
出电压V0m,则 PCm =V0m/RL 。将结果记入表14-2。
表14-2 Vi(mV) Vom(V) Pcm(W)
输入灵敏度:
根据输入灵敏度的定义,只要测出输出功率P0=Pcm时的输入电压值Vi即可。
噪声电压的测试
测量时将输入端短路(Vi=0),用示波器观察V0波形,并用交流毫伏表测量输出电压,该电压即为噪声电压VN。将测量结果记入表14-3。
表14-3 噪声电压VN(mV) 噪声波形 五、实验报告
1、根据实验实际测量计算出Pcm,Pv及效率η。 2、讨论实验当中发生的问题及解决办法。
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实验十五 函数信号发生器(综合性实验)
一、 实验目的
1、 了解单片多功能集成电路函数信号发生器的功能及特点。 2、 进一步掌握波形参数的测试方法。
二、 实验设备与器件
1、实验箱(台) 2、双踪示波器 3、频率计
三、 实验内容
1、 按图15-1接线,取C=0.01μf
图15-1 ICL8038实验电路图
2、 调整电路使其处于振荡,通过调整电位器
,使正弦波不产生明显的失真。
1,使输出信号从小到大变化,列表记录管脚
2,使方波的占空比达到
50%。
3,
3、 保持方波的占空比为50%不变,用示波器观测8038正弦波输出端的波形,反复调整
4
4、 调节电位器8的电位及测量输出正弦波
表15-1
的频率。将测量结果记入表15-1。
调整Rp1 V8(V) 最高 最低 C 0.01μ 0.1 μ 1000P Fmax(KHz) V0 Fmin(KHz) Vop-p(V) 34
5、 改变外接电容C的值(取C=0.01μf、C=0.1μf和1000P),观测三种输出波形的幅值和
频率,将观测波形记入表15-2。
表15-2
电容 频率 0.01μf 调f=10KHz 测f= 0.1μf 测f= 1000P 波形 峰峰值 V2p-p= (V) V9p-p= (V) V3p-p= (V) V2p-p= (V) V9p-p= (V) V3p-p= (V) V2p-p= (V) V9p-p= (V) V3p-p= (V) 6、 取C=0.01μf,调整电位器
入表15-3。
2的值,观测三种波形的频率和幅度值,将观测波形记
表15-3
电阻 占空比50% 占空比减小 占空比增大 波 形 峰峰值 V2p-p= (V) V9p-p= (V) V3p-p= (V) V2p-p= (V) V9p-p= (V) V3p-p= (V) V2p-p= (V) V9p-p= (V) V3p-p= (V) 7、 失真度测试仪,则测出C分别为0.1μf,0.01μf和1000P时的正弦波失真系数r
值(一般要求该值小于3%)。
四、 实验报告
1、 列表说明各可调电位器的作用。
2、 列表整理电容取不同值时,三种波形的频率和幅度值,从中得出结论。 3、 列表整理Rp2取不同值时,三种波形的变化,从中得出结论。 4、 分析三极管T在电路中的作用。 5、 写出本实验的心得、体会。
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实验十六 积分与微分电路(设计性实验)
一、实验目的
1、学会用运算放大器组成积分或微分电路。 2、进一步掌握集成运放的正确使用方法。 3、学习设计电路。
二、实验设备
1、 实验箱(台) 2、数字万用表 3、计时表 4、示波器 5、毫伏表 6、频率计
三、实验内容与步骤
校准示波器。
运算放大器调零(参见实验九)。
1、 积分电路
按图16-1接线。
图16-1 积分电路
按表16-1给出的参数,用计时表计时,用数字万用表测量输出。同时注意Vi电压 变换极性时,要将电容两端电压放掉(将K接通),注意连接电容的极性。将所测值填 表16-1中。
表16-1 Vi(V) 计 时 (S) 10" 20" 30" 40" 50" 60" Vo(V) 0.5 -0.5 2、微分电路 按图16-2接线。
36
图16-2 微分电路
(1)输入f=200Hz、V=0.5V( 有效值)的正弦信号,用双踪示波器观察Vi与Vo的波形,
测量输出电压有效值,其波形和数据记入表16-2中。
(2)输入f=200Hz、V=0.5V( 有效值)的方波信号,重复上述实验内容,波形和数据记入
表16-2中。
表16-2 输 入 输 出 波 形 V0(V) 正弦波 Vi =0.5V(有效值) F =200HZ
方 波 Vi =0.5V (幅值) F =200HZ 积分—微分电路(自行设计)。 参考电路如图16-3所示。
图16-3 积分—微分电路
四、实验报告
1、对实验中的数据,观察的波形,整理、总结。 2、 将实验结果与理论计算比较。
37
实验十七 有源滤波器(设计性实验)
一、实验目的
1、学习由集成运放组成的有源滤波电路。 2、学习测量有源滤波器的幅频特性。 3、学习设计电路。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、示波器 3、毫伏表 4、频率计
三、实验内容
1、 低通滤波器。
按图17-1接线。输入端加1V左右的正弦信号,扳动频率选择开关,用示波器观察输出波形及幅度变化,选择频率,将测量的V0值(包括V0Max、0.707V0Max值),填入表17-1中。
图17-1 低通滤波器
低通滤波 表17-1 f(Hz) Vomax 0.707Vomax V0(V) 2、高通滤波器
实验电路如图17-2所示。实验内容与要求同上。将实验结果填入表17-2中。
图17-2 高通滤波器
38
高通滤波 表17-2 f(Hz) 0.707Vomax Vomax V0(V)
3、带通滤波器
实验电路可由上述电路为参考设计,或采用图17-3电路,该电路是中心频率为1KHz、带宽为200Hz的带通滤波器。
输入端加1V左右的正弦信号,调整频率开关,用示波器观察输出波形及幅度变化,选择频率,将测量的V0值(包括V0Max、0.707V0Max值),填入表17-3中。
图17-3 带通滤波器
带通滤波 表17-3 f(KHz) 0.707Vomax Vomax 0.707Vomax V0(V)
四、实验报告
1、以自拟的表格中测量的数据,画出曲线。 2、 总结设计电路的体会与误差分析。
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实验十八 电压/频率转换电路(设计性实验)
一、 实验目的
1、 学习电压/频率转换电路。 2、 学习电路参数的调整方法。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、示波器 3、数字万用表
三、实验内容
实验参考电路如图18-1所示,运算放大器接±12V电源。该电路实际上为典型的U-F转换电路。当输入信号为直流电压时,输出VO将出现与其有一定函数关系的频率振荡波形(锯齿波)。
图18-1 电压/频率转换电路
四、实验要求
1、分析电路的工作原理,分析Vi与VO的关系,计算出RP1、RP2的阻值为多少时,输
出信号可满足幅值为12V。
3、 学习用示波器观察输出波形的周期,然后换算为频率,并观察幅值。 4、 输入Vi=4V,调整RP1、RP2使输出VO为锯齿波。
5、 改变输入电压(在0~4V内选取),测量频率.将测量结果记入表18-1。
表18-1 Vi(V) Vo(V) F(Hz) Vo波形 五、实验报告 1、整理数据,填入表格内。 2、画出频率——电压曲线。
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实验十九 电流/电压转换电路(设计性实验)
一、 实验目的
1、学习电流/电压转换电路的设计方法。
2、学习电路参数的调整方法。
二、实验设备
1、实验箱(台) 2、数字万用表
三、实验内容
按图19-1接线,该电路输入几mA~几十mA的电流源,可输出±10V的电压信号。
图19-1 电流/电压转换电路
四、实验要求
1、分析电路的工作原理。
2、调整输入电流,测量输出电压。将测量结果记入表19-1。
表19-1 Ii(mA) Vo1(V) Vo2(V)
五、实验报告
1、整理数据,写出计算调试方法及步骤。
2、若改为电压——电流转换电路,电路有何改动,试分析。
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