《基本放大电路测试》PPT课件.ppt

p99单管交流放大电路的研究单管交流放大电路的研究一、实验目的二、预习要求三、基本原理四、实验内容五、实验设备与器材六、实验报告要求七、思考题单管交流放大电路的研究单管交流放大电路的研究p99主菜单主菜单（1）通过对典型分压式偏置放大电路的研究，学会检查、调整及测量电路的工作状态。学习Q点的调整方法，了解Q点的变化对放大器性能的影响。（2）掌握电路中Au、频率响应曲线、BW的测量方法学会Au理论值的估算方法，研究电路参数变化对放大器性能的影响。（3）通过对有源负载放大电路的测量，了解运算放大器提高增益的方法。1、实验目的、实验目的基本放大电路测试要求基本放大电路测试要求 1.参照实验教材参照实验教材P145页图页图331，完成单管放大，完成单管放大电路的连接，在输出波形最大不失真的情况下进行电路的连接，在输出波形最大不失真的情况下进行静态工作点的测试，并指出静态工作点的测试，并指出Rw取最大和最小时，取最大和最小时，输出电压波形产生的现象及原因。输出电压波形产生的现象及原因。答：答：Rw取最大和最取最大和最小时会发生截止失真小时会发生截止失真和饱和失真。和饱和失真。原因是静态工作点分原因是静态工作点分别进入了截止区和饱别进入了截止区和饱和区。和区。请画出波形说明现象。请画出波形说明现象。实验数据表格一根据直流通路求静态参数根据直流通路求静态参数VB注意电流数量级！IBIC2.测量并理论计算该电路的电压增益Au，输入阻抗Ri，输出阻抗Ro.(要求：有计算过程)。表二Ui UOAuRiRo测量值计算值计算过程如下测量值：Av 理论计算值：，3.用逐点法逐点法测量该电路的幅频特性曲线，指出该电路的上下限频率及带宽4.改变Rc参数，讨论Rc对静态工作点及增益的影响表三RcICQUCQUBQUEQUiUoAu实测值理论值2k/1k实测值Av 理论值计算：5.（1）对以上实验结果进行误差分析并给出必要的结论。（5分）答：理论与测量值之间的误差分析：如实验箱上的元器件参数有的有较大误差，其实际数值与标称值不一致等，导线也使信号有一定衰减，测量仪器仪表当中也一定的系统误差存在，由于人工读数，环境等因素造成测量数据时有一定的随机误差等。如改变Rc，影响静态工作点及增益，Rc的变化使电路的负载线斜率发生改变，从而影响电路的静态工作点，（以数据说明之，改变前后比较），从公式看，放大电路的增益与Rc成正比关系。电路中由于是阻容耦合，BJT本身结电容的存在，从而影响了放大电路的上下限截止频率及带宽。（2）调整放大器的静态工作点时上偏置电阻能否直接用Rw代替？（5分）答：不能，因为那样的话，RW为0时，直流电源直接加在BJT的集电结上，BJT有被击穿烧坏的危险。（3）当电路中发射极电容去掉后，静态工作点是否受到影响？电压放大倍数呢？为什么?答；当电路中发射极电容去掉后，静态工作点不受影响，因为大C能隔直通交，直流状态下可视为开路.C 去掉前电压放大倍数为 ，当电路中发射极电容去掉后，电压放大倍数将下降为二、负反馈放大电路测试二、负反馈放大电路测试1.参照如下实验电路，完成两级电路的连接，说明该电参照如下实验电路，完成两级电路的连接，说明该电路有无反馈的状态及反馈类型。路有无反馈的状态及反馈类型。n答：答：K1合上，合上，K2有，无反馈，为基本放大电路。有，无反馈，为基本放大电路。nK1断开，断开，K2有，有反馈，有级间电压串联负反馈。第一有，有反馈，有级间电压串联负反馈。第一级为电流串联负反馈。级为电流串联负反馈。2.调整该电路静态工作点，在输出波形不失真的调整该电路静态工作点，在输出波形不失真的条件下测量并计算各级静态工作点，将数据填入条件下测量并计算各级静态工作点，将数据填入表中。表中。ICQ UCQUBQ UEQ第一级实测值计算值第二 级 实测值计算值3/4.用示波器测量并计算有/无负反馈时放大器性能指标，写出主要步骤、计算过程，将测量和计算结果记入表中。（*项为选做内容）有/无反馈Ui UO AuRi Ro*Au/Au(RL变化)测量值计算值_测量要点及技巧：要求测量要点及技巧：要求3和和4合二为一做，合二为一做，先做表先做表4（无反馈），再做表（无反馈），再做表3（有反馈）。（有反馈）。2，去掉Rs，测量输出端加RL前后的，理论计算值：无反馈时有反馈时5.简易方法测量有反馈和无反馈时电路的通频带，观察负反馈对放大器通频带的改善。n6.通过上述各实验结果，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响，得出结论，并进行必要的误差分析。n答：负反馈使放大电路增益下降，以牺牲增益来换取放大电路其它性能的改善。使增益的稳定度提高，通频带拓宽。该两级电压串联负反馈中，电压反馈使输出电阻提高，串联反馈提高输入电阻。（最好以实验数据说明之）并进行必要的误差分析。（参考前面误差分析）三、差分放大电路的研究三、差分放大电路的研究n1.分别画出基本差分电路和带有恒流源差分电路的电路图（两个），标出元件参数。（10分）n参见参见P158图图3-5-1，P159图图3-5-22.基本差分电路的研究基本差分电路的研究 按基本差分电路连接，进行静态工作点的调整与测量。按基本差分电路连接，进行静态工作点的调整与测量。（20分）分）测量静态注意要点：两测量静态注意要点：两BJT的基极输入端务必接地！的基极输入端务必接地！调零：调整调零：调整R，使，使U=，万用表测得，万用表测得UO=0V，先将，先将万用表的直流电压档放在大量程万用表的直流电压档放在大量程上粗调，然后有上粗调，然后有mV档上细调。以上步骤完成后方档上细调。以上步骤完成后方可测量可测量Q点。点。基本差分电路性能指标的测量。要求：参考给定的基本差分电路性能指标的测量。要求：参考给定的Ui 数值，用示波器观察输出波形以不失真数值，用示波器观察输出波形以不失真Ui 为准，分别测为准，分别测量各指标，结果记入下表。（量各指标，结果记入下表。（20分）分）UiUO1UO2 UOAu（双端）Au1（单端）KCMRKCMR1差模输入参考值30mV共模输入参考值30mV3.带有恒流源差分电路的研究 按带有恒流源差分电路连接，进行静态工作点的调整与测量。（15分）IOIRIC1IC2UB1UB2UC1UC2UC32mA调整静态工作点时，切记将T3的集电极接+12V电源进行调整!。带有恒流源差分电路性能指标的测量。要求：参考给定带有恒流源差分电路性能指标的测量。要求：参考给定的的Ui 数值，用示波器观察输出波形以不失真数值，用示波器观察输出波形以不失真Ui 为准，分为准，分别测量各指标，结果记入下表。（别测量各指标，结果记入下表。（20分）分）UiUO1UO2 UOAu（双端）Au1（单端）KCMRKCMR1差模输入参考值30mV共模输入参考值30mV4.（1）通过理论估算，对以上实验结果进行误差分析并给出必要）通过理论估算，对以上实验结果进行误差分析并给出必要的结论。（的结论。（10分）分）答：（参考前面误差分析）答：（参考前面误差分析）电路两边完全对称，即两管型号相同、特性相同，各自对应的电电路两边完全对称，即两管型号相同、特性相同，各自对应的电阻相等。为公用的发射极电阻阻相等。为公用的发射极电阻 ，越大，越大，Re稳定性越好。理想差稳定性越好。理想差分只放大差模信号，不放大共模信号。分只放大差模信号，不放大共模信号。从动态角度来看，差模信号的作用使两个放大管发射电流大小相从动态角度来看，差模信号的作用使两个放大管发射电流大小相等、方向相反，这两个电流同时流过发射结，结果互相抵消即等、方向相反，这两个电流同时流过发射结，结果互相抵消即没有差模电流流过。理想差分放大电路双端输入、双端输出的电没有差模电流流过。理想差分放大电路双端输入、双端输出的电压放大倍数与单管放大电路的电压放大倍数相同；而单端输出时，压放大倍数与单管放大电路的电压放大倍数相同；而单端输出时，差模电压放大倍数为双端输出时的一半。对共模信号的抑制是差差模电压放大倍数为双端输出时的一半。对共模信号的抑制是差分放大器的一个重要特征。为了表征差分放大器对共模信号的抑分放大器的一个重要特征。为了表征差分放大器对共模信号的抑制能力，需要引入共模抑制比制能力，需要引入共模抑制比K，其越大，表示电路对称性越好。，其越大，表示电路对称性越好。在实际电路中，由于电路参数不可能完全对称，共模抑制比不可在实际电路中，由于电路参数不可能完全对称，共模抑制比不可能无穷大，因此，为了提高共模抑制比，可采取使用恒流源或多能无穷大，因此，为了提高共模抑制比，可采取使用恒流源或多级共模负反馈等措施。级共模负反馈等措施。n（2）单端输出对共模信号是否有抑制作用？（5分）有n（3）低频毫伏表能否直接测量差分放大器双端输出时Uod、Uoc的值？为什么？（5分）n答：低频毫伏表不能直接测量差分放大器双端输出时Uod、Uoc的值，因为低频毫伏表的低端是接机壳的，测量差分放大器双端输出Uo时，只能分别对地测出Uo1、Uo2；对共模有Uo=Uo1+Uo2，对差模有Uo=Uo1-Uo2。四、集成运算放大电路的线性四、集成运算放大电路的线性应用应用n一、设计一个多级放大器，要求电压放大倍数一、设计一个多级放大器，要求电压放大倍数=1000，输出电压与输入电压同相，输入电阻不小，输出电压与输入电压同相，输入电阻不小于于2，1，n1、画出设计好的电路图，标出必要的电路元件参数。、画出设计好的电路图，标出必要的电路元件参数。（10分）分）2、在实验箱上连接好电路并进行调试，将结果、在实验箱上连接好电路并进行调试，将结果填入下表（要求有计算过程）。（填入下表（要求有计算过程）。（35分）分）测量值理论值n二、设计一个反相加法器，使电路输出二、设计一个反相加法器，使电路输出 ，。其中。其中 。要求测量并计算出输出结果。画出设。要求测量并计算出输出结果。画出设计电路图、标出电路元件参数。（计电路图、标出电路元件参数。（15分）分）n三、设计一个减法器，使电路输出三、设计一个减法器，使电路输出 。其中。其中 。要求测量并。要求测量并计算出输出结果。画出设计电路图、标计算出输出结果。画出设计电路图、标出电路元件参数。（出电路元件参数。（15分）分）n提示：提示：n四、积分器的测试，参照课本四、积分器的测试，参照课本P177页图页图3-9-3连接好电路，输入连接好电路，输入 的方波信号，用示波器同时观测输入，的方波信号，用示波器同时观测输入，输出波形、幅度。（输出波形、幅度。（15分）分）五、将以上各项实验结果进行必要的误差分析。（五、将以上各项实验结果进行必要的误差分析。（10分）分）五、函数信号发生器的设计五、函数信号发生器的设计n设计一个输出频率约为设计一个输出频率约为5KHz和和500Hz的的正弦波，方波和三角波发生器正弦波，方波和三角波发生器 (R=3K)。画出正弦波发生器的电路图，画出正弦波发生器的电路图，并标出设计元件参数。并标出设计元件参数。2调试电路，测量输出信号的幅度，调试电路，测量输出信号的幅度，频率，并画出波形。（频率，并画出波形。（20分）n3 画出并连接方波变换电路图，并标画出并连接方波变换电路图，并标出设计元件参数。出设计元件参数。4 将前级输出信号作为该级输入信号进行调试，将前级输出信号作为该级输入信号进行调试，测量该电路输出信号的幅度，频率。画出占空比测量该电路输出信号的幅度，频率。画出占空比分别为分别为50%和和 30%的方波波形。的方波波形。n5 画出并连接三角波变换电路，标出画出并连接三角波变换电路，标出元件参数。元件参数。6 6 将方波变化电路输出信号做为该级电路的输将方波变化电路输出信号做为该级电路的输将方波变化电路输出信号做为该级电路的输将方波变化电路输出信号做为该级电路的输入信号，测量该电路输出幅度，频率。（入信号，测量该电路输出幅度，频率。（入信号，测量该电路输出幅度，频率。（入信号，测量该电路输出幅度，频率。（2020分）分）分）分）n7对实验结果进行分析，找出产生误差对实验结果进行分析，找出产生误差的原因。如果实验过程中出现故障，进的原因。如果实验过程中出现故障，进行分析并说明故障排除方法行分析并说明故障排除方法 n附加题：若要求输出幅度均为附加题：若要求输出幅度均为6V,电路电路如何设计，并画出电路图。（如何设计，并画出电路图。（10分）分）六、直流稳压电源的设计六、直流稳压电源的设计n设计一串联型直流稳压电源。主要技术指标要求如下：n输入交流电压220V，50Hz；n输出直流电压515V；n输出直流电流0100mA；n内阻小于10；n纹波电压峰值小于10mV。串联型直流稳压电源串联型直流稳压电源 n n1/2、整流、整流/滤波电路的测量：（滤波电路的测量：（20分分n n要求：测量整流要求：测量整流/滤波电路输出电压、纹滤波电路输出电压、纹波电压并画出输出波形。（自拟表格）波电压并画出输出波形。（自拟表格）3、串联型稳压电路技术指标的测量:n要求：根据设计指标，确定要求：根据设计指标，确定RL的数值，测量的数值，测量Uo、Ro、Io和输出纹波电压。（要求有计算和输出纹波电压。（要求有计算过程）过程）4、思考题：、思考题：（1）Dz稳压值的大小与输出电压有何关系？稳压值的大小与输出电压有何关系？（5分）分）答：答：Uo与基准电压的关系式是与基准电压的关系式是（2）如何判断直流稳压电源的带负载能力？（）如何判断直流稳压电源的带负载能力？（5分）分）答：直流稳压电源是电压源，输出电阻越小越好答：直流稳压电源是电压源，输出电阻越小越好附加题：三端可调式集成稳压电路技术指标的测量，附加题：三端可调式集成稳压电路技术指标的测量，参考电路如下：参考电路如下：（其中（其中R1，R2可分别取可分别取100，200，仅供参考），仅供参考）