R RBI RB3 REIU RE RL JU B2 REI RE 图4-2基本放大器 、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(B=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4-1连接实验电路,取I=+12V,U=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4-1。 表4 UB(V) UE (V) Uc(V)Ic(mA) 第一级 第二级 2、测试基本放大器的各项性能指标 将实验电路按图4-2改接,即把R断开后分别并在R1和R上,其它连线 不动
图 4－2 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 4－1 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 4-1。 表 4－1 UB（V） UE（V） UC（V） IC（mA） 第一级 第二级 2、测试基本放大器的各项性能指标 将实验电路按图 4－2 改接，即把 Rf断开后分别并在 RF1和 RL上，其它连线 不动
1)测量中频电压放大倍数A,输入电阻R和输出电阻R。 ①以f=1KHZ,U约5mV正弦信号输入放大器,用示波器监视输出波形u, 在u不失真的情况下,用交流毫伏表测量Us、U、UL,记入表4-2。 表4-2 U U1 U 0A(Ka)|《K) 基本放大器 Us (mv)I(mv) I(KQ)(K2) 负反馈放大器 ②保持U不变,断开负载电阻R(注意,R不要断开),测量空载时的输出 电压U,记入表4-2。 2)测量通频带 接上R,保持1)中的U不变,然后增加和减小输入信号的频率,找出上、 下限频率f和f1,记入表4-3。 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4-1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A、Rt和Ro,记入表4-2; 测量f和fur,记入表4-3 表4-3 f,(KHz) fH(KHz △f(KHz) 基本放大器 fLr(KHz) fH(KHz) Af,(KHz) 负反馈放大器 *4、观察负反馈对非线性失真的改善 1)实验电路改接成基本放大器形式,在输入端加入f=1Hz的正弦信号, 输出端接示波器,逐渐增大输入信号的幅度,使输岀波形开始出现失真,记下此 时的波形和输出电压的幅度 2)再将实验电路改接成负反馈放大器形式,增大输入信号幅度,使输出电压
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 5mV 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 4－2。 表 4-2 US (mv) Ui (mv) UL (V) UO (V) AV Ri (KΩ) RO (KΩ) 基本放大器 US (mv) Ui (mv) UL (V) UO (V) AVf Rif (KΩ) ROf (KΩ) 负反馈放大器 ②保持 US不变，断开负载电阻 RL（注意，Rf不要断开），测量空载时的输出 电压 UO，记入表 4－2。 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 4－3。 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 4－1 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 4－2； 测量 fhf和 fLf，记入表 4－3。 表 4－3 fL(KHz) fH(KHz) △f(KHz) 基本放大器 fLf(KHz) fHf(KHz) △ff(KHz) 负反馈放大器 *4、观察负反馈对非线性失真的改善 1)实验电路改接成基本放大器形式，在输入端加入 f＝1KHz 的正弦信号， 输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形开始出现失真，记下此 时的波形和输出电压的幅度。 2)再将实验电路改接成负反馈放大器形式，增大输入信号幅度，使输出电压
幅度的大小与1)相同,比较有负反馈时,输出波形的变化。 五、实验总绪 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。 六、预习要求 1、复习教材中有关负反馈放大器的内容。 、按实验电路4-1估算放大器的静态工作点(取β:=β2=100) 3、怎样把负反馈放大器改接成基本放大器?为什么要把R并接在输入和输 出端? 4、估算基本放大器的A,R1和R;估算负反馈放大器的A、R和Ro,并验 算它们之间的关系 5、如按深负反馈估算,则闭环电压放大倍数Ar=?和测量值是否一致? 为什么? 6、如输入信号存在失真,能否用负反馈来改善? 7、怎样判断放大器是否存在自激振荡?如何进行消振? 注:如果实验装置上有放大器的固定实验模块,则可参考实验二附图2 进行实验
幅度的大小与 1)相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。 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。 六、预习要求 1、复习教材中有关负反馈放大器的内容。 2、按实验电路 4－1 估算放大器的静态工作点（取β1＝β2＝100）。 3、怎样把负反馈放大器改接成基本放大器？为什么要把 Rf并接在输入和输 出端？ 4、估算基本放大器的 AV，Ri和 RO；估算负反馈放大器的 AVf、Rif和 ROf，并验 算它们之间的关系。 5、如按深负反馈估算，则闭环电压放大倍数 AVf＝？ 和测量值是否一致？ 为什么？ 6、如输入信号存在失真，能否用负反馈来改善？ 7、怎样判断放大器是否存在自激振荡？如何进行消振？ 注：如果实验装置上有放大器的固定实验模块，则可参考实验二附图 2－1 进行实验
实验四集成运算放大器的线性应用 模拟运算电路 实验目的 1、本实验是验证性实验。通过本实验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A= 输入阻抗r1=o 输出阻抗 带宽 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U与输入电压之间满足关系式 Uo=Ad (U, -U_) 由于A=∞,而U为有限值,因此,U一U≈0。即U≈U-,称为“虚短”。 (2)由于r:=∞,故流进运放两个输入端的电流可视为零,即I1=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8-1所示。对于理想运放,该电路的输出电压与输入电压之间的 R U
实验四 集成运算放大器的线性应用 ─ 模拟运算电路 ─ 一、实验目的 1、本实验是验证性实验。通过本实验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 8－1 所示。对于理想运放， 该电路的输出电压与输入电压之间的 i 1 F O U R R U = −
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R R1∥R RE 100K Re 100K R110K +12V +12V 10K U R210K U 9.1K 100K R 6.2K 100K 12V 图8-1反相比例运算电路 图8-2反相加法运算电路 2)反相加法电路 电路如图8-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为 Uo=- R3=R1∥R2∥/R 3)同相比例运算电路 图8-3(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=R∥R 当R1→∞时,U=U1,即得到如图8-3(b)所示的电压跟随器。图中R2=R, 用以减小漂移和起保护作用。一般R取10KΩ,R太小起不到保护作用,太大 则影响跟随性 RE 100K RF 10K +12V R29.1K 10K 100K 100K 12V 12V (a)同相比例运算电路 (b)电压跟随器
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 8－1 反相比例运算电路 图 8－2 反相加法运算电路 2) 反相加法电路 电路如图 8－2 所示，输出电压与输入电压之间的关系为 U ) R R U R R U ( i2 2 F i1 1 F O = − + R3＝R1 // R2 // RF 3) 同相比例运算电路 图 8－3(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 i 1 F O )U R R U =(1+ R2＝R1 // RF 当 R1→∞时，UO＝Ui，即得到如图 8－3(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