模拟电子技术实验指导书（电子信息类）电子信息学院实验中心汇编-
1 模拟电子技术实验指导书 （电子信息类） 电子信息学院实验中心汇编
目录页码实验名称3实验一单管放大电路9实验二运算放大器应用电路及测试17实验三多级放大器与负反馈放大器23实验四前置放大器的设计与应用29实验五信号产生与转换电路设计38实验六集成直流稳压电源的设计44实验七音响放大器综合设计实验2
2 目 录 实 验 名 称 页 码 实验一 单管放大电路 3 实验二 运算放大器应用电路及测试 9 实验三 多级放大器与负反馈放大器 17 实验四 前置放大器的设计与应用 23 实验五 信号产生与转换电路设计 29 实验六 集成直流稳压电源的设计 38 实验七 音响放大器综合设计实验 44
实验一单管放大电路（8学时）、实验目的1了解晶体管及相关器件的基本特性；2熟悉常用仪器的使用方法；3掌握放大电路的主要指标和测试方法；4掌握放大电路指标与电路参数的相互关系。二、实验仪器及器件设备条件：万用表，示波器，函数发生器，直流稳压电源实验器材表2.1电容电阻导线器材名称晶体管电位器型号参数901310uF10K1002K5.1K10K100K数量3122若干1三、预习要求1什么是静态工作点，如何测量静态工作点，如何调节静态工作点：2电路放大倍数的定义和测量方法；3输入电阻、输出电阻的测量方法：4最大不失真输出电压的测量方法：5实验电路器件布局。四、实验原理基本放大电路有共射极、共基极、共集电极三种构成方式，本次实验采用共射极放大电路，如图1.1所示。三极管是一个电流控制电流源器件（即Ic一βI），通过合理设置静态工作点，实现对交流电压信号的放大。放大电路的主要参数有电压放大倍数A、输入电阻ri输出电阻ro。AV==-BR.(1)VTber, = rbell R,.(2)r= R.(3)式（1)中：R=RR，，R=R+(R//Rw），Rc为集电极电阻，R为负载电阻。3
3 实验一 单管放大电路（8 学时） 一、实验目的 1 了解晶体管及相关器件的基本特性； 2 熟悉常用仪器的使用方法； 3 掌握放大电路的主要指标和测试方法； 4 掌握放大电路指标与电路参数的相互关系。 二、实验仪器及器件 设备条件：万用表，示波器，函数发生器，直流稳压电源 实验器材 表 2.1 器材名称 晶体管 电容 电位器 电阻 导线 型号/参数 9013 10uF 10K 100 2K 5.1K 10K 100K 数量 1 3 1 2 2 1 1 1 若干 三、 预习要求 1 什么是静态工作点，如何测量静态工作点，如何调节静态工作点； 2 电路放大倍数的定义和测量方法； 3 输入电阻、输出电阻的测量方法； 4 最大不失真输出电压的测量方法； 5 实验电路器件布局。 四、实验原理 基本放大电路有共射极、共基极、共集电极三种构成方式，本次实验采用共射极放大电 路,如图 1.1 所示。三极管是一个电流控制电流源器件（即 IC＝βIB），通过合理设置静态工作 点，实现对交流电压信号的放大。放大电路的主要参数有电压放大倍数 Av、输入电阻 ri、 输出电阻 ro。 o L i be v R Av v r .(1) || i be b r r R .(2) o C r R .(3) 式（1）中： || R R R L C L ， 2 1 1 ( / / ) R R R R b W ，RC 为集电极电阻，RL为负载电阻
26.(4)re = 300 +(1+ β)Ie由式（1）（2）（4）可以看出：I→→e→→A由式（1）（3）可以看出：Ret→rot→Avt在负载开路（R=αo)时：Ri=Rc=r。，忽略偏置电路对输入电流的影响ri=r式（1）可以写成：Av=-Br。r上式表明电路放大倍数A与输出电阻r。成正比，与输入电阻r成反比。0VccRcR110KC12K10uFO0C2Vo10uFR2Rw1ViC310K100K10uFRE1000O图1.1单管放大器共射极电路五、实验内容5.1静态工作点的设置1什么是静态工作点静态工作点是指在电路输入信号为零时，电路中各支路电流和各节点的电压值。通常直流负载线与交流负载线的交点Q所对应的参数IBo、Ico、VcEQ是主要观测对象，如图1.2所示，在电路调试过程中，电路参数确定以后，对工作点起决定作用的是Is，测量比较方便的是VcE，通过调节Rwi改变电流Ig，通过测量VcE判断工作点是否合适。2静态工作点的设置原则在有负载的情况下，输入信号的变化使工作点沿交流负载线变化，从图1.2中VcE的变化规律可以看出：在不考虑三极管的饱和压降时，VcE向减小方向的变化幅度为VcEQ，向增大方向的变化幅度为Ico×RL,要获得最大的不失真输出幅度则：VcEQ=IcQX RL由于VcEQ和Ico满足直流负载线方程VcEO=Vcc—IcoXRc代入上式得：VcEQ=VccXR/(Rc+2RL)上式表明：当RL=Rc时：VcEQ=Vcc/3是获得电压最大不失真输出幅度。当无负载时（R=c）：VcEQ=Vcc/2是获得电压最大不失真输出幅度。在电压输出幅度满足不失真的要求的条件下，减小Ico可以适当提高输入电阻，电4
4 26 300 (1 ) be E r I .(4) 由式（1）（2）（4）可以看出： IB↑→IE↑→rbe↓→ri↓→AV↑ 由式（1）（3）可以看出：RC↑→rO↑→AV↑ 在负载开路（RL＝∞）时： R R r L C o ,忽略偏置电路对输入电流的影响 ri＝rbe 式 （1）可以写成： o i r Av r 上式表明电路放大倍数 Av与输出电阻 ro 成正比，与输入电阻 ri成反比。 图 1.1 单管放大器共射极电路 五、实验内容 5.1 静态工作点的设置 1 什么是静态工作点 静态工作点是指在电路输入信号为零时，电路中各支路电流和各节点的电压值。通 常直流负载线与交流负载线的交点 Q所对应的参数 IBQ、ICQ、VCEQ是主要观测对象，如 图 1.2 所示，在电路调试过程中，电路参数确定以后，对工作点起决定作用的是 IB，测 量比较方便的是 VCE，通过调节 RW1改变电流 IB，通过测量 VCE判断工作点是否合适。 2 静态工作点的设置原则 在有负载的情况下，输入信号的变化使工作点沿交流负载线变化，从图 1.2 中 VCE 的变化规律可以看出：在不考虑三极管的饱和压降时，VCE 向减小方向的变化幅度为 VCEQ，向增大方向的变化幅度为 ICQ×RL’,要获得最大的不失真输出幅度则: VCEQ＝ICQ×RL’ 由于 VCEQ 和 ICQ 满足直流负载线方程 VCEQ＝VCC －ICQ×RC 代入上式得： VCEQ＝VCC×RL/(RC+2RL) 上式表明：当 RL=RC时：VCEQ＝VCC/3是获得电压最大不失真输出幅度。 当无负载时（RL＝∞）：VCEQ＝VCC/2 是获得电压最大不失真输出幅度。 在电压输出幅度满足不失真的要求的条件下，减小 ICQ 可以适当提高输入电阻，电 R Vcc 1 RC Rw1 R2 RE Vi Vo C1 C2 C3 10K 10K 100K 2K 10uF 10uF 10uF 100
压放大倍数随之减小，反之，增大Ico可以适当增大电压放大倍数，输入电阻随之减小。交流负载线QIcoIB1c直流负载线VcEVCEQ电压VccIcXRL'VCE图1.2静态工作点示意图3静态工作点的测量用万用表可以测量直流电压，用示波器同样可以测量直流电压。万用表，有效位数多，测量精度高，示波器可以同时测量直流电压和交流电压，比万用表方便，能够满足测量精度要求。测量方法是：（1）将示波器的输入端短路，调整垂直旋钮，将扫描轨迹设置在合适的位置，作为零电压线：（2）将示波器探头接入被测式点（注意地线必需先连接好），记录扫描轨迹的偏移距离，读取示波器的垂直灵敏度；(3）计算被测电压，比如：示波器的垂直灵敏度为每格1伏，垂直偏转为3格则：直流电压=垂直灵敏度×偏转格数=3伏。工作点调试和测量过程(1）按图1.3所示连接电路。(2）调节直流电源输出12伏电压，关闭电源输出开关。（3）连接实验电路到直流电源，打开电源输出开关。(4）调节位器Rwvi，观察电压Vce的变化范围，记录最大值和最小值，最后使VcE保持在你认为合适的位置并记录值的大小，将测量结果填如表5.1。0VccR1Rc10K2KOVcRwlR210K100KRE100GNDO图1.3单管放大器直流电路5
5 压放大倍数随之减小，反之，增大 ICQ可以适当增大电压放大倍数，输入电阻随之减小。 图 1.2 静态工作点示意图 3 静态工作点的测量 用万用表可以测量直流电压，用示波器同样可以测量直流电压。万用表，有效位数 多，测量精度高，示波器可以同时测量直流电压和交流电压，比万用表方便，能够满足 测量精度要求。测量方法是： ⑴ 将示波器的输入端短路，调整垂直旋钮，将扫描轨迹设置在合适的位置，作为 零电压线； ⑵ 将示波器探头接入被测式点（注意地线必需先连接好），记录扫描轨迹的偏移 距离，读取示波器的垂直灵敏度； ⑶ 计算被测电压，比如：示波器的垂直灵敏度为每格 1 伏，垂直偏转为 3 格则： 直流电压＝垂直灵敏度×偏转格数＝3 伏。 工作点调试和测量过程 ⑴ 按图 1.3 所示连接电路。 ⑵ 调节直流电源输出 12 伏电压，关闭电源输出开关。 ⑶ 连接实验电路到直流电源，打开电源输出开关。 ⑷ 调节位器 Rw1，观察电压 VCE 的变化范围，记录最大值和最小值，最后使 VCE 保持在你认为合适的位置并记录值的大小，将测量结果填如表 5.1。 图 1.3 单管放大器直流电路 R Vcc 1 RC Rw1 R2 RE GND VC 10K 10K 100K 2K 100