TPE-A型系列模拟电路实验箱 实 验 指 导 书(5)

表3.1

开环 闭环 RL(KΩ) Vi(mV) V0(mV) ∞ 1K5 ∞ 1K5 1 1 1 1 1040 360 28.5 27 AV(Avf) Vi2(mV) 1040 360 28.5 27 8.8 8.8 0.5 0.9 AV1 8.8 8.8 0.5 0.9 AV2 118 40.9 57 30 注：闭环时为方便观察，可适当加大输入幅值。 由公式RO?(VO?1)RL计算：RO=2.83KΩ, ROf=83.3Ω。 VL将A与Af比较：不加RL时，A=1040, Af=28.5,代入Af?RL时，A=360, Af=27,代入Af?理论值RO=3KΩ, ROf?A，得F=0.034；加

1?AFA，得F=0.034，基本与理论值一致。

1?AFRO基本相符。 ?88.45?（取理论值A=1020,F=0.323）

1?AF 2.负反馈对失真的改善作用

(1)将图3.1电路开环，逐步加大Vi的幅度，使输出信号出现失真(注意不要

过份失真)记录失真波形幅度。

(2)将电路闭环，观察输出情况，并适当增加Vi幅度，使输出幅度接近开环时失真波形幅度。

闭环后，引入负反馈，减小失真度，改善波形失真。

(3)若RF=3K不变，但RF接入1V1的基极，会出现什么情况？实验验证之。 引入正反馈，产生大约7赫兹的震荡波形。 (4)画出上述各步实验的波形图。 3.测放大电路频率特性

(1)将图3.1电路先开环，选择Vi适当幅度，保持不变并调节频率使输出信号在示波器上有最大显示。

(2)保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70％，此时

信号频率即为放大电路fH。

(3)条件同上，但逐渐减小频率，测得fL。

(4)将电路闭环，重复1～3步骤，并将结果填入表3.2。 当频率f在4KHz-10KHz间,输出信号最大（无论开环、闭环），应以此为最大值进行测量。测出的fHf和fH相比，基本符合公式，但fLf和fL相比相差较大，估计是必须考虑三极管的低频特性和几个大电容的影响。

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表3.2

开环 闭环 fH(Hz) 120K 5M fL(Hz) 300 177

五、实验报告：

1.将实验值与理论值比较，分析误差原因。 2.根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。

引入负反馈能提高放大倍数的稳定性,减小非线性失真和抑制干扰,展宽频带

实验四 直流差动放大电路

一、实验目的

l.熟悉差动放大电路工作原理。

2.掌握差动放大电路的基本测试方法。

二、实验仪器

1.双踪示波器 2.数字万用表 3.信号源

三、预习要求

1.计算图5.1的静态工作点(设rbc=3K，β=100)及电压放大倍数。

2.在图5.1基础上画出单端输入和共模输入的电路。 差分放大电路是构成多级直接耦合放大电路的基本单元电路，由典型的工作点稳定电路演变而来。为进一步减小零点漂移问题而使用了对称晶体管电路，以牺牲一个晶体管放大倍数为代价获取了低温飘的效果。它还具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号，由于不存在电容，可以不失真的放大各类非正弦信号如方波、三角波等等。差分放大电路有四种接法：双端输入单端输出、双端输入双端输出、单端输入双端输出、单端输入单端输出。

由于差分电路分析一般基于理想化（不考虑元件参数不对称），因而很难作出完全分析。为了进一步抑制温飘，提高共模抑制比，实验所用电路使用V3组成的恒流源电路来代替一般电路中的Re,它的等效电阻极大，从而在低电压下实现了很高的温漂抑制和共模抑制比。为了达到参数对称，因而提供了RP1来进行调节，称之为调零电位器。实际分析时，如认为恒流源内阻无穷大，那么共模放大倍数AC=0。分析其双端输入双端输出差模交流等效电路，分析时认为参数完全对称： 设?1??2??,rbe1?rbe2?rbe,R?R?///RP1，因此有公式如下： 2RL), 2?uid?2?iB1(rbe?(1??)R/),?uod??2??iB1?(Rc差模放大倍数Ad??uod?uidRL2????2Ad1?2Ad2,RO?2Rc

rbe?(1??)R/RcRcRL1A???,RO?Rc 同理分析双端输入单端输出有：d/2rbe?(1??)R23

单端输入时：其Ad、RO由输出端是单端或是双端决定，与输入端无关。其输出必须考虑共模放大倍数：UO?Ad?ui?Ac?/?ui 2/无论何种输入输出方式，输入电阻不变：ri?2(rbe?(1??)R)

四、实验内容及步骤

实验电路如图5.1所示

图5.1 差动放大原理图

图5.1有错误，两个510欧的电阻R对实验没有意义，应去掉。 1.测量静态工作点， (1)调零

将输入端短路并接地，接通直流电源，调节电位器RPl使双端输出电压V0=0。 (2)测量静态工作点

测量V1、V2、V3各极对地电压填入表5.1中

表5.1

对地电压

Vc1 Vc2 Vc3 Vb1 0 Vb2 0 Vb3 Ve1 Ve2 Ve3 测量值（V） 6.35 6.35 -0.711 -7.96 -0.603 -0.601 -8.59 2.测量差模电压放大倍数。

在输入端加入直流电压信号Vid=土0.1V按表5.2要求测量并记录，由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。注意：先将DC信号源OUTl和

OUT2分别接入Vi1,和Vi2端，然后调节DC信号源，使其输出为+0.1V和-0.1V。 3.测量共模电压放大倍数。

将输入端b1、b2短接，接到信号源的输入端，信号源另一端接地。DC信号分先后接OUTl和OUT2，分别测量并填入表5.2。由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。进一步算出共模抑制比CMRR=

表5.2

Ad。 Ac测量及 共模抑制比 差模输入 共模输入 计算值 计算值 测量值(V) 计算值 测量值(V) 计算值 输入 信号Vi Vc1 Vc2 V0双 Ad1 Ad2 Ad双 Vc1 Vc2 V0双 Ac1 Ac2 AC双 CMRR +0.1V 1.511.2 22 9.7 24.24.48.6.36.315 35 5 5 5 0 0 0 0 66.5 -0.1V 1.511.10.25.25.48.6.36.34 44 2 12 22 6

5 5 0 0 0 0 64.8 4.在实验板上组成单端输入的差放电路进行下列实验。

(1)在图1中将b2接地，组成单端输入差动放大器，从b1端输入直流信号V=±0.1V，测量单端及双端输出，填表5.3记录电压值。计算单端输入时的单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端差模电压放大倍数进行比较。

表5.3

测量仪计算值 输入信号 电压值 Vc1 3.75 9.02 1.34V(反相) Vc2 8.99 3.68 1.34(同相) Vo 5.24 5.34 2.68 双端放大倍数AV 52.4 53.4 53.6 单端放大倍数 AV1 26 26.7 26.8 AV2 26.4 2.67 26.8 直流＋0.1V 直流－0.1V 正弦信号(50mV、1KHz)

(2)从b1端加入正弦交流信号Vi=0.05V，f=1000Hz分别测量、记录单端及双端

输出电压，填入表5.3计算单端及双端的差模放大倍数。

(注意：输入交流信号时，用示波器监视υC1、υC2波形，若有失真现象时，

可减小输入电压值，使υC1、υC2都不失真为止)

五、实验报告

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