(a) 同相比例运算电路 (b) 电压跟随器
图2-3 同相比例运算电路
4、求差电路
对于图2-4所示的减法运算电路,当R1=R2,R3=RF时, 有如下关系式
RF(Ui2?Ui1) R1 UO?RFR1Vi1Vi210kΩAB100kΩAVoR210kΩR310kΩ
图2-4 求差电路图
四、实验内容
1、反相比例运算电路
(1)按图2-1连接实验电路,接通±12V电源,并连接好GND。 (2)按表2-1内容进行实验并测量记录数据。
表2-1 直流输入电压Ui(mV) 理论估算(mV) 输出电压U0(mV)
实测值(mV) 误差 30 100 300 1000 (2)输入f=100Hz,Uim=0.5V的正弦交流信号,用示波器测量相应的Uom,并观察uO和ui的相位关系,记入表2-2。
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表2-2 Uim=0.5V,f=100Hz Uim(V) Uom(V) ui波形 uO波形 实测值 Au 计算值 2、同相比例运算电路
(1)按图2-3(a)连接实验电路。
(2)按表2-3内容进行实验并测量记录数据。
表2-3 直流输入电压Ui(mV) 理论估算(mV) 输出电压U0(mV) 实测值(mV) 误差 uO和ui的相位关系,记入表2-4。
30 100 300 1000 (3)输入f=100Hz,Uim=0.5V的正弦交流信号,用示波器测量相应的Uom,并观察
表2-4 Uim=0.5V,f=100Hz Uim(V)
Uom(V) ui波形 uO波形 实测值 Au 计算值 (4)按图2-3(b)连接实验电路,重复内容(3),结果记入表2-5。
表2-5 Ui=0.5V f=100Hz Uim(V) Uom(V) ui波形 uO波形 实测值 Au 计算值
3、求和电路
(1)按图2-2连接实验电路。
(2)按表2-6内容进行实验并测量记录数据。
表2-6 Ui1(V) Ui2(V) UO(V) 4、求差电路
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0.3 0.2 -0.3 0.2 理论估算(mV) 实测值(mV)
(1)按图2-4连接实验电路。
(2)按表2-7内容进行实验并测量记录数据。
表2-7 Ui1(V) Ui2(V) UO(V) 理论估算(mV) 实测值(mV) 1 0.5 2 1.8 0.2 -0.2 五、实验报告要求
1、整理实验数据,画出波形图(注意波形间的相位关系)。 2、将理论计算结果和实测数据相比较,分析产生误差的原因。 3、分析讨论实验中出现的现象和问题。
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实验三 单级共射放大电路
一、实验目的
1、学会放大器静态工作点的测量和调整方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。 2、掌握放大器动态性能指标的测试方法。 3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、预习要求
1、阅读教材中有关分压式偏置共射放大电路的内容并估算实验电路的性能指标(设β=50)。估算放大器的静态工作点,电压放大倍数Au,输入电阻Ri和输出电阻RO。
2、当调节偏置电阻RP,使放大器输出波形出现饱和或截止失真时,晶体管的管压降UCE怎样变化?
3、改变静态工作点对放大器的输入电阻Ri有否影响?改变外接电阻RL对输出电阻RO有否影响?
4、在测试Au,Ri和RO时怎样选择输入信号的幅值和频率?为什么信号频率一般选1KHz,而不选100KHz或更高?
三、实验原理
+VCC
RP 100kΩ RC 5.1kΩ RB1 15kΩ + CC 10uF +
CB R + + 3.3kΩ 10uF RB2 11kΩ vi RE1 51Ω RE2 1kΩ RL 5.1k+ C E10uF vo
– –
图3-1 单级共射极放大电路实验电路
图3-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。 1、静态工作点的测量与调整
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(1) 静态工作点的测量
放大电路直流电压+12V,不加交流输入信号(输入端与接地端短接)。选用万用表的直流电压档,测量直流电压VB、VC、VE。然后利用公式计算ICQ?IEQ?VE/RE或
ICQ?(VCC?VC)/RC。
测量静态工作点的目的是为了了解静态工作点的设置是否合适。如果测出VCEQ<0.5V,说明三极管已经进入了饱和区;如果VCE≈VCC,则说明三极管工作在截止状态。对于一个放大电路来说,这两种情况下静态偏置都不能使电路正常工作。如遇到这两种情况,或测量值与选定的静态工作点不一致,就需要对静态工作点进行调整。一般是通过调整偏置电阻RB1或RB2来实现。
(2) 静态工作点的调整
静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真,此时vO的负半周将被削底,如图3-2(a)所示;如工作点偏低则易产生截止失真,即vO的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图3-2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求,应调节静态工作点的位置。
(a) (b)
图3-2 静态工作点对uO波形失真的影响
改变电路参数UCC、RC、RB(RB1、RB2)都会引起静态工作点的变化,如图3-3所示。但通常多采用调节偏置电阻Rp的方法来改变静态工作点,如减小Rp,则可使静态工作点提高等。
最后还要说明的是,上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的,应该是相对信号的幅度而言,如输入信号幅度很小,即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。所以确切地说,产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。如需满足较大信号幅度的要求,静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。
静态工作点的调整即ICQ的调整,可分为两个步骤:
① 静态调整。放大电路加直流电压+12V,不加交流输入信号。用万用表测量直流电压VB、VC、VE的值是否合适,若不合适,调节电位器。
② 动态调整。从信号发生器输出f = 1kHz, VP-P = 100mV的正弦信号接到放大电路的输入端,用示波器观察输出电压波形。如果发现输出波形的正半周或负半周出现削波失
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