2012电工电子实验指导书-卓工版(8)

图3.4.4 电路参数对静态工作点的影响

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。

2、放大器动态指标测试

放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。 1) 电压放大倍数AV的测量

调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压ui，在输出电压uO不失真的情况下，用示波器读出ui和uo的有效值Ui和UO，则AV? 2) 输入电阻Ri的测量

为了测量放大器的输入电阻，按图3.4.5电路在被测放大器的输入端与信号源之间串入一已知电阻Rs，在放大器正常工作的情况下，用示波器读出US和Ui，则根据输入电阻的定义可得

Ri?UiUiUi??Rs UIiUS?UiRRsU0。 Ui

s

图3.4.5 输入、输出电阻测量电路

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测量时应注意下列几点:

① 由于电阻Rs两端没有电路公共接地点，所以测量Rs两端电压 UR时必须分别测出US和Ui，然后按UR＝US－Ui求出UR值。

② 电阻Rs的值不宜取得过大或过小，以免产生较大的测量误差，通常取R与Ri为同一数量级为好，本实验可取Rs＝5.1kΩ。 3) 输出电阻R0的测量

按图3.4.5电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载 RL的输出电压UO和接入负载后的输出电压UL，根据 URLL?RUO

O?RL即可求出 RUOO?(U?1)RL L 在测试中应注意，必须保持RL接入前后输入信号的大小不变。 四、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、万用表

5、电烙铁等焊接组件 6、电阻（5.1kΩ、2.2kΩ各1只）7、放大器制作套件（元件清单见表3.4.1）

表3.4.1

位号 名称 规格 数量 R1、R2 电阻 22k 2 R3 电阻 2.2k 1 R4 电阻 220 1 RP 可调电阻 500k 1 C1 电解电容 4.7uF 1 C3、C4 电解电容 100uF 2 C2 瓷片电容 102 1 Q 三极管 9013 1 X1、X2、X3 排针 2针 3 PCB板 40X30mm 1

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五、实验内容

按照如图3.4.2所示实验电路进行放大器的焊接制作。成品如图3.4.6所示。

图3.4.6 单管共射放大器实验板实物图

各电子仪器可按图3.4.1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。 1、调试静态工作点

接通直流电源前，先将RP调至最大， 函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通＋12V电源、调节Rp，使IC＝2.0mA（即UE＝0.44V）， 用万用表测量UB、UE、UC、RB2值。记入表3.4.2。

表3.4.2 IC＝2.0mA

测 量 值 UB（V） UE（V） UC（V） RB2（kΩ） UBE（V） 计 算 值 UCEIC（mA） （V） 2、测量电压放大倍数

在放大器输入端加入频率为1kHz的正弦信号uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui?10mV，同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真的条件下用读出下述两种情况下的UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表3.4.3。

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表3.4.3 Ic＝2.0mA Ui＝ 10 mV

R（ RL(kΩ) 3kΩ）Uo(V) AV ui 观察记录一组uO和ui波形 2.2 ∞ uo ui 2.2 2.2 uo 3、观察静态工作点对输出波形失真的影响

表3.4.4 R3＝2.2KΩ RL＝∞ Ui＝ mV

IC(mA) UCE(V) u0波形 失真情况 管子工作状态 2.0 置R3＝2.2KΩ，RL＝∞， ui＝0，调节Rp使IC＝2.0mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压uo 足够大但不失真。 然后保持输入信号不变，分

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别增大和减小Rp，使波形出现失真，绘出uo的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表3.4.4中。每次测IC和UCE 值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。 六、实验总结

1、 列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数、输入电阻、输出电阻之值与理论计算值比较（取一组数据进行比较），分析产生误差原因。 2、总结RC，RL及静态工作点对放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的影响。 七、思考题

1、函数信号发生器有哪几种输出波形？

2、 能否用直流电压表直接测量晶体管的UBE？ 为什么实验中要采用测UB、UE，再间接算出UBE的方法？ 3、怎样测量RB2阻值？

实验五 集成运算放大器

一、实验目的

1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法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：

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