模拟电子技术实验指导书.docx

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2023模拟电子技术实验指导书
2023模拟电子技术实验指导书

金武攸
2014.2

实验一 晶体管单管放大电路

一、实验目的
1．学习放大电路静态工作点调试方法，分析静态工作点对放大电路性能的影响。
2．学习放大电路电压放大倍数及最大不失真输出电压的测量方法。
3．测量放大电路输入、输出电阻。
4．进一步熟悉各种电子仪器的使用。

二、实验原理
图1－1为电阻分压式静态工作点稳定放大电路，它的偏置电路采用RB1 = RW1 + R3和RB2 = RW2 + R4组成的分压电路，并在发射级中接有电阻RE = R6，用来稳定静态工作点。当在放大电路输入端输入信号Ui后，在放大电路输出端便可得到与Ui相位相反、被放大了的输出信号U0，实现了电压放大。R1和R2组成输入信号的分压电路，其目的是防止输入信号过大，损坏三极管。

图1－1
在电路中静态工作点为：

动态参数：
电压放大倍数
其中
输入电阻：若开关合上，即R7短接

输出电阻：
放大电路输入电阻测试方法：若输入信号源US经R1 = 5.1k与C1串联后再接到三极管V1的基极，测得US和，即可计算出
输出电阻可用下式计算：
其中为RL未接入时（RL = ¥）U0之值，U0为接入RL时U0之值。
1．静态工作点的测试
1）静态工作点的测量
放大电路的静态工作点是指在放大电路输入端不加输入信号Ui时，在电源电压VCC作用下，三极管的基极电流IB，集电极电流IC以及集成极与发射极之间的电压UCE等。测量静态工作点时，应使放大电路输入信号Ui = 0，即将信号源输出旋钮旋至零（通常需将放大电路输入端与地短接）。然后测出IC，或测出RE两端电压，间接计算出IC来，IB = IC / b, UBE, UCE用数字式直流电压表进行测量，在测试中应注意：
a) 测量电压UBE、UCE时，为防止引入干扰，应采用先测量B、C、E对地的电位后进行计算，即：
UBE = UB – UE
UCE = UC – UE
b) 为了测量IB、IC和IE，为了方便起见，一般先直接测量出UE后，再由计算得到：

总之，为了测量静态工作点只需用直流电压表测出UC、UB、UE即可推算出。
2）静态工作点的调试：
放大电路的基本任务是在不失真的前提下，对输入信号进行放大，故设立放大电路静态工作点的原则是：保证输出波形不失真并使放大电路具有较高的电压放大倍数。
改变电路参数UCC、RC、RB都将引起静态工作点的变化，通常以调节上偏置电阻取得一合适的静态工作点，如图1－1中调节RW1。RB1减小将引起IC增长，使工作点偏高，放大电路容易产生饱和失真，如图1－2－a所示，U0负半周被削顶。当RB1增长，则IC减小，使工作点偏低，放大电路容易产生截止失真，如图1－2－b所示。U0正半周被缩顶。适当调节Rb1可得到合适的静态工作点。

图1－2

2．电压放大倍数的测量
测量电压放大倍数的前提是放大电路输出波形不应失真，在测量时应同时观测输出电压波形。在U0不失真条件下分别测量输出电压U0和输入电压Ui的值，则：。
电压放大倍数大小和静态工作点位置有关，因此在测量前应先调试好一定的静态工作点。
3．最大不失真输出电压的测量
为了在动态时获得最大不失真输出电压，静态工作点应尽也许选在交流负载线中点，因此在上述调试静态工作点的基础上，应尽量加大Ui，同时适当调节偏置电阻RB1（RW1），若加大Ui先出现饱和失真，说明静态工作点太高，应将RB1增大，使IC小下来，即静态工作点低下来。若加大Ui时先出现截止失真，则说明静态工作点太低，应减小RB1使IC增大。直至当Ui增大时截止失真和饱和失真几乎同时出现，此时的静态工作点即在交流负载线中点。这时，再慢慢减小Ui，当刚刚出现输出电压不失真时，此时的输出电压即为最大不失真输出。

三、实验设备及所用组件箱
名 称
数 量
备 注
模拟（模数综合）电子技术实验箱
1

数字式直流电压、电流表
1

函数发生器及数字频率计
1

电子管毫伏表
1

双踪电子示波器
1

四、实验环节
1．用图示仪测量所用管子的b值
测量VCE = 6V, IC = 1mA和IC = 3mA时的b值。 b1 =
2．静态工作点测试：
a) 将三极管V1的信号输入端H与地短接（即用一短线将H端接地端连通）。用线短接电位器RW2和电阻R7。连接R6和C2的上面两端。
b) 调节RW1，使IC = 2mA，测UC、UB、UE值计入表1－1中。
表1－1 b =
测量值
计算值
IC (mA)
UC (V)
UB (V)
UE (V)
IC (mA)
UCE (V)
IB (V)

3．电压放大倍数的测量
a) 将H、K点用一短线接通，保持IC = 2mA，调节函数发生器，使其输出正弦波信号，频率为f = 1kHz，信号加在US和接地端之间，逐渐加大输出信号幅度，使Ui = 5mV，（注意：Ui是H端对地的电压），同时用示波器观测输出信号U0的波形，在U0不失真情况下，测量下述二种情况下的U0值。记入表1－2中
（1）RC = 3.3k RL = ¥
（2）RC = 3.3k RL = 2kW
表1－2
RC (kW)
RL (kW)
U0 (V)
Ui波形
U0波形
AU

图形互相反相

b) 用示波器观测Ui、U0间相位关系，描绘之。
4．静态工作点对电压放大倍数的影响
使RL = ¥，Ui = 5mV，用示波器监视U0波形，在U0不失真的范围内，测出数组IC和U0值。记入表1－3。
表1－3
IC (mV)

U0 (mV)

AU

5．最大不失真输出电压的测量
使RL = ¥，尽量加大Ui，同时调节RW1改变静态工作点，使U0波形同时出现削顶失真和缩顶失真，再稍许减小Ui，使U0无明显失真，测量此时的Uimax和Uomx及IC值。记入表1－4。
表1－4
IC (mA)
Uimax (mV)
Uomax (V)
AU

6．静态工作点对放大电路失真的影响
取IC = 1.5mA，RL = ¥，调节Ui，使之略小于Uimax，此时U0波形不失真，测量UCE和IC值，并绘出U0波形，调节RW1，使IC减小，观测U0波形的变化，当U0波形出现失真后，绘出U0波形，然后将函数发生器输出信号幅度调节旋钮至零，测量此时的UC、UCE。
调节RW1，使IC增大，当U0波形产生失真后，绘出U0波形，然后将信号源输出旋钮旋至零，测量此时UCE、IC值，将上述结果记入表1－5。
表1－5
IC (mA)
UCE (V)
U0波形
属何种失真

7．输入电阻ri的测量
最简朴的办法是采用如图1－3所示的串联电阻法，在放大电路与信号源之间串入一个已知阻值的电阻RS，通过测出US和Ui的电压来求得ri

本实验中，用R1代替RS，断开H、K间短线其余同前面实验，函数发生器输出信号电压US加于US和接地端之间（见图2－1）其余同前面实验。测得US、Ui'，记入表1－6，度计算出ri。

图1－3
测试时注意US不应取得太大，以免晶体管工作在非线性区。
表1－6 R1 = 5.1kW，RL = 2kW
Ui'
US
计算ri
U0¥
U0L
计算r0

8．输出电阻r0的测量
测量输出电阻时的电路如图1－3－b所示，测出放大电路输出电压在接入负载RL时的值U0和不接负载（RL = ¥）时的输出电压U0'的变化来求得输出电阻。具体方法是将图1－1又恢复原状，即H、K再次短接起来，函数发生器输出从US和地端输入，且将放大电路输入信号的频率调至1kHz，幅度保持恒定（Ui约5mV）的正弦电压，用双踪示波器监视输入，输出波形不失真的前提下，测得负载电阻RL接入和不接入二种情况下放大电路的输出电压U0和U0'从而求得输出电阻

将测到的值记入表1－6，并计算出r0。

实验二 晶体管多级放大电路

一、实验目的
1．掌握多级放大电路的电压放大倍数的测量方法。
2．测量多级放大电路的频率特性。
3．了解工作点对动态范围的影响。

二、实验原理
实验电路如图2－1所示。总的电压放大倍数

图2－1

本实验电路输入端加入了一个的分压器，其目的是为了使交流毫伏表可在同一量程下测US和U02，以减少因仪表不同量程带来的附加误差。电阻R1、R2应选精密电阻，且R2<< ri1。接入C7 = 6800pF是为了使放大电路的fh下降，便于用一般实验室仪器进行测量。
必须指出，当改变信号源频率时，其输出电压的大小略有变化，测放大电路幅频特性时，应予以注意。
三、实验设备及所用组件箱
名 称
数 量
备 注
模拟（模数综合）电子技术实验箱
1

数字式直流电压、电流表
1

函数发生器及数字频率计
1

电子管毫伏表
1

双踪示波器
1

四、实验环节
1．实验一中已测了三极管V1的b1的值，本实验中再测三极管V2和V3的b值，记入表2－1中。
表2－1
b1
b2
b3

2．调节工作点
（1）按图3－1接线，图中H、K用线接起来，RW2两端用线短接，与R7并联的小开关合上，连接R6和C2的上面两端，将V1的集电极与C4电容正极接通，就组成了图3－1的两级阻容耦合放大电路。
（2）调节RW1和RW3，使IE1 » 1.3mA，IE3 = 4.9mA（通过测量R6、R12上电压求得），将V1、V3的工作点记入表2－2。
表2－2 工作点测试

UB1(V)
UE1(V)
UC1(V)
IC1(mA)

UB3(V)
UE3(V)
UC3(V)
IC3(mA)
实验值

表中：UB1、UE1、UC1分别代表三极管V1的基极对地电位，发射极对地及集电极对地电位。
UB3、UE3、UC3分别代表三极管V3的基极、发射极、集电极对地电位，IC1为V1的集电极电流；IC3的集电极电流。
3．测量放大倍数
当输入信号Ui的频率f = 1KHz，Ui的大小应使输出电压不失真，RL = 2kW时，测试各级放大倍数。测得的数据填入表2－3。但须注意，应在示波器监视输出波形不失真条件下，才干读取数据。
表2－3 各级放大倍数测试（RL = 2kW）

Ui(mV)
U01(mV)
U02(mV)
Au1
Au2
Au总
实验值

计算值

4．测量幅频特性
保持US = 100mV的条件下，改变输入信号的频率，先找出本放大电路的fL和fh，然后测试多级放大电路的幅频特性。
测放大电路下限频率fL和上限频率fh的方法是：在测量放大倍数实验（3）中，已测出了中频段的电压放大倍数Au，和此时放大电路的输出电压U0 = U02的值。调节函数发生器输出正弦波频率，若先减少频率，且保持Ui大小不变，测U0的值，当输出电压的值降到中频段输出电压值的0.707倍时，此时相应的频率即为下限频率。再将信号源的频率升高，当f升高到一定值，若输出电压值再度降到中频段输出电压的0.707倍时，此时相应的频率即为上限频率fh。
表2－4 频率特性测试 fL = fh =
f(Hz)
1000
900
600
400
200
155
50k
60k
70k
80k
V02(mV)

Au

注：用双对数座标纸画出幅频特性

5．末级动态范围测试（RL = 2kW）
用示波器观测U02的波形，输入信号频率f = 1kHz，调节US从100mV逐渐增大，直到U02的波形在正或负峰值附近开始产生削波，这时适当调节RW3，直到在某一个US下，U02的波形在正、负峰值附近同时开始削波，这表白V3的静态工作点正好们于动态（交流）负载线的中点。再缓慢减小US到U02无明显失真将V3的工作点（UB2、UC2、UE2）以及U02PP记入表2－5中。
表2－5 末级动态范围测试
实 验 值

图 解 法

实验三 多级放大负反馈电路、射级跟随电路

一、实验目的
1．验证负反馈对放大器性能（放大倍数，频率特性，输出阻抗等）的影响。
2．掌握射极跟随器基本性能及应用。

二、实验原理

图3－1

实验电路如图3－1所示。（1）若H接K，RW2短接，K1合上，A'接D，F接地，电路就成为无射极跟随无级间电压负反馈的两级阻容耦合放大器，同前一实验电路。
（2）若H接K，RW2短接，K1断开，F接G，A'接D，则电路成为无射极跟随但有级间负反馈放大器。
（3）H接K，RW2短接，K1合上，A'接B，CC'接通，E接D，F接地，电路成为有射极跟随无级间电压负反馈放大器。
接入RL是为了测量放大器输出电阻，其原理在实验一中已有。
负反馈放大器的一般表达式为

A为开环放大倍数，Af为闭环放大倍数，F为反馈系数。
若Am表达中频开环放大倍数，且增益表达式只有一个主极点频率，则加负反馈后
fhf = fh (1 +AmF)
fLf = fL (1 + AmF)
其中fhf、fLf为加负反馈后上、下限频率。
本实验中rif = ri (1 + AmF) rof
其中rif、rof为加负反馈后的输入、输出电阻。

三、实验设备及所用组件箱。
名 称
数 量
备 注
模拟（模数综合）电子技术实验箱
1

数字式直流电压、电流表
1

函数发生器及数字频率计
1

电子管毫伏表
1

双踪示波器
1

四、实验环节
1．测量静态工作点
UCC = +12V，A'接D，F接地，连接R6和C2的上面两端，调节RW3、RW1，使UE1 = UE3 = 2.3V（即V1和V3的发射极对地电位），把工作点有关数值入记表3－1。
表3－1
计 算 值

级
b
IE(mA)
UE(V)
UC(V)
rbe(W)
UE(V)
UC(V)
IE(V)
第一级

第三级

2．测无射跟无级间反馈的放大器的指标（方法、环节同实验三）。
加信号电压US = 100mV, f = 1kHz，测量中频电压放大倍数Aom及r0，ri ，改变信号频率，测量fh和fL，数据记入表3－2。
测r0方法，保持US = 100mV不变，输出端不接RL测一个输出电压U0'，输出端接上负载电阻RL后再测一输出电压值U0 ，由式，算出输出电阻值。
表3－2

Aum

fh
fL
r0
ri
计
算
值

实

验

1
700khz
13hz

U0'

U0

Us

Ui

测输入电阻ri的方法：断开H、K之间连线，信号源仍从S端加入，f = 1kHz，测量出此时的US和Ui根据式算出ri的值。
3．测无射级跟随有级间负反馈时的放大器指标
A'接D，F接G，K1断开，连接R6和C2的上面两端，组成有级间负反馈的两级放大电路，反复环节2，数据记入表3－3。
表3－3

计 算 值
实 验 值
Auf

Auf =

fhf

fLf

rof

rof

rif

4．＊测有射级跟随无级间反馈的放大器指标
C、C'相连，A'接B，E接D，F接地，连接R6和C2的上面两端，K1合上加信号电压US = 50mV, f = 5kHz，测量其Aum及改变信号频率测fh、fL数据记入表3－4。
表3－4

计 算 值
实 验 值
Auf

fhf

fLf

五、实验报告
1．在双对数座标纸上，将上述几项测试结果，分别绘制幅频特性曲线（标明多级放大器的反馈情况）。
2．根据实验所得数据，求出各种情况下放大器的输出电阻。
3．由实验所得结果说明负反馈对放大器性能有何影响？
4．射极跟随器自身电压放大倍数»1，加入后为什么能提高总的放大倍数？

六、预习思考
1．复习教材中有关晶体管多级放大及负反馈部分的内容。
2．在图3－1中，已知UCC = 12V，IE1 = 1.3mA，IE2 = 4mA，IE3 = 4.9mA，根据实验三中实测的b1 = 、b2 = 、b3 = ，且b = b。分别计算实验原理中所述的（1）和（2）两种电路的电压放大倍数，上、下限频率及输出电阻。
3．定性比较（1）和（3）两种电路的电压放大倍数和上、下限频率。

实验四 差动放大电路

一、实验目的
1．学习差动放大电路静态工作点的测量。
2．测定差动放大电路在不同输入和输出连接方式下的差模和共模电压放大数。
3．了解差动放大电路对共模信号和克制作用。
二、实验原理

图4－1
将两特性相同的基本放大电路按如图5－1所示电路组合在一起便形成了差动放大器。RW为调零电位器，信号从Ui1、Ui2两端输入，在V1、V2两管集电极输出U0，两个电阻R3、R4为均压电阻。
将A13、A14接通，构成典型的差动放大器，调零电位器RW2可以填补电路两边的不对称，用来调节V1、V2两管的初始工作状态，使输入信号Ui为零时，双端电压U0也为零。R12为两管共用发射极电阻，对差模信号无负反馈作用，不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，即对共模信号有克制作用。R12与负电源UEE配合，使两管V1、V2获得合适的静态工作点。
将A13和V3的集电极接通，构成具有恒流源的差动放大器。它用晶体管恒流源代替了发射极电阻R12，可进一步提高差动放大器的共模克制能力。
差动放大器当输入差模信号时，差模电压放大倍数Ad的大小与输出方式有关，而与输入方式无关。
1．差动输入，双端输出
输入信号Ui从Ui1、Ui2两端输入，A13接A14，则，其差模放大倍数为：
（4－1）
Ad等于单管时的放大倍数。
2．单端输入，双端输出
Ui加在Ui1、Ui2两端，Ui2接地，A13接A14，则电路为单端输入，双端输出，其差模放大倍数同（4－1）式。
3．不管何种输入方式，当输出为单端输出时有关系式
（4－2）
Ad等于单管放大倍数的1／2。
4．共模克制比
Ui1、Ui2两点相联，共模信号加到Ui1与地之间，A13接A14，若为双端输出，则在抱负情况下，AC = 0。
若为单端输出，则共模倍数，
共模克制比CMRR，欲使CMRR大，就规定Ad大，AC小；欲要AC小，就规定Re阻值大。当图5－1中A13接V3的集电极时，由于V3的恒流作用，等效的Re极大，显然CMRR就很大。

三、实验设备及所用组件箱
名 称
数 量
备 注
模拟（模数综合）电子技术实验箱
1

数字式直流电压、电流表
1

函数发生器及数字频率计
1

电子管毫伏表
1

双踪示波器
1

四、实验环节
1．典型差动放大器
（1）静态工作点的测量
a. 调节放大器零点
A13接A14，Ui1、Ui2端相联接地，接通直流稳压电源，然后调节RW2电位器，使放大器双端输出电压U0 = 0。
b. 静态工作点的测量
测量V1、V2管各电极电位及电阻R12两端电压UR12，记入表4－1。用数字式直流电压表测量。
表4－1 静态工作点测量
测量值
UC1(V)
UB1(V)
UE1(V)
UC2(V)
UB2(V)
UE2(V)
UR12(V)

计算值
IC(mA)
IB(mA)
UCE(V)

（2）电压放大倍数的测量
＊每次改接输入方式后，需重新校正放大器零点，以求测量数据准确。
a. 将函数发生器输出的频率为1kHz的正弦信号加在Ui1、Ui2两点之间，用示波器监视输出波形，在输出无明显失真情况下，用电子管毫伏表测UC1、UC2、U0、UR12、Ui1、Ui2，并计算差动输入，双端输出时的放大倍数。
表4－2

典型差动放大器
双端输入
单端输入
共模输入
Ui1(V)

Ui2(V)

UC1(V)

UC2(V)

U0(V)

UR12(V)

b. 将1kHz正弦波信号加在Ui1、Ui2两点之间，且把Ui2端接地，此时电路为单端输入，在输出无明显失真情况下，测量U0、UC1、UC2、UR12、Ui1、Ui2，并计算单端输入、双端输出时的放大倍数，将以上数据记入表5－2中，并计算双端输入单端输出以及单端输入、单端输出时的放大倍数。
（3）比较相位
示波器接外同步方式，观测和比较UC1、UC2与Ui的相位。
两波形相位相差90度
（4）测量CMRR
Ui1、Ui2两点相联，A13接A14，在Ui1（Ui2）与地间加入1kHz、1V正弦交流电压，测Ui1（Ui2）、UC1、UC2、U0、UR12将测昨数据记入表4－2中，并计算共模放大倍数AC1，也记入表中。
2．具有恒流源的差动放大器
A13接A15构成具有恒流源的差动放大器，输入端Ui1、Ui2之间加入1kHz的正弦交流信号后，反复内容（1~4）的规定，记入表4－3中。
3．＊测试差动放大器的输入－输出特性
表4－3

典型差动放大器
具有恒流源差动放大器

单端输入
共模输入
单端输入
共模输入
U

UC1(V)

Ad1

Ac1

CMRR

在典型差动放大器Ui1、Ui2两端加入图5－2所示的电压Ui，

图5－2

按表4－4所定输入信号电压值，记录相应的U0值。

表4－4
Ui(V)
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
0.7
U0(V)

Ui(V)
-0.1
-0.2
-0.3
-0.5
-0.6
-0.7
U0(V)

实验五 集成运算放大的基本运算电路

一、实验目的
1．测试由集成运算放大电路构成的同相输入比例运算电路的电压传输特性。
2．了解集成运算放大电路的三种输入方式，了解用集成运算放大电路构成的加法、减法、积分等运算电路。

二、实验原理
集成运算放大电路（简称集成运放）是一种高增益的直流放大器，它有二个输入端。根据输入电路的不同，有同相输入、反相输入和差动输入三种方式。在实际运用中都必须用外接负反馈网络构成闭环，用以实现各种模拟运算。
1．同相输入比例运算电路及电压传输特性。
图5－1为同相输入比例运算电路，当输入端A加入信号电压Ui，在抱负条件下，其输入输出的关系为：

即输入输出成比例关系。但输出信号的大小受放大电路的最大输出幅度的限制，因此输入输出只在一定范围内是保持线性关系的。表征输入输出的关系曲线即
u0 = f (ui)
称为电压传输特性，可用示波器加以观测。
2．反相输入法运算电路
图5－2为反相输入加法运算电路，当输入端A、B同时加入ui1、ui2信号时，在抱负条件下，其输出电压为

3．差动运算电路

图5－1 图5－2
图5－3为差动运算电路，用它可实现减法运算。当输入端A、B同时加入信号电压ui1、ui2时，在抱负条件下，且R1 = R2、R1 = R3，其输出电压为

4．积分运算电路
图5－4为积分运算电路，在抱负条件下，且电容两端的初始电压为零，若输入端A加一输入信号ui，则输出电压为

图5－3 图5－4
若ui为一幅值等于Ui的负阶跃电压，则

输出电压随时间t线性增长。

三、实验设备及所选用组件箱
名 称
数 量
设备编号
模拟（模数综合）电子技术实验箱
1

电子管毫伏表
1

双踪示波器
1

函数发生器及数字频率计
1

数字万用表
1

运算放大器 如LM324或mA741
1

实验采用的集成运算放大器型号为LM324。它是由四个独立的高增益、内部频率补偿的运算放大器组成，既可在双电源下工作，也能在宽电压范围的单电源下工作。图5－5是LM324塑料封装十四脚的双列直插组件的管脚布置图，实验时可任意选用其中一只。表5－1和5－2是LM324的（部份）极限参数和电参数。
表5－1 LM324的极限参数
参 数
最大额定值
单 位
电大电源电压
32或±16
V
差动输入电压
32
V
功耗（L塑料双列直插式）
570
mW
工作温度范围
0~70
℃
表5－2 LM324的电特性
参数(U + 5V)
最 小
典 型
最 大
单 位
输入共模电压范围
0

U+-1.5
V
大信号电压增益
25
100

dB
输出电压摆幅
0

U+-1.5
V
共模克制比
65
70

dB
输出电流(流出)
20
40

mA
(吸取)
10
20

mA
短路到地

40
60
mA

图5－5
五、实验环节
1．电压传输特性和同相比例运算。
按图5－1连接电路。
（1）交流（示波器）法
将频率为100Hz的音频信号作ui，接至输入端A，由零逐渐增长，用示波器观测输出电压u0的波形，记录输入电压及最大不失真输出电压值，记入表5－3。
再把ui接示波器的X轴输入端，作为X轴扫描电压u0接示波器Y1输入端，使ui的幅度从零逐渐增长，观测电压传输特性，绘于表5－3附图中。
表5－3
输入信号ui，
最大不失真输出电压u0
电压传输特性曲线
(V)
(V)

有效值
波 形
有效值
峰值
波形

U0

ui

（2）直流法
以图5－6所组成的直流信号Ui作输入，适当改变Ui，测试相应的U0值，记入表5－2中，并计算U0 / Ui（规定测得的U0值有大有小，有正有负）。
表5－4
Ui(V)

U0(V)

图5－6 图5－7

2．加法运算
按图5－2线路完毕加法运算，信号按图5－7接线，1与A端2与B端分别相接，适当调节信号大小和极性，测出U0，记入表6－5。
表5－5
Ui1(V)

Ui2(V)

U0(V)

注：（1）调节Ui1、Ui2时，互相有影响要反复调节。
（2）输入信号大小要适当掌握，避免进入饱和区。

3．减法运算
按图6－3线路完毕减法运算，规定同上。记入表5－6。
表5－6
Ui1(V)

Ui2(V)

U0(V)

4．积分运算
按图5－4线路，完毕积分运算。
操作开关K1 闭合，运放输入为0，电容短接，保证电容器上无电荷，U0 = 0。当开关K0断开，Ui输入为一矩形波，用示波器观测输入输出波形，测量并记录Uo的频率与幅度值，填入表5－7中。
表5－7
Ui波形
Ui幅度值
Uo波形
Uo频率
Uo幅度值

实验六 集成运算放大的波形运算电路

一、实验目的
学习用集成运算放大器组成正弦波发生器、方波发生器及三角波发生器。

二、实验原理
1．RC桥式正弦波振荡器（即文氏电桥振荡器）
图6－1为由集成运算放大器组成的RC桥正弦波振荡器。其中RC串、并联网络组成正反馈支路，同时兼作选频网络。R1、RW、R2组成负反馈支路，作为稳幅环节。选频网络的RC串、RC并和负反馈网络中的（R1 + W'）、（R2 + W"）正好形成电桥的四个臂，电桥的对角顶点接到运算放大器的两个输入端，构成了RC桥正弦波振荡器。

电路的振荡频率为

为了建立振荡，规定电路满足自激荡条件。调节电位器RW可改变Af的大小，即改变输出电压U0幅值大步。负反馈支路中接入与电阻R1并联的二极管D1、D2可以实现振荡幅度的自动稳定。
2．方波发生器
方波发生器是一种产生方波或矩形的非正弦波发生器。如图6－2所示，在迟滞比较器电路中，增长一条由RfCf积分电路组成的负反馈支路，构成了一个简朴的方波发生器。
方波的频率为
图6－1
上式表白，方波的频率与RfCf及R2／R1有关，本实验采用电位器RW改变R2／R1，对频率进行调节。
电路输出端引入的限流电阻RS和两个背靠背的稳压管DZ1和DZ2组成双向限幅电路。
3．三角波发生器
假如把迟滞比较器和积分器首尾相接如图6－3所示，组成正反馈电路，形成自激振荡。比较器输出方波，积分器输出三角波。方波发生器由三角波触发，积分器对方波发生器的输出积分，形成一闭环电路。
图6－3
图6－2

电路的振荡频率为
在Rf上串接一个电位器RW，调节RW则可以调节电路的振荡频率。
三、实验及所选用组件箱
名 称
数 量
设备编号
模拟（模数综合）电子技术实验箱
1

数字万用表
1

双踪示波器
1

运算放大器 LM324或uA741
1

四、实验内容及环节
1．正弦波发生器
按图6－1接好实验电路
（1） 改变负反馈支路电位器RW阻值，使电路输出正弦信号。观测并描绘输出波形。
（2） 在输出幅值最大且不失真的情况下，用示波器测量输出信号的频率f0、反馈电压U(－)、U(+)及输出电压U0的幅值。记录之。
（3） 研究稳幅二极管D1、D2的作用。
D1、D2分别在接入和断开的情况下，调节电位器RW，在U0不失真的条件下，记下RW的可调范围。进行比较，分析D1、D2的作用。
2．方波发生器
按图6－2接好实验电路
（1） 将电位器RW调至中心位置，观测并描绘u0、uc波形，测量其幅值及频率，测量R2、R1。记录之。
（2） 改变RW的位置，观测u0、uc的波形、幅值及频率的变化情况。分别记下R1＞R2和R2＞R1两种情况下的u0、uc的波形、幅值及频率。记录之。
（3）将RW恢复至中心位置，用一导线将两稳压管之一短接，观测u0的波形。并与（1）比较之。
3．三角波发生器
按图6－3接好电路
（1） 将电位器RW调至中心位置，观测并描绘u0、u0'波形，测量其幅值及频率，测量RW值。记录之。
（2） 改变RW位置，观测u0、u0'波形、幅值及频率的影响。

实验七 集成稳压电路
一、实验目的
1．掌握单相半波及桥式整流的工作原理。
2．观测几种常用滤波器的效果。
3．掌握集成稳压电路的工作原理及技术性能的测试方法。

二、实验原理
半导体二极管具有单相导电特性，通过整流电路，将单相交流电整流成单方向脉动的直流电。假设整流二极管与变压器均为抱负元件，则在单相半波整流电路中，负载上的电压平均值UL与变压器副边电压的有效值U2的关系是UL = 0.45U2，单相全波整流电路中，则是UL = 0.9U2。
在整流电路之后，通过电容、电感或电阻组成的滤波电路，将脉动的直流电变成平滑的直流电。
整流电路的重要性能指标为输出直流电压UL和纹波系数g。电容滤波条件下UL = 1.2U2。纹波系数用来表征整流电路输出电压的脉动限度，定义为输出电压中交流分量有效值（又称纹波电压）与输出电压平均值之比，即，g值愈小愈好。
当交流电源电压或负载电流变化时，整流滤波电路所输出的直流电压，不能保持稳定不变，为了获得稳定的直流输出电压，在整流滤波电路之后，还需增长稳压电路。直流稳压电源是由电源变压器，整流滤波电路和稳压电路组成。
本实验采用集成稳压电路，它与分立元件组成的稳压电路相比，具有外接线路简朴，使用方便，体积小，工作可靠等优点。
图7－1为三端式正集成稳压器7815的外形和引脚，它有三个引出端，1－输入端；2－公共地端；3－输出端，其参数为：输出电压＋15V，输出电流1.5A（要加散热器）。输出电阻r0 = 0.03W，输入电压范围18~21V。
1
2
3
7815
1
2
3
输入
输出

图7－1
稳压电源的重要性能指标为输出电