模电实验教案实验 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN课程教案课程名称：模拟电子技术实验任课教师：何淑珍所属院部：电气与信息工程学院教学班级：自动化1301-02教学时间：2014 —2015学年第二学期湖南工学院课程基本信息实验一单管共射放大电路的研究一、本次实验主要内容按要求连接实验电路，调试静态工作点，测量电压放大倍数、输入电阻、输出电阻，分析静态工作点对输出波形失真的影响。

二、教学目的与要求学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响；掌握放大器各性能指标及最大不失真输出电压的测试方法；熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。

三、教学重点难点1、静态工作点调试；2、输入电阻、输出电阻的测量。

四、教学方法和手段课堂讲授、操作、讨论；五、作业与习题布置完成实验报告实验一单管共射放大电路的研究(验证性)1. 实验目的（1）学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响；（2）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法；（3）熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。

2. 实验设备与器材实验所用设备与器材见表1.1。

3. 实验电路与说明实验电路如图1.1所示，为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。

它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E，以稳定放大器的静态工作点。

当在放大器的输入端加入输入信号u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。

安装电路时，要注意电解电容极性、直流电源正负极和信号源的极性。

图1.1 共射极单管放大器实验电路(以实验的实际电路参数为准)4. 实验内容与步骤（1）电路安装①安装之前先检查各元器件的参数是否正确，区分三极管的三个电极，并记录其β值。

②根据图1.1连接电路。

电路连接完毕后，应认真检查连线是否正确、牢固。

（2）测试静态工作点①电路安装完毕经检查无误后，首先将直流稳压电源调到12V，接通直流电源前，先将R P调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零,再接通直流电源, 调节R P，使I C＝2.0mA（即V E＝2.0V）。

②测试电路的静态工作点，并将数据记录在表1.2中。

表1.2 静态工作点的测量R b2=测试内容V CC /V V BQ /V V BEQ /V V CEQ /V I CQ /mA测量值理论计算值（3）测量电路动态性能指标①将信号发生器的输出信号调到频率为1kHz、峰峰值为30 mV左右的正弦波，接到放大电路输入端,然后用示波器观察输出信号的波形。

在整个实验过程中，要保证输出信号不产生失真。

如输出信号产生失真，可适当减小输入信号的幅度。

②用双踪示波器观察u O和u i的相位关系，用示波器测量下述二种情况下的U O值，并记录在表1.3中。

表1.3 电路动态性能指标的测量（4）观察静态工作点对输出波形失真的影响置R c＝2kΩ，R L＝5.1kΩ，u i＝0，调节R P使I c＝2.0mA，测出U ce值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。

然后保持输入信号不变，分别增大和减小R W，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的I c和U ce值，记入表1.4中。

每次测I C和U CE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。

表1.4 静态工作点对波形影响观测5. 实验总结与分析（1）用理论分析方法计算出电路的静态工作点，填入表1.2中，再与测量值进行比较，并分析误差的原因。

（2）根据实验数据计算出不接负载时对输入电压U i的电压放大倍数和对信号源U s 的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。

并与理论计算值进行比较，分析产生误差的原因。

（3）回答以下问题：①放大电路所接负载电阻发生变化时，对电路的电压放大倍数有何影响？②怎样用测量信号电压的方法来测量放大电路的输入电阻和输出电阻？教学后记：实验二负反馈放大电路的仿真(验证性)一、本次实验主要内容对无反馈基本放大电路的动态性能指标和负反馈放大器的动态性能指标进行仿真测试。

二、教学目的与要求加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器性能的影响，掌握负反馈放大器性能的测试方法。

三、教学重点难点1、由负反馈放大电路如何获得对应的基本放大电路；2、放大电路各项动态性能指标的测试。

四、教学方法和手段课堂讲授、操作、讨论；五、作业与习题布置完成实验报告实验二负反馈放大电路的仿真（验证性）1. 实验目的（1）加深理解放大电路中引入负反馈的方法；（2）研究负反馈对放大器性能的影响；（3）掌握负反馈放大器性能的测试方法。

2. 实验设备与器材电脑一台（仿真软件EWB5.0或multisim）3. 实验电路与说明由于晶体管的参数会随着环境温度改变而改变，不仅放大器的工作点、放大倍数不稳定，还存在失真、干扰等问题。

为改善放大器的这些性能，常常在放大器中加入负反馈环节。

负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。

根据输出端取样方式和输入端连接方式的不同，可以把负反馈放大器分成四种基本组态：电流串联负反馈、电压串联负反馈、电流并联负反馈、电压并联负反馈。

图2.1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过Rf把输出电压uo引回到输入端，加在晶体管T1的发射极上，在发射极电阻Rf1上形成反馈电压uf。

根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。

图2.1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器（参数以实验电路为准）主要性能指标如下：（1）闭环电压放大倍数（闭环增益）v v vvf F A A A +=1其中：io v U U A /=，基本放大器（无反馈）的电压增益，即开环增益。

v v F A +1，反馈深度，其大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。

（2）反馈系数11f f f of v R R R U U F +==（3）输入电阻i v v if R F A R )1(+=式中：iR 为基本放大器的输入电阻。

（4）输出电阻)1/(v vo o of F A R R +=式中：o R为基本放大器的输出电阻，vo A为基本放大器空载时的电压放大倍数本实验需要测量基本放大器的动态参数，怎样实现无反馈而得到基本放大器呢？不能简单地断开反馈支路，而是要去掉反馈信号作用，但又要把反馈网络的影响（即负载效应）考虑到基本放大器中去。

为此：（1）在绘制基本放大器的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大器的输出端交流短路，即令0=o u ，此时Rf 相当于并联在Rf1上。

（2）在绘制基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需要将反馈送至放大器的连接处（T1的射极）开路，此时)(1f f R R +相当于并接在输出端。

根据上述规律，就可以得到所要求的如图3.2所示的基本放大器。

4. 实验内容与步骤（1）启动EWB ，绘制并保存图2.1所示电路。

（2）测试静态工作点电路经检查无误后，用直流电压(流)表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表2.1中。

（3）测试负反馈放大器的各项性能指标①将信号发生器的输出信号调到频率为1kHz 、幅度为2mV 左右的正弦波，接到负反馈放大器的输入端,然后用示波器观察输出信号的波形。

在整个实验过程中，要保证输出信号不产生失真。

如输出信号产生失真，可适当减小输入信号的幅度。

② 在u O 不失真的情况下，用交流毫伏表测量U S 、U i 、U o ，记入表2.2中。

保持U s不变，断开负载电阻R L，测量空载（∞=L R ）时的输出电压U’o ，记入表2.2中。

（4）测试基本放大器的各项性能指标①将实验电路改接为图2.2的基本放大电路。

适当减少U S （约5mV ），在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的Auf 、Rif 和ROf ， 记入表2.2。

保持US 不变，断开负载电阻RL （注意，Rf 不要断开），测量空载（∞=L R ）时的输出电压U’o ，记入表2.2中。

5. 实验总结与分析（1）将基本放大器和负反馈放大器动态性能指标的测量值与理论估算值进行比较。

（2）根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。

（3）回答以下问题：①怎样把负反馈放大器改接成基本放大器？为什么要把Rf并接在输入和输出端？②如输入信号存在失真，能否用负反馈来改善？（4）心得体会与其他。

图2.2 基本放大器（考虑反馈支路的负载效应）教学后记：实验三基本运算放大电路的设计与测试（设计性）一、本次实验主要内容用实验室提供的运算放大器等元件构成比例运算电路、加法减法运算电路，微积分运算电路，并测试设计电路性能。

二、教学目的与要求熟悉各种基本运算电路的功能，并学会测试和分析方法。

三、教学重点难点1、基本运算放大电路的设计；2、线路中直流电源的连接。

四、教学方法和手段课堂讲授、操作、讨论；五、作业与习题布置完成实验报告实验三基本运算电路的设计与测试（设计性）1. 实验目的(1) 研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能；(2) 学会上述电路的测试和分析方法。

2. 实验设备与器材实验所用设备与器材见表3.1示。

3. 实验电路与说明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。

基本运算电路(1)反相比例运算电路电路如图3.1所示。

对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为f 01iR U U R =-为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2＝R1 // Rf 。

(2) 积分运算电路反相积分电路如图3.5所示。

在理想化条件下，输出电压uO(t)等于C 0idt+u (0)tu +=-⎰O 11u (t)R C 式中，uC(0+)是t ＝0+时刻电容C 两端的电压值，即初始值。

如果ui(t)是幅值为E 的阶跃电压，并设uc(0+)＝0，则u t R C R C=-=⎰tO o 111E (t)Edt -即输出电压 uo(t)随时间增长而线性下降。

显然RC 的数值越大，达到给定的Uo 值所需的时间就越长。

积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限值。

4. 实验内容与步骤实验前要看清运放组件各管脚的位置；切忌正、负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块。

（1）反相比例运算电路①按图3.1连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短路，进行调零和消振。