《本科模拟电子技术实验》教案4.1 共射极单管放大电路的研究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4.1。

表4.1 实验4.1的设备与器材序号名称型号与规格数量备注1 直流稳压电源双路0～30V1台2 双踪示波器0～10M 1台3 函数信号发生器低频1台4 模拟电路实验箱1台5 电子毫伏表1只6 万用表1只7 数字电压表0～1只200V8 数字毫安表0～200mA1只9 晶体管特性图示仪1台全班共用10 三极管9013 1只11 电阻1kΩ/0.25W1只R e12 电阻 2.4kΩ/0.25W2只R S、R c、R L13 电阻20kΩ/0.25W1只R b1、R b214 电阻500kΩ/0.25W1只R b215 铝电解电容10μF/25V2只C1、C216 铝电解电容50μF/25V1只C e3. 实验电路与说明实验电路如图4.1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4.1 共射极单管放大器实验电路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，并测量其β值。

②按图4.1所示电路，在面包板或实验台上搭接电路。

安装完毕后，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 W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U e ＝2.0V ）。

② 用万用表测量电路的静态电压U CC 、U BQ 、U EQ 、U BEQ 、U CEQ ，并记录在表4.2中。

表4.2 静态工作点的测量测试内容 U CC /V U bQ /V U eQ /V U beQ /V U ceQ/V I cQ /mA 测量值 理论计算值（3）测量电压放大倍数① 将信号发生器的输出信号调到频率为1kHz 、幅度为10 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 用电子毫伏表测量测量下述二种情况下的U O 值，并用双踪示波器观察u O 和u i 的相位关系，记入表2－2；用公式ou iU A U =和so us U A U =，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，记录在表4.3中。

表4.3 电压放大倍数的测量测试内容不接负载（R L=∞）接上负载（R L=2.4kΩ）U s/mVU i/mVU o/VA u A usU s/mVU i/mVU o/VA u A us测量值理论计算值（4）观察静态工作点对输出波形失真的影响置R c＝2.4kΩ，R L＝2.4kΩ，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4.4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4.4 R c＝2.4kΩR L＝∞U i ＝mVI c/mAU ce/Vu0波形失真情况管子工作状态2.0(5) 测量最大不失真输出电压的幅度置R C＝2.4kΩ，R L＝2.4kΩ，调节信号发生器输出，使U s逐渐增大，用示波器观察输出信号的波形。

直到输出波形刚要出现失真而没有出现失真时，停止增大U s，这时示波器所显示的正弦波电压幅度，就是放大电路的最大不失真输出电压幅度，将该值记录下来。

然后继续增大U s，观察输出信号波形的失真情况。

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4.2中，再与测量值进行比较，并分析误差的原因。

（2）通过电路的动态分析，计算出电路的电压放大倍数，包括不接负载时的A u、A us以及接上负载时的A u、A us。

将计算结果填入表8.3中，再与测量值进行比较，并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？（4）心得体会与其他。

4.3 负反馈放大电路的研究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. 实验设备与器材实验所用设备与器材见表4.8。

表4.8 实验4.3的设备与器材序号名称型号与规格数量备注1 直流稳压电源双路0～30V1台2 双踪示波器0～10M 1台3 函数信号发生器低频1台4 模拟电路实验箱1台5 电子毫伏表1只6 万用表1只7 数字电压表0～200V1只8 数字毫安表0～200mA1只9 三极管9013 2只10 电阻100Ω/0.25W1只R F111 电阻1kΩ/0.25W 2只R e1、R e212 电阻 2.4kΩ/0.25W 3只R C1、R C2、R L 13 电阻 5.1kΩ/0.25W1只R S14 电阻8.2kΩ/0.25W1只R f15 电阻10kΩ/0.25W1只R b216 电阻20kΩ/0.25W1只R b317 电阻680kΩ/0.25W1只R b118 铝电解电容10μF/25V 3只C1、C2、C319 铝电解电容20μF/25V1只C f20 铝电解电容100μF/25V 2只C e1、C e23. 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4.5为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过R f把输出电压u o引回到输入端，加在晶体管T1的发射极上，在发射极电阻R f1上形成反馈电压u f。

根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈图4.5 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器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，并测量其β值。

②按图4.5所示电路，在面包板或实验台上搭接电路。

安装完毕后，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，再接通直流电源，输入信号暂时不接。

②用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表4.9。

表4.9 静态工作点测量数据U b/ VU e/VU C/VI C/mA第一级第二级（3）测试基本放大器的各项性能指标①把R f断开后，其他连线不动，将信号发生器的输出信号调到频率为1kHz、幅度为5mV 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在u O不失真的情况下，用交流毫伏表测量U S、U i、U L，记入表4.10中，保持U S不变，断开负载电阻R L（注意，R f不要断开），测量空载时的输出电压U O，记入表4.10中。

(4)测试负反馈放大器的各项性能指标将实验电路恢复为图4.5的负反馈放大电路。

适当加大U S（约10mV），在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的A uf、R if和R Of，记入表4.10。

表4.10 测量数据基本放大器U S/mVU i/mVU L/VU O/V A uR i/kΩR O/kΩ负反馈放大器U S/mVU i/mVU L/VU O/V A ufR if/kΩR Of/kΩ5. 实验总结与分析（1）用理论分析方法计算出基本放大器和负反馈放大器动态参数，填入表4.7中，再与测量值进行比较，并分析误差的原因。

（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R f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。

4.5 基本运算电路的测试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4.12示。

表4.12 实验4.5的设备与器材序号名称型号与规格数量备注1 直流稳压电源双路1台0～30V2 双踪示波器0～10M 1台低频1台3 函数信号发生器4 模拟电路实验1台箱5 电子毫伏表1只6 万用表1只1只7 数字电压表0～200V1只8 数字毫安表0～200mAμA741 1片9 集成运算放大器10 电阻若干11 电容若干12 连接导线若干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4.7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f01iR 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R 2＝R 1 // R f 。

(2) 反相加法电路电路如图4.8所示，输出电压与输入电压之间的关系为R R RU U U R =-+f f O i1i212()R 3＝R 1 // R 2 // R f图4.7 反相比例运算电路 图4.8 反相加法运算电路(3) 同相比例运算电路k Ω图4.9(a)是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为R U U R =+f O i1(1)R 2＝R 1 // R f当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图4.9(b)所示的电压跟随器。