预备实验 常用电子仪器的使用
一、实验目的
(1)学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。
(2)初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 二、实验原理
在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。
实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1-1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线；示波器接线使用专用电缆线，即同轴电缆线；直流电源的接线用普通导线。
1．示波器
示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点：
(1)寻找扫描光迹：将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置\。开机并预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线： ①适当调节亮度旋钮。 ②触发方式开关置“自动”。
③适当调节垂直(↑↓)、水平( )“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。若示波器设有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。 (2)双踪示波器一般有5种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”3种单踪显示方式和“交替”“断续”2种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用；“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。 (3)为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。
(4)触发方式开关通常先置于“自动”位置，待调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”位置，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。
有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形
不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。
(5)适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关，使屏幕上显示1—2个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。在测量周期时，应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。还要注意“扩展”旋钮的位置及使用范围。 根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(div或cm)与“Y轴灵敏度”开关指示值(V/div)的乘积，即可算得信号幅值的实测值。
根据被测信号波形的一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数(div或cm)与“扫速”开关指示值(t/div)的乘积，即可算得信号频率的实测值。 2．函数信号发生器
函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波3种信号波形。输出电压最大可达峰—峰值20 V。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏特级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分挡开关进行调节。 函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。 3．交流毫伏表
交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。
为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大的位置上，然后在测量中逐挡减小量程。
三、实验设备与器件
(1)函数信号发生器； (2)双踪示波器； (3)交流毫伏表。 四、实验内容
1、用机内校正信号对示波器进行自检
(1)扫描基线调节：将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示(Y1或Y2)，输入耦合方式开关置于\’，触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”(之)和“Y轴位移”(↑↓)旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。 (2)测试“校正信号”波形的幅度、频率：将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道(Y1或Y2)，将Y轴输入耦合方式开关置于“AC\或“DC”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“Y1”或\”。调节X轴“扫描速率”开关(t/div)和Y轴“输入灵敏度”开关(V/div)，使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波信号。 ①校准“校正信号”幅度
将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置，“Y轴灵敏度”开关置于适当位置，读取校正信号幅度，记入表1-1中。 测试项目 幅度峰—峰值U/V 频 率f/kHz 上升沿时间/μs 下降沿时间/μs 标准值 实测值 注意：不同型号的示波器，其标准值有所不同，应按所使用示波器将标准值填入表格中。 ②校准“校正信号”频率
将“扫速微调”旋钮置于“校准”位置，“扫速”开关置于适当位置，读取校正信号周期，记入表1-1中。
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③ 测量“校正信号”的上升时间和下降时间
调节“Y轴灵敏度”开关及微调旋钮，并移动波形，使方波信号在垂直方向上正好占据中心轴上，且上、下对称，便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在X轴方向扩展(必要时可以利用“扫速扩展”开关将波形再扩展10倍)，并同时调节触发电平旋钮，从显示屏上清楚地读出上升时间和下降时间，记入表l-1中。 2．用示波器和交流毫伏表测量信号参数
调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100 Hz、1 kHz、10 kHz、100 kHz，其有效值均为1 V(交流毫伏表测量值)的正弦波信号。
改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置，测量信号源输出电压频率及峰—峰值，记入表1-2中。
表1-2 信号电压频率f/kHz 0.1 1 10 100 示波器测量值 周期T／ms 频率f／H2 信号电压 毫伏表读数／V 示波器测量值 峰—峰值／V 有效值U／v 3．测量两波形间的相位差
(1)观察双踪显示波形“交替”与“断续”两种显示方式的特点 Y1、Y2均不加输入信号，输入耦合方式置\’，扫速开关置扫速较低挡位(如0.5 s／div挡)或扫速较高挡位(如5μs／diV挡)；把显示方式开关分别置“交替”和“断续”位置，观察两条扫描基线的显示特点，并记录之。
(2)用双踪显示测量两波形间的相位差
① 按图1—2连接实验电路，将函数信号发生器的输出电压调至频率为1 kHz，幅值为2 V的正弦波；
图1-2 两波形间相位差的测量电路
经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号ui和uR，分别加到双踪示波器的Y1和Y2的输入端。
为便于稳定波形，比较两波形相位差，应使内触发信号取自被设定的一路信号，而该信号作为测量基准。
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②把显示方式开关置“交替”挡位，将Y1和Y2输入耦合方式开关置“上”挡位，调节Y1、Y2的(↑↓ )移位旋钮，使两条扫描基线重合。
③将Y1、Y2输入耦合方式开关置“AC\挡位，调节触发电平、扫速开关及Y1、Y2灵敏度开关位置，使在荧光屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形ui及uR，如图1-3所示。根据两波形在水平方向差距X，及信号周期XT，则可求得两波形相位差θ，即
图1—3 双踪示波器显示两相位不同的正弦波
式中：XT--一个周期所占格数；X——两个波形在X轴方向的差距格数。记录两波形的相位差于表1-3中。
表1-3 一个周期格数 XT＝
两个波形在X轴 上的差距格数 X＝ 相位差 实测值 θ= 计算值 θ= 为数读和计算方便，可适当调节扫速开关及微调旋钮，使波形的一周期只占整数格。 五、实验总结
(1)整理实验数据，并进行分析。 (2)问题的讨论：
①如何操作示波器的有关旋钮，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形?
②用双踪示波器显示波形，并要求比较相位时，为在显示屏上得到稳定波形，应怎样选择下列开关的位置：
a)显示方式选择(Y1、Y2、Y1+Y2、交替、断续)； b)触发方式(常态、自动)； c)触发源选择(内、外)；
d)内触发源选择(Y1、Y2、交替)。
(3)函数信号发生器有哪几种输出波形?它的输出端能否短接，如用屏蔽线作为输出引线，则屏蔽层一端应该接在哪个接线柱上?
(4)交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压?它的表头指示值是被测信号的
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什么数值?它是否可以用来测量直流电压的大小? 六、预习要求
(1)阅读实验附录1中有关示波器部分的内容。
(2)已知C＝0.01μF、R＝10 k，计算图1-2中RC移相网络的阻抗角θ。
附录；常用电子仪器的基本原理和使用方法
电子技术实验中，常用的仪器仪表有示波器、低频信号发生器、数字电压表、
毫伏表、直流稳压电源及万用电表等。它们的主要用途和相互关系如图1.1.1所示：
1．XD2B型低频信号发生器
(1)主要用途：产生低频正弦波，为电子电路的测试提供信号。 (2)主要技术数据：
①输出电压：0--5V(有效值)连续可调。
输出衰减：粗调衰减分9挡，最大衰减为90db，细调可对两个粗调挡级间的输出电压进行连续调节。
②频率范围：1Hz～1MHz
频段： I--1Hz～10Hz II--1OHz～100Hz III--1OOHz～1kHz IV--1kHz～10kHz V--1OkHz～100kHz Ⅵ--100kHz～1MHz (3)面板图：如右图所示 (4)使用方法：
①接通电源预热5分钟以上。 ②频率选择：根据实验所要求的频率，将“频
率范围”旋至相应频段，再将“频率调节”的三个旋钮调至所需频率．
⑧输出电压幅度调节：调节“输出衰减”和“输出细调’得到所需电压值．面板表头能指示
0—5v(有效值)的输出电压。实际电压数值可用电压表测量，也可按下式计算：
其中，Uo——实际输出值 ——表头示数 A —一输出衰减分贝数
当A=0时，无衰减。表头读数即为实际输出电压值； 当A=10时，衰减约3.16倍，输出电压为0-1.58V 当A=20时，衰减约10 倍， 输出电压为0--0.5V 当A=30时，衰减约31．6倍，输出电压为0-0.158V 当A=40时，衰减约100倍， 输出电压为0-0.05V
④阻尼：当输出信号频率低于10Hz时。表头指针会产生抖动，此时应将“阻尼”开关置于“慢”的位置。
⑤仪器使用完毕，应将“输出细调”旋至最小，然后关闭电源。 2．SS—5702 型双踪示波器
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(1)主要用途：观察直流及0～20MHz周期电压和电流波形。测量信号的频率、周期、相位和幅度等。
(2)示波器的基本工作原理
通用示波器的结构包括垂直放大、水平放大、扫描、触发、示波管及电源等六个主要部分。其结构方框图如图1.1.3所示。
示波器的主要部件是示波管，示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成。 电子枪的作用是发射高速电子束；偏转系统控制电子束的运动方向；荧光屏显示撞击的轨迹。其基本原理如下：
高速运动的电子束轰击荧光屏在荧光屏上形成光点。如图1.1.4所示。
如果在电子束前进的方向上、下两侧放置平行平板，并在平行平板上施加直流电压，则电子束通过平行板间电场时，受电场力的作用，运动轨迹偏转，使光点位置产生垂直方向的变化。如图1.1.5所示。
如果在平行平板上施加周期性变化信号(如正弦波)，则电子束在垂直方向上的偏转角度随电场强度周期变化。荧光屏上每一周期中光点位移不同。但由于人眼的视觉暂留，看到的是一条竖直这亮线。参见图1.1.6。
如果在水平方向上也放置一对平行板，并施加电压，则电子束便同时受到X轴和Y轴方向两个电场力作用。荧光屏显示的是在X方向和Y方向合电场力作用下的光点运动轨迹。若在X轴上施加的是周期等于或整数倍于Y轴信号的锯齿波电压(如图1.1.7)。Y轴的周期电压信号则被展开，使我们看到这个信号的波形(如图1.1.8)。
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这种用线性变化的电压(锯齿波)将被测信号波形展开(使光点在X轴方向移动)的作用叫扫描；调节锯齿波频率使之等于被测信号频率的1／N，或周期的N倍，从而得到稳定的被测波形的过程叫同步。实现同步应满足：
或
在示波器中，经常用这样的办法来实现同步：用Y轴输入的被测信去触发扫描发生器。当这个输入信号达到一定电平时，自动产生一个锯波电压。当这次锯齿波扫描结束后，扫描发生器处于等待下一次触发信的状态。这种扫描方式叫做触发扫描。 (3)SS—5702双踪示波器面板各开关或旋钮的作用：
SS—5702双踪示波器面板图如图1.1.9所示，其中包括：
●基本开关和旋钮(位于SS—5702荧光屏的下部)
电源：电源开关。接通时指示灯亮。 辉度：控制显示亮度。
聚焦：供调节出最佳清晰度。
刻度照明：控制刻度照明的亮度。
扫迹旋转：机械地控制扫迹与水平刻度线成平行位置。 ● 通道开关和旋钮(位于SS—5702荧光屏的左侧) ①通道选择：CH1 CH2 DUAL ADD
通道 CH1：仅显示通道1 信号。 通道 CH2：仅显示通道2 信号。 双踪 DUAL：同时显示两个通道信号。 相加 ADD：显示两个通道信号的代数和。
改变CH2“极性”开关可使显示为“CHl+CH2”或“CHl-CH2”
②通道调节(CH1和CH2的调节开关和旋钮，分别位于面板左侧的上、下部)通道输入：Y轴的信号输入接口。
耦合方式选择： AC--GND--DC。
AC：信号经电容耦合输入到垂直放大器。其直流成分被阻断，低频极限约为4Hz。 DC：信号的所有成分都输入到垂直放大器。
GND：信号从垂直放大器输入端断开且输入端接地。输入信号不接地。
③垂直位移：控制所显示波形的垂直位移。此旋钮也可用作扩展灵敏度的推拉开关：当拉出时，垂直输入的增益扩展为5倍。
伏特／格：按1--2--5序列分11挡选择垂直偏转因数。要获得校正的偏转因数，应将“微调”旋钮置于校正位置。
微调：提供在“伏特／格”各挡位间连续可调的偏转因数。 极性：用以转换CH2显示极性的开关。当按下时极性反相。 ●扫描控制开关和旋钮(位于SS--5702荧光屏的右侧) 水平位移：控制显示的水平位移
扫描长度：控制显示扫描长度的旋钮．也是控制显示扫描速度的椎拉开关。 时间／格：以1--2--5顺序分18级选择扫描速度。要得到校正的扫描速度，“微调” 旋钮必须置于校正位置。
微调：提供在“时间／格”各挡间连续可调的扫描速度。
电平／触发极性：控制触发电子的旋钮。该旋钮也是用于控制选择触发极性的推拉开关。
推入时为正向触发，拉出时为负向触发。
扫描方式：用以选择以下扫描模式
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AUTO：自动触发扫描方式。一般情况下，扫描方式置于AUTO。
NORM：扫描可由在“耦合方式”开关确定的频率范围内的信号所触发。当“电平” 旋
钮旋至触发范围以外或无触发信号加至触发电路时，扫描停止。
耦合方式；可以选择以下触发信号耦合方式
AC：选择内触发方式时为交流耦合，选择外触发方式时为直流耦合。 TV--V：这种耦合方式用于全电视信号的测试。 触发源：CH1／CH2 EXT
CH1／CH2：置于这两个位置时为内触发。
EXT：置于该位置时为外触发扫描。触发信号从输入信号中取得。 校正输出：该端输出幅度为0.3V，频率为1kHz的校正方波。 (4)SS--5702示波器的基本使用方法
①在示波器通电前，将以下控制旋钮置于下列位置：
垂直位移——中间位置 水平位移——中间位置 辉度——中间位置
垂直方式——CH1 扫描方式——AUTO 时间／格——1ms 扫描长度——顺时针旋到底
②接通“电源”开关，约15秒后出现扫迹，然后调节以下旋钮： 调节“垂直位移” 旋钮，使扫迹移至荧光屏观测区域的中央。
调节“辉度”旋钮，使扫迹亮度适中。 调节“聚焦”旋钮，使扫迹纤细清晰，
③加入信号后调节下列控制旋钮置于以下位置： 垂直方式；CH1 交流—地--直流(CH1)——DC 伏特／格(CH1)—5V或10V 微调(CH1)—CAL 触发源——CH1
然后接输入信号，按照信号幅度调节伏特／格旋钮，使波形幅度适中，不超过屏幕上下限：调节电平旋钮，使被测波形稳定：调节时间／格旋钮，使屏幕上显示测量所需的波形数。 (5)测量方法 ①电压的测量
将“伏特／格 微调” 旋钮置于CAL位置就可以进行电压测量。 电压(V)=设定值(T／DIV)×输入信号显示幅度(格) 当用1:10探头测量时，电压值相应×10 ②时间的测量
将“时间/格 微调” 旋钮置于CAL位置就可以进行时间测量。 时间(s)=设定值(T／DIV)×对应被测时间长度(格)
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实验一 晶体管共射极单管放大电路
一、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。 二、实验原理
图2-1为电阻分压式：工作点稳定的共射极单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻RE，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ui后，在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反、幅值被放大了的输出信号uo，从而实现了电压放大。
图2-1 共射极单管放大器实验电路
在图2-1电路中，当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管V的基极电流IB时(一般5-10倍)，则其静态工作点可用下式估算
电压放大倍数
输入电阻
输出电阻
由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据；在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。一个优质的放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一般包括放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。 1．放大器静态工作点的测量与调试 (1)静态工作点的测量
测量放大器的静态工作点，应在输入信号ui＝0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流Ic以
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及各电极对地的电位UB、Uc和UE。一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压UE或Uc，然后算出Ic的方法。例如，只要测出UE，即可用Ic≈IE＝UE/RE算出Ic，也可根据Ic＝(Ucc-Uc)/Rc，由Uc确定Ic，同时也能算出UBE＝UB-UE，UcE＝Uc-UE。 为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。 (2)静态工作点的调试
放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流Ic(或UcE)的调整与测试。
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。如静态工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时uo的负半周将被削底，如图2-2(a)所示；如静态工作点偏低则易产生截止失真，即uo的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显)，如图2-2(b)所示。这些情况都不符合不失真放大的要求。所以，在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压ui，检查输出电压uo的大小和波形是否满足要求。如不满足，则应调节静态工作点的位置。
(a)静态工作点偏高 (b)静态工作点偏低
图2—2 静态工作点对uo波形失真的影响
改变电路参数Ucc、Rc和RB(RB1、RB2)都会引起静态工作点的变化，如图2-3所示。但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，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。
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，用交流毫伏表测出ui和uo的有效值Ui和Uo，则
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(2)输入电阻Ri的测量
为了测量放大器的输入电阻，按图2-4所示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，用交流毫伏表测出Us和Ui，则根据输入电阻的定义可得
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Rs与Ri属同一数量级为好，本实验可取Rs＝10～20 k。 (3)输出电阻Ro的测量
按图2-4所示电路，在放大器正常工作条件下，测出输出端不接负载RL时的输出电压Uo和接入负载后的输出电压UL，根据
即可求出
在测试中应注意，必须保持RL接入前后
图2-4 输入、输出电阻的测量电路
输入信号的大小不变。
(4)最大不失真输出峰—峰电压Uopp的测量(最大动态范围)
如上所述，为了得到最大的动态范围，应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大器正常工作情况下，逐步增大输入信号的幅度，并同时调节Rp(改变静态工作点)，用示波器观察Uo。当输出波形同时出现削底和缩顶现象(如图2-5)时，说明静态工作点已调在交流负载线的中点。然后反复调整输入信号，使波形输出幅度最大，且无明显失真时，用交流毫伏表测出Uo(有效值)，则动态范围等于2根号2U。，或用示波器直接读出1Uop-p输出峰—峰值Uo。
(5)放大器幅频特性的测量
放大器的幅频特性是指放大器的电压放大倍数Av与输入信号频率f之间的关系曲线。单管阻容耦合放大电路的幅频特性曲线如图2-6所示，Avm为中频电压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率变化下降到中频放大倍数的1/根号2倍，即0.707Avm所对应的频率分别称为下限频率fL和上限频率fH，则通频带
图2-5 静态工作点正常，输入
信号太大引起的失真 图2-6 幅频特性曲线
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放大器的幅频特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数Av。为此，可采用前述测Av的方法，即每改变一个信号频率，测量其相应的电压放大倍数。测量时应注意取点要恰当，在低频段与高频段应多测几点，在中频段可以少测几点。此外，在改变频率时，要保持输入信号的幅度不变，且输出波形不得失真。 三、实验设备与器件
(1)+12 V直流电源； (2)函数信号发生器； (3)双踪示波器； (4)交流毫伏表； (5)直流电压表； (6)直流毫安表； 图2-7 晶体三极管管脚排列 (7)频率计； (8)万用电表；
(9)晶体三极管3DG6 X1(β＝50～100)或9011（9013） X1(国外型号)，管脚排列如图2-7所示；
(10)电阻器、电容器若干支。 四、实验内容
实验电路如图2-1所示。各电子仪器可按实验一中的图1-1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、交流毫伏表和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+12 V电源，调节Rp，使Ic＝2.0 mA(即UE＝2.0 V)，用直流电压表测量UB、UE和Uc，用万用电表测量RB2值，并记入表2-1中。 表2-1 测量值 UB/V UE/V Uc/V RB1/k UBE/V 计算值 UcE/V Ic/mA
2．测量电压放大倍数
在放大器输入端加入频率为1 kHz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的波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述3种情况下的uo值，并用双踪示波器观察uo和ui的相位关系，并记入表2-2中。 表2-2 Rc/k RL/k uo／V Av 观察记录一组uo和ui波形 2.4 1.2 2.4 ∞ ∞ 2.4
·3．观察静态工作点对电压放大倍数的影响
置Rc＝2.4 k，RL＝∞，Ui连续设置测试值，调节及Rp，用示波器监视输出电压波形，
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在uo不失真的条件下，测量数组Ic和Uo值，并记入表2-3中。
表2-3
测量Ic时，要先将信号源输出旋钮旋至零(即使Ui＝0)。 *4．观察静态工作点对输出波形失真的影响
置Rc＝2.4k，RL＝2.4k，ui＝0V，调节Rp，使Ic＝2.0 mA，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，并记入表2-4中。注意，在每次测Ic和UcE值时，都要将信号源的输出旋钮旋至零。 表2-4 Ic/mA UCE/V uo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
置Rc＝2.4 kn，RL＝2.4 k，按照实验原理的2.(4)节中所述方法，同时调节输入信号 的幅度和电位器Rp，用示波器和交流毫伏表测量输出峰—峰值uo及uo值，记入表2-5中。
表2-5 Ic／mA Ui／mV uo／V UoP-P／V
6．测量输入电阻和输出电阻
置Rc＝2.4 k，RL＝2.4 k，Ic＝2.0 mA。输入f＝1 kHz的正弦信号电压ui=10 mV，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出Us、Ui和UL，记入表2-6中。 保持us不变，断开RL，测量输出电压uo，记入表2-6中。
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表2-6 us ／mV ui mV Ri(k) 测量值 计算值 uL ／V uo ／V Ro(k) 测量值 计算值 7．测量幅频特性曲线 置Ic＝2.0 mA，Rc＝2.4k，RL＝2.4k。保持输入信号ui的幅度不变，改变信号源频率f，逐点测出相应的输出电压uo，并记入表2-7中。 表2-7
为了使信号源频率f取值合适，可先粗测一下，找出中频范围，然后再仔细读数。 五、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、输入电阻及输出电阻的影响。 (3)讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。 (4)分析并讨论在调试过程中出现的问题。 六、预习要求
(1)阅读教材中有关单管放大电路的内容并估算实验电路的性能指标。
假设：3DG6的 β＝100，RB2＝20k，RB1＝60k，Rc＝2.4k，RL＝2.4k。估算放大器的静态工作点、电压放大倍数Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro。
(2)阅读实验附录中有关放大器干扰和自激振荡消除的内容。
(3)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?
(4)怎样测量RB1的阻值? (5)当调节偏置电阻RB1，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?
(6)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?
(7)在测试Av、Ri和Ro时，怎样选择输入信号的大小和频率?为什么信号频率一般选 1 kHz，而不选100 kHz或更高?
(8)测试中，如果将函数信号发生器、交流毫伏表及示波器中任一仪器的两个测试端子接线换位(即各仪器的接地端不再连在一起)，将会出现什么问题?
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实验二 阻容耦合放大器
一、实验目的
1）掌握如何合理设置静态工作点。 2）学会放大器频率特性的测试方法。 3）了解放大器的失真及其消除方法。 二、实验仪器 1）双踪示波器。 2）万用表。
3）信号发生器。 三、预习要求 1）复习多级放大器电路内容及频率响应特性的测量方法。
2）分析图2-1两级交流放大电路，初步估计测试内容的变化范围。
四、实验内容
实验电路见右上图 实验接线示意图见图2-1-1
单级放大倍数（A、B断开） Au1= Au2=
两级放大倍数（A、B短接） Au= * =
Ui取自信号源的正弦波形，经衰减变换倍率降低幅度。微变等效电路如下图所示：
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1、测量静态工作
（1）按图2-1-1接线，注意接线尽可能短。
按表2-1要求测量并计算，注意测量工作点时应断开输入信号。
（2）静态工作点设置：要求在第二级输出波形不失真的前提下，输出幅度尽可能大。第一级
为增加信噪比，工作点尽可能低。
（3）在输入端加上1KHz幅度为1mV的交流信号，调整工作点使输出信号不失真。
表2-1 空载 负载 Vce 第1级 Vb1 静态工作点 Vc1 Vce 第2级 Vb2 Vc2 输入/输出电压 电压放大倍数 （mv） 第1级 第2级 两级 Vi Vo1 Vo2 Av1 Av2 Av （4）负载电阻RL分别为3K和∞。按表2-1测量并记录实验结果。
2、测量两级放大器的频率特性按如下步骤进行：
（1）将放大器负载断开，先将输入信号频率调到1KHz。幅度调到使输出幅度最大且不失真。 （2）接上输入信号幅度不变，改变频率。按表2-2测量并记录（测高频特性fH时可用外接信号发生器）。
表2-2 f（Hz） RL=3K Vo RL=∞ 50 100 250 500 1000 2500 5000 10000 20000 四、实验报告：
1、整理实验数据，分析实验结果。
2、画出实验电路的频率特性简图。标出fH和fL。 3、写出增加频率范围的方法。
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实验三 负反馈放大电路
一、实验目的
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各项性能指标的影响。 二、实验原理
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。因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有4种组态，即电压串联、电压并联、电流串联和电流并联。本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。 1．电压串联负反馈放大器的主要性能指标
图3-1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(C3的正极电压)引回到输入端，加在晶体管V1的发射极上，在发射极电阻RE1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3-l 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器
该负反馈放大器的主要性能指标如下：
(1)闭环电压放大倍数
式中：Av＝Uo／Ui为基本放大器(无反馈)的电压放大倍数，即开环电压放大倍数。
1+AvFv为反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。
(2)反馈系数
(3)输入电阻
式中，Ri为基本放大器的输入电阻。
(4)输出电阻
式中：Ro为基本放大器的输出电阻；Avo为基本放大器在RL＝∞时的电压放大倍数。
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2．测量基本放大器的动态参数
本实验还需要测量基本放大器的动态参数。然而，如何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，而是要去掉反馈作用，但又要把反馈网络的影响(负载效应)考虑到基本放大器中去。为此：
(1)在画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uo＝0 V，此时Rf相当于并联在RF1上。
(2)在画基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需将反馈放大器的输 入端(V1管的射极)开路，此时(Rf+Rf1)相当于并接在输出端。由此可近似认为Rf并接在输出端。
根据上述规律，就可得到所要求的如图3-2所示的基本放大器。
图3-2 基本放大器
三、实验设备与器件
(1)+12 V直流电源； (2)函数信号发生器； (3)双踪示波器； (4)频率计；
(5)交流毫伏表； (6)直流电压表；
(7)晶体三极管3DG6 X2支 (8)电阻器、电容器若干支。 (β＝50—100)或9011(9013) X2支；
四、实验内容
l测量静态工作点
按图4-1连接实验电路，取Ucc＝+12 V，ui＝0 V，用直流电压表分别测量第一级、第二 级的静态工作点，并记入表3-1中。
表3-1 级 别 第一级 第二级 UB／V UE／V Uc／V Ic／mA 2 2
2．测试基本放大器的各项性能指标
将实验电路按图3-2改接，即把Rf断开后分别并在RF1和RL上，其他连线不动。 (1)测量中频电压放大倍数Av、输入电阻Ri和输出电阻Ro。
①以f＝1 kHz、us约8 mV正弦信号输入放大器，用示波器监视输出波形uo，在uo不失真的情况下，用交流毫伏表测量us、ui和uL，记入表3-2中。
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表3-2 放大器类别 基本放大器 负反馈放大器
②保持us不变，断开负载电阻RL(注意，Rf不要断开)，测量空载时的输出电压uo记入表3-2中。
(2)测量通频带
接上RL，保持(1)中的us不变，然后增加和减小输入信号的频率，找出上、下限频率fH和fL，记入表3-3中。
表3-3
us／mV ui／mV uL／mV uo／V Av Ri／k Ro／k 3．测试负反馈放大器的各项性能指标
将实验电路恢复为图3-1所示的负反馈放大电路。适当加大us(约10 mV)，在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的Avf、Rif和Rof，记入表3-2中；测量fHf和fLf，记入表3-3中。
*4．观察负反馈对非线性失真的改善
(1)实验电路改接成基本放大器形式，在输入端加入f＝1 kHz的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形开始出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。
(2)再将实验电路改接成负反馈放大器形式，增大输入信号幅度，使输出电压幅度的大小与(1)相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。 五、实验总结
(1)将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值列表进行比较。 (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。 六、预习要求
(1)复习教材中有关负反馈放大器的内容。
(2)按实验电路3-1估算放大器的静态工作点(取β1＝β2＝100)。
(3)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?
(4)估算基本放大器的Av、Ri和Ro；估算负反馈放大器的Avf、Rif和Rof，并验算它们之间的关系。
(5)如按深度负反馈估算，则闭环电压放大倍数Avf＝?该值和测量值是否一致?为什么? (6)如输入信号存在失真，能否用负反馈来改善?
(7)怎样判断放大器是否存在自激振荡?如何进行消振?
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实验四 射极跟随器
一、实验目的
(1)掌握射极跟随器的特性及测试方法。 (2)进一步学习放大器各项参数测试方法。 二、实验原理
射极跟随器的原理如图4-1所示。它是一个电压串联负反馈放大电路，具有输入电阻高，输出电阻低，电压放大倍数接近于1，输出电压能够在较大范围内跟随输入电压作线性变化以及输入、输出信号同相等特点。 射极跟随器的输出取自发射极，故称其为射极输出器。
1．输入电阻Ri的计算 由图4-1电路可知
Ri＝rBr+(1+④Rx
如考虑偏置电阻RB和负载RL的影响，则 Ri＝RB∥[
r
BE
+(1+β)(RE∥RL)]
由上式可知射极跟随器的输入电阻Ri比共射极单管放大器的输入电阻Ri＝RB∥rBE要高得多，但由于偏置电阻RB的分流作用，输入电阻难以进一步提高。式中，rBE为BE结的交流电阻。
输入电阻的测试方法同单管放大器一样，实验线路如图4-2所示。因此，射极跟随器的输入电阻Ri为
Ri＝兰＝—旦—只
即只要测得A、B两点的对地电位即可计算出Ri。
2．输出电阻Ro的计算 由图4-1电路可知
图4-2 射极跟随器实验电路
如考虑信号源内阻Rs，则
由上式可知射极跟随器的输出电阻Ro比共射极单管放大器的输出电阻Ro≈Rc低得多。 所以，选取三极管的β值愈高，则输出电阻愈小。
输出电阻Ro的测试方法亦同单管放大器一样，即先测出空载输出电压Uo，再测接入负载RL后的输出电压UL，根据
即可求出输出电阻Ro的值。即
3．电压放大倍数Av的计算
由图4-1电路可知，Av值为
上式说明射极跟随器的电压放大倍数小于等于1，且为正值。这是深度电压负反馈所致。
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然而，它的射极电流仍比基极电流大(1+β)倍，所以它具有一定的电流和功率放大作用。 4．电压跟随范围Uo的峰—峰值计算
电压跟随范围是指射极跟随器输出电压uo跟随输入电压ui作线性变化的区域。当ui超过一定范围时，uo便不能跟随ui作线性变化，即uo波形产生了失真。为了使输出电压uo正、负半周对称，并充分利用电压跟随范围，静态工作点应选在交流负载线中点，测量时可直接用示波器读取uo的峰—峰值，即电压跟随范围；或用交流毫伏表读取uo的有效值，则电压跟随范围
三、实验设备与器件
(1)+12 V直流电源； (2)函数信号发生器； (3)双踪示波器； (4)交流毫伏表； (5)直流电压表； (6)频率计；
(7)3DGl2 X1支(β＝50～100)或9013； (8)电阻器、电容器若干支。 四、实验内容．
按图4-2组接电路，并调整静态工作点，测量Av、Ro、Ri、跟随特性和频率特性。 1．静态工作点的调整
接通+12V直流电源，在B点加入f＝1 kHz正弦信号ui，输出端用示波器监视输出波形，反复调整Rp及信号源的输出幅度，使在示波器的屏幕上得到一个最大不失真输出波形，然后置ui＝0 V，用直流电压表测量晶体管各电极对地电位，将测得数据记入表4-1中。
表4-1 UE／V UB／V Uc／V IE／mA
在下面整个测试过程中应保持Rp值不变(即保持静工作点IE不变)。 2．测量电压放大倍数Av
接入负载电阻RL＝1 k，在B点加f＝1 kHz正弦信号ui，调节输入信号幅度，用示波器观察输出波形uo，在输出最大不失
真情况下，用交流毫伏表测ui、UL值，并记入表4-2中。
表4-2 ui／V U L／V Av
3．测量输出电阻Ro
接上负载电阻(RL＝1 k)，在B点加f＝1 kHz正弦信号ui，用示波器监视输出波形，测空载输出电压uo及有负载输出电 压UL，并记入表4-3中。
表4-3 uo／V
4．测量输入电阻Ri
U L／V Ro／k 在A点加f＝1 kHz的正弦信号us，用示波器监视输出波形，用交流毫伏表分别测出A、B点对地的电位us、ui，并记入表4-4中。
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表4-4 us／V ui／V Ri／k 5．测试跟随特性
接入负载RL＝1 k，在B点加入f＝1 kHz正弦信号ui，逐渐增大信号ui幅值，用示波器监视输出波形直至输出波形达到
最大且不失真，测量对应的uL值，并记入表4-5中。
表4-5 ui／V uL／V 6．测试频率响应特性
保持输入信号ui幅值不变，改变信号源频率，用示波器监视输出波形，用交流毫伏表测量不同频率下的输出电压uL值，并记入表4-6中。
表4-6 f／kHz uL／V
五、预习要求
(1)复习射极跟随器的工作原理。
(2)根据图4-2的元件参数值估算静态工作点，并画出交、直流负载线。 六、实验报告
(1)整理实验数据，将测量数据Av、Ro、Ri与理论计算值进行比较，并分析误差原因。
(2)分析射极跟随器的性能和特点。
附：采用自举电路的射极跟随器
在一些电子测量仪器中，为了减轻仪器对信号源所取用的电流，以提高测量精度，通常采用图5-3所示带有自举电路的射极跟随器，以提高偏置电路的等效电阻，从而保证射极跟随器有足够高的输入电阻。
图4—3 有自举电路的射极跟随器
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实验五 差动放大电路
一、实验目的
1、熟悉差动放大器的工作原理。
2、掌握差动放大器的基本测试方法。 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、万用表 三、预习要求
1、计算图5-1的静态工作点（设
rbe=3K β=100）及电压放大倍数。
2、在图5-1的基础上画出单端输入
和共模输入的电路。 四、实验内容及步骤
实验电路如图5-1所示 1.测量静态工作点
（1） 调零
将输入端短路并接地接通直流电源，调节电位器Rw，使使双端输出电压Vo=0。
（2） 测量静态工作点测量三极管Vt1、Vt2、Vt3各极对地电压填入表5-1中
2．测量差模电压放大倍数
在输入端加入直流电压信号Vid=±0.1V，按表5-2要求测量并记录。由测量数据算出单端和双端输出的电压放大倍数。注意先调好DC信号的Sout1和Sout2，使其分别为+0.1V和—0.1V后再接入Vi1(Vb1)和Vi2(Vb2)。
3．测量共模电压放大倍数。
将输入端b1、b2 短接，接到信号源的一端，信号源的另一端接地。DC信号分别先后接Sout1和Sout2。
分别测量并将数据填入表5-2中，由测量数据算出端和双端输出的电压放大倍数，进一步
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算出其共模抑制比CMRR=
AdAc。
4．在实验板上组成单端输入的差动放大电路进行下列实验。 （1）将图5-1中的b2端接地，组成单端输入的差动放大器。从b1端输入直流信号Vi=±0.1V，
测量单端及双端输出的电压放大倍数。并与双端输入时的单端及双端输出的差模电压放大倍数进行比较。
（2）从b1端加入正弦交流信号Vi=0.05V f=1000Hz分别测量、记录单端及双端输出电压。
填入表5-3计算单端及双端的差模放大倍数。
（*注意：输入交流信号时，用示波器监视VC1、VC2波形。若有失真时可减小输入电压值，
使VC1、VC2都不失真）。 五、实验报告
1、根据实测数据计算图5-1电路的静态工作点，与预习计算结果相比较。 2、整理实验数据，计算各种接法的Ad，并与理论计算值比较。 3、计算实验步骤3中AC和CMRR值。 4、总结差动放大电路的性能特点。
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实验六 整流、滤波与串联型可调稳压电路
一、实验目的：
1．了解桥式全波整流电路的输入交流电压u2与输出直流电压U1的关系。（无电容滤波及有
电容滤波）
2．了解稳压电路中的基准电压、取样电阻和输出电压U0之间的关系。 二、实验器材： 1．万用电表
2．整流变压器
3．二极管整流滤波电路、串联可调稳压电路（实验电路板） 三、实验电路：
四、实验内容与步骤：
1．连接电源、变压器、整流桥（不接滤波电容）。测量桥式全波整流电路的输入交流电压u2
与输出直流电压U1的数值。 2．同1。接上滤波电容。测量桥式全波整流电路的输入交流电压u2与输出直流电压U1的数
值。
3．同2。接上稳压电路。测量基准电压UDZ和输出电压U0。并根据电阻R1、R2的数值，
计算分压比。
4．改变分压比，再次测量输出电压U0 。 四、实验报告：
1．根据整流电路输入、输出电压的测量值，列表记录，并求出波形系数。 （无电容滤波及有电容滤波）
u2 （v） U0 （v） 波形系数u2 / Uo
2．列表记录可调稳压电路的分压比和输出电压Uo。求出输出电压关系式。
UDZ(V) R1 R2 R2/(R1+R2) 关系式 UO = (UDZ+UBE)(R1+R2)/ R2 UBE约为0.6~0.7V
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附：实验板具体电路：
按上图电路连接则UO 与UDZ的关系如下表所示： UDZ(V) R1 R2 (R1+R2)/R2 UO
关系式 UO =UDZ(R1+R2)/ R2 26
实验七 比例求和运算电路
一、实验目的
1．掌握用集成运算放大器组成比例求和电路的特点及性能。 2．学会上述电路的测试的分析方法。 二、实验仪器
1．万用电表 2．示波器 3．模电实验箱 三、预习要求
1．计算表7-1中的Va和Af。 2．估算表7-3中的理论值。
3．估算表7-4、表7-5中的理论值。 4．计算表7-6中的Vo值。 5．计算表7-7中的Vo值。 四、实验内容 1．电压跟随器
实验电路如图7-1所示 图7-1 电压跟随器 按表7-1内容实验并测量记录。
表7-1 Vi -2V 0V +2V 正弦波1KHz1V（Vp-p） Vo（V） RL=5K RL=∞
图7-1-1 电压跟随器实验板连接示意图 图7-2 反相比例放大器 2．反相比例放大器
实验电路如图7-2所示
图7-2-1
反相比例放大器实验板连接示意图
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（1）按表7-2内容实验并测量记录。
表7-2 输入电压Vi 输出电压 理论估算 实 测 值 Vo 误 差
-0.5V 0V +0.5V 正弦波1KHz1V（Vp-p） 相位差 3．同相比例放大器
实验电路如图7-3所示
按表7-3实验，测量并记录。
图7-3 同相比例放大器
表7-3 -0.5V 0V +0.5V 正弦波1KHz1V（Vp-p） 相位差 输入电压Vi 输出电压 理论估算 实 测 值 Vo 误 差
图7-3-1 同相比例放大器实验板连接示意图 图7-4 反相求和放大电路
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4．反相求和放大电路 实验电路如图7-4所示 按表7-4实验，测量并记录。
表7-4 输入电压Vi1 输入电压Vi2 输出电压 理论估算 Vo实 测 值
图7-5 双端输入求和放大电路
图7-4-1 反相求和放大电路实验板连接示意图
0.3V -0.3V 0.2V 0.2V 5．双端输入求和放大电路
实验电路如图7-5所示，按表7-5要求实验并测量记录。
表7-5 1V 2V 0.2V 输入电压Vi1 1V 1.8V -0.2V 输入电压Vi2 输出电压 理论估算 Vo 实 测 值 五、实验报告
1．总结本实验中5种运算电路的特点及性能。 2．分析理论计算与实验结果误差的原因。
图7-5-1 双端输入求和放大电路实验板连接示意图
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实验八 波形发生器
（集成运算放大器的基本应用）
一、实验目的
1．学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器 2。学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法 二、实验原理
由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生器有多种形式，本实验选用最常用的，电路比较简单的几种加以分析。
1． RC桥式正弦波振荡器(文氏电桥正弦振荡器) 图8--1为RC桥式正弦波振荡器。其中RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1、R2、RP及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器RP，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管VD1、VD2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。VD1、VD2采用硅管(温度稳定性好)，且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。R2的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。 电路的振荡频率为； fo? 起振的幅值条件为：
RFR112?RC
≥2
式中 RF＝RW+R2+(R3‖rvD)，rvD ——二极管正向导通电阻 图8—1 RC桥式正弦波振荡器
调整反馈电阻RF(调RW)，使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大RF；如波形失真严重，则应适当减小RF。
改变选频网络的参数C或R，即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换，而调节R作量程内的频率细调。 2。方波发生器
由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器，一般均包括比较器和RC积分器两大部分。图8--2所示为由迟滞比较器及简单RC积分电路组成的方波—三角波发生器，它的特点是线路简单，但三角波的线性度较差。主要用于产生方波，或对三角波要求不高的场合。
1 该电路的振荡频率：fo?
R22RfCfln(1?)R1
式中 Rl=R1’+RW’ R2=R2’+RW”
方波的输出幅值 Uom=±Uz
R2 三角波的幅值 Ucm=
R1?R2
调节电位器RW(即改变R2/R1)．可以改变振荡频率，但三角波的幅值随之变化。如要互不影响，则可通过改变Rf(或Cf)来实现振荡频率的调节。
图8—2 方波—三角波发生器电路（1）
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3．三角波和方波发生器
如把迟滞比较器和积分器首尾相接形成正反馈闭环系统，如图8--3所示，则比较器输出的方波经积分器积分可到三角波，三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发生器。由于采用运放组成的积分电路，因此可实现恒流充电，使三角波线性大大改善。 电路的振荡频率为 fo?R24R（RF?RW）C1f
图8—3 方波—三角波发生器电路（2）
方波的幅值 Uom=±Uz
R 三角波的幅值 Ucm=1Uz
R2 调节RW可以改变振荡频率，改变比值R1/R2可调节三角波的幅值。 三、实验设备与器材
1．EEL—07组件 2．示波器 3．交流毫伏表 4．数字频率计
5. μA741 x 2 2DW7或2CWl3 x 2 2CP x 2 四，实验内容
1. RC桥式正弦波振荡器
按图8—1连接实验电路．接通±12V电源，输出端接示波器。
(1)调节电位器RW，使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。描绘uo的波形，记下临界起振，正弦波输出及失真情况下的RW值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。
(2)调节电位器RW，使输出电压uo幅值最大且不失真，用交流毫伏表分别测量输出电压Uo、反馈电压U+和U-，分析研究振荡的幅值条件。
3)用示波器(或频率计)测量振荡频率fo，然后在选频网络的两个电阻R上并联同一阻值电阻，观察汜录振荡频率的变化情况。并与理论值进行比较。
4)断开二极管VD1、VD2重复(2)的内容，将测试结果与(2)进行比较．分析VD1、VD2的稳幅作用。 2．方波发生器
按图8—2连接实验电路。
1)将电位器RW调至中心位置，用双踪示波器观察并描绘方波uo及三角波uc的波形(注意对应关系)，测量其幅值及频率，记录之。 2)改变RW动触点的位置。观察
uo、uc幅值及频率变化情况。把动触点调至最上端和最下端，测出
31
频率范围，记录之。
3)将RW恢复至中心位置，将一只稳压管短接，观察uo波形，分析VD的限幅作用。 3．三角波和方波发生器 按图8—3连接实验电路。
(1)将电位器RW调至合适位置，用双踪示波器观察并描绘三角波输出uo及方波输出uo'，测其幅值、频率及RW值，记录之。
(2)改变RW的位置，观察对uo、uo'幅值及频率的影响。
(3)改变R1(或R2)，观察对uo、uo'幅值及频率的影响。 五、实验报告
1．正弦波发生器
(1)列表整理实验数据，画出波形，把实测频率与理论进行比较； (2)根据实验分析RC振荡器的振幅条件； (31讨论二极管VD1、VD2的稳幅作用。 2．方波发生器
(1)列表整理实验数据，在同一座标纸上，按比例画出方波和三角波的波形图(标出时间和电压幅值)。 (2)分析R5变化时，对uo波形的幅值及频率的影响。 (3)讨论VDz1、VDz2的限幅作用。 3. 三角波和方波发生器
(1)整理实验数据，把实测频率与理论值进行比较。
(2)在同一座标纸上，按比例画出三角波及方波的波形，并标明时间和电压幅值； (3)分析电路参数变化(R1，R2和Rv)对输出波形频率及幅值的影响。 六、预习要求
l 复习有关RC正弦波振荡器、三角波及方波发生器的工作原理。并估算图8—1、8—2、8—3电路的振荡频率。
2．设计实验数据记录表格
3．为什么在RC正弦波振荡电路中要引入负反馈支路?为什么要增加二极VD1和VD2?它们是怎样稳幅的?
4. 电路参数变化对图8—2、8—3产生的方波和三角波频率及电压幅值有什么影响? (或者：怎样改变图8--2、8--3电路中方波及三角波的频率及幅值?) 5．在波形发生器各电路中，“相位补偿”和“调零”是否需要?为什么?
6．怎样测量非正弦波电压的幅值?
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实验九 OTL功率放大器
一、实验目的
1．进一步理解OTL功率放大器的工作原理。
2． 学会OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。
图9—1 OTL低频功率放大电路
二、实验原理
图9--1所示为OTL低频功率放大电路。其中T1为推动级(也称前置放大级)，T2、T3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推挽OTL功放电路。由于每一个管于都接成射极输出器形式，因此具有输出电阻低，负载能力强等优点，适合于作功率输出级。T1工作于甲类状态，它的集电极电流IC1由电位器RW1进行调节。IC1的一部分流经电位器RW2及二极管VD，给T2、T3提供偏压。调节RW2，可以使T2、T3得到合适的静态电流而工作于甲、乙类状态，以克服交越失真。静态时要求输出端中点A的电位VA＝
12Ucc可以通过调节RW1来实现，由于RW1的一端接在A点，因此在电路中引入交、直流电压并
联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。当输入正弦交流信号ui时，经T1放大、倒相后同时作用于T2、T3的基极以的负半周使T2管导通(T3管截止),有电流通过负载RL，同时向电容Co充电，在ui的正半周，T3导通(T2截止)，则已充好电的电容器Co起着电源的作用，通过负载RL放电，这样在RL上就得到完整的正弦波。
C2和R构成自举电路，用于提高输出电压正半周的幅度，以得到大的动态范围。 OTL电路的主要性能指标 1．最大不失真输出功率Pom 理想情况下．Pom= 2．效率η
η=
PomPE18*
UccRL2，在实验中可通过测量RL两端的电压有效值，来求得实际的Pom=
UORL2
*100% PE ——直流电源供给的平均功率
理想情况下，ηmax=78.5%。在实验中，可测量电源供给的平均电流Idc，从而求得PE=Ucc*Idc负载上的交流功率已经用上述方法求出，固而也就可以计算实际效率了。
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3．频率响应：详见实验二有关部分内容 ．
4．输入灵敏度：输入灵敏度是指输出最大不失真功率时，输入信号Ui之值。 三、实验设备及器件
1．EEL—07组件 2．信号源(下组件) 4．交流毫伏表 5．直流电压表，毫安表
3．示波器 6．数字频率计
7，晶体三体管 9014、9013、9012 各一只 晶体二极管 2CP11 * l （1N4148） 四、实验内容
在整个测试过程中，电路不应有自激现象。 1. 静态工作点的测试
按图9--1连接实验电路，电源进线中串入直流毫安表，电位器RW2置最小值，RW1置中间位置。接通+5V电源，观察毫安表指示，同时
用手触摸输出级管子，若电流过大，或管子温升显著，应立即断开电源检查原因(如RW2开路，电路自激，或输出管性能不好等)。如无异常现象，可开始调试。 1)调节输出端中点电位VA
调节电位器Rw1，用数字直流电压表测量A点电位，使UA=1/2*Vcc) 2)调整输出级静态电流及测试各级静态工作点
调节RW2，便T2、T3管的Ic2=Ic3=5-10mA。从减小交越失真角度而言，应适当加大输出级静态电流。但该电流过大，会使效率降低。
所以一般以5—l0mA左右为宜。由于毫安表是串在电源进线中，因此测得的是整个放大器的电流。但一般T1的集电极电流Ic1较小，从而可以把测得的总电流近似当作末级的静态电流，也可以总流中减去Ic1之值。
调整输出级静态电流的另一方法是动态调试法。使RW2=0，在输入端接入f=1KHz的正弦信号ui,逐渐加大输入信号的幅值，此时，输出波形应出现较严重的交越失真(注意：没有饱和 和截止失真)，然后缓慢增大RW2，当交越失真则好消失时，停止调节RW2，恢复ui=0 此时直流毫安表读数即为输出级静态电流。一般数值也应在5--10mA左右。如过大，则要检查电路。
输出级电流调好以后，测量各级静态工作点，记入表9—1中。
表9--1 Ic2=Ic3= mA UA=2.5 V Us(V) Uc(V) UE(V) T1 T2 T3
注意：①在调整RW2时，一是要注意旋转方向，不要调得过大．更不能开路，以免损坏输出管 ②输出管静态电流调好，如无特殊情况．不得随意旋动只RW2的位置。 2. 最大输出功率Pom和效率η的测试 (1)测量Pom
输入端接f=1KHz的正弦信号ui，输出端用示波器观察输出电压uo波形。逐渐增大ui，使输出电压达到量大不失真输出。用交流毫伏表测出负载RL上的电压Uo则 Pom=
UOmRL2
(2)测量效率η
当输出电压为最大不失真输出时，读出数字直流毫安表中的电流值，此电流即为直流电源供给的平均
POm电流Idc(有一定误差)，由此可近似求得PΣ=Ucc*Idc。再根据上面测得的Pom，则可求出η=。
PE 3. 输入灵敏度测试
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根据输入灵敏度的定义，只要测出输出功率Po=Pom时的输入电压值Ui即可。 4．频率响应的测试
测试方法同实验二。记入表9—2中。 表9—2 Ui= mV fL fO fH F(Hz) UO(V) AV 1000 在测试时，为保证电路的安全．应在较低电压下进行，通常取输入信号为输入灵敏度的50%。在整个测试过程中，应保持Ui为恒定值，且输出波形不得失真。 5. 研究自举电路的作用
(1)测量有自举电路，且Po=Pomax时的电压增益Av=Uom/Ui； (2)将C2开路,R短路(无自举)，再测量Po=Pomax的Av。
用示波器观察(1)、(2)两种情况下的输出电压波形，并将以上两项测量结果进行比较，分析研究自举电路的作用。
6．噪声电压的测试
测量时将输入端短路(ui=0)，观察输出噪声波形，并用交流毫伏表测量输出电压，即为噪声电压UN本电路若UN<15mV，即满足要求。 7．试听
输入信号改为录音机输出，输出出端接试听音箱及示波器，开机试听。并观察语言和音乐信号的输出波形。
五、实验报告
1．整理实验数据，计算静态工作点、最大不失真输出功率Pom，效率η等，并与理论值进行比较。画频率响应曲线。
2．分析自举电路的作用。
3．讨论实验中发生的问题及解决办法。 六、预习要求
1．复习有关OTL工作原理的内容。
2. 为什么引入自举电路能够扩大输出电压的动态范围？ 3．交越失真产生的原因是什么? 怎样克服交越失真？
4．电路中电位器RW2如果开路或短路，对电路工作有何影响？ 5。为了不损坏输出管，调试中应注意什么问题？
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