××大学实验报告

学生姓名：        学    号：         专业班级：                 

实验类型：■ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新   实验日期： 实验成绩：     

实验二　串联型晶体管直流稳压电源

一、实验目的

1.   研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。

2.   掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。

二、实验原理

1.   交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源原理

图２－1  直流稳压电源框图

a)   直流稳压电源组成

电源变压器；

整流部分：单相桥式整流、电容滤波电路；

滤波电路；

稳压部分：串联型稳压电路，由调整元件（晶体管T₁）；比较放大器T₂、R₇；取样电路R₁、R₂、R_W，基准电压D_W、R₃和过流保护电路T₃管及电阻R₄、R₅、R₆等组成。

b)   稳压过程

整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经T₂放大后送至调整管T₁的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。

2.   直流输出电压与纹波电压

直流输出电压：直流耦合情况下电压的平均值；

输出纹波电压：交流耦合情况下电压的有效值。

3.   Multisim软件仿真

a)   串联型稳压电源实验电路

串联型稳压电源实验电路

串联型稳压电源实验仿真电路

串联型稳压电源波形

b)   整流电路

整流滤波电路

整流仿真电路 RL=240Ω

整流波形 RL=240Ω

c)   整流滤波电路

整流滤波电路仿真图 RL=240Ω

整流滤波电路波形 RL=240Ω

整流滤波波形 RL=120Ω

三、实验设备与器件

1.   可调工频电源

2.   双踪示波器

3.   晶体二极管 IN4007×4

4.   ４７０μＦ电容

5.   １２０Ω、２４０Ω电阻各一只

6.   导线若干

四、实验内容

1、整流滤波电路测试

按图２－3 连接实验电路。取可调工频电源电压为1４V， 作为整流电路输入电压u2。

图２－3  整流滤波电路

1) 取R_L＝240Ω ，不加滤波电容，测量直流输出电压U_L 及纹波电压_L，并用示波器观察u₂和u_L波形，记入表２－1 。

2) 取R_L＝240Ω ，C＝470μf ，重复内容1)的要求，记入表２－1。

3) 取R_L＝120Ω ，C＝470μf ，重复内容1)的要求，记入表２－1。

表２-1       U₂＝1４V

五、实验总结

1.   对表２－1 所测结果进行全面分析，总结桥式整流、 电容滤波电路的特点。

答：每个二极管都只在半个周期内工作；整流滤波电路中，Ｒ_Ｌ越大，输出波形越平缓。 根据表11－3和表11－4所测数据，计算稳压电路的稳压系数S和输出电阻R₀，并进行分析。

2.   分析讨论实验中出现的故障及其排除方法。

答：无法得到稳定波形：调节电压、疏密、电平；

看不到直流耦合波形：增大电压的单位值，让波形零点向下靠。

 

第二篇：低频电子线路 硬件实验报告 差动放大器

实验六　差动放大器

一、实验目的

1.   加深对差动放大器性能及特点的理解。

2.   学习差动放大器主要性能指标的测试方法。

二、实验原理

1.   差动放大器的基本结构

图 1差动放大器实验电路

(1) 典型差动放大器

当开关K拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器RP用来调节T1、T2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压UO＝0。

RE为两管共用的发射极电阻， 它对差模信号无负反馈作用，因而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，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。

(2) 恒流源的差动放大器

当开关K拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。 它用晶体管恒流源代替发射极电阻RE，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。

2.   静态工作点的估算

(1) 典型电路：                          （认为UB1＝UB2≈0）

(2) 恒流源电路：     

　　

3.   差模电压放大倍数和共模电压放大倍数

当差动放大器的射极电阻RE足够大，或采用恒流源电路时，差模电压放大倍数Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。

(1) 双端输出:　RE＝∞，RP在中心位置时，

(2) 单端输出：

当输入共模信号时，若为单端输出，则有

 

若为双端输出，在理想情况下：

实际上由于元件不可能完全对称，因此AC也不会绝对等于零。

4.   共模抑制比CMRR

共模抑制比：用于表征差动放大器对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力：

　　         

或

         

注意：差动放大器的输入信号可采用直流信号也可采用交流信号。本实验由函数信号发生器提供频率f＝1KHZ的正弦信号作为输入信号。

三、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、交流毫伏表

5、直流电压表

6、晶体三极管3DG6×3（或9011×3）。，要求T1、T2管特性参数一致。

       电阻器、电容器若干。

四、实验内容

1.   典型差动放大器性能测试

按图1连接实验电路，开关K拨向左边构成典型差动放大器。

(1) 测量静态工作点

实验步骤：

①  节放大器零点

a)   信号源不接入；

b)   输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源；

c)   用直流电压表测量输出电压UO；

d)   调节调零电位器RP，使UO＝0。

②  量静态工作点

用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE。

Multisim仿真电路：

表1

(2) 测量差模电压放大倍数

实验步骤：

①  断开直流电源；

②  单端输入方式：函数信号发生器的输出端接A端，地端接B端；

③  调节输入信号为频率f＝1KHz的正弦信号，并使输出旋钮旋至零；

④  用示波器监视输出端（集电极C1或C2与地之间）；

⑤  接通±12V直流电源；

⑥  逐渐增大输入电压Ui（约100mV），在输出波形无失真的情况下，用交流毫伏表测 Ui，UC1，UC2；

⑦  观察ui，uC1，uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。

(3) 测量共模电压放大倍数

实验步骤：

①  共模输入方式：放大器A、B短接，信号源接A端与地之间；

②  调节输入信号f=1kHz，Ui=1V；

③  在输出电压无失真的情况下，测量UC1， UC2之值；

④  观察ui， uC1，uC2之间的相位关系及URE随Ui改变而变化的情况。

(4) 具有恒流源的差动放大电路性能测试

将图1电路中开关 K 拨向右边，构成具有恒流源的差动放大电路。重复内容（2)、（3)的要求。

　表2

五、实验总结

1.   整理实验数据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。

（1)  静态工作点和差模电压放大倍数。

（2)  典型差动放大电路单端输出时的CMRR实测值与理论值比较

（3)  典型差动放大电路单端输出时CMRR的实测值与具有恒流源的差动放大器CMRR实测值比较。

影响差分放大器共模抑制比的因素比较典型的有：电路的对称性和电路本身线性工作范围。这两个因素也是产生实验误差最重要的因素。

电路的对称性决定了被放大后的信号残存共模干扰幅度，对称性越差，CMRR也就越小，抑制共模信号干扰的能力也就越差；

实际的电路，其线性范围不是无限大的，当共模信号超出了电路线性的范围，即使正常信号也不能被正常放大，更谈不上共模抑制能力。所以对共模抑制比较高的设备的前端电路都会采用较高的工作电压。

2.   比较ui，uC1和uC2之间的相位关系。

uc1和uc2是同相位的，ui和它们反相。

3.   据实验结果，总结电阻RE和恒流源的作用。

(1) RE为两管共用的发射极电阻

①   对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数；

②   对共模信号有较强的负反馈作用，有效地抑制零漂，稳定静态工作点；

③   当差动放大器的射极电阻RE足够大，差模电压放大倍数Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。

(2) 恒流源的差动放大器

①   用晶体管恒流源代替发射极电阻RE；

②   进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力；

③   差模电压放大倍数Ad由输出端方式决定，而与输入方式无关。