电 子 技 术 实 验

实 验 报 告

一、实验目的

1、学会在面包板上搭接电路的方法；

2、学习放大电路的调试方法；

3、掌握放大电路的静态工作点、电压放大倍数、输出电阻和通频带测量方法；

4、研究负反馈对放大器性能的影响；了解射级输出器的基本性能；

5、了解静态工作点对输出波形的影响和负载对放大电路倍数的影响。

二、实验原理

（一）单级低频放大器的模型和性能

1、单级低频放大器的模型：

单级低频放大器能将频率从几十Hz～几百kHz的低频信号进行不失真地放大，是放大器中最基本的放大器，单级低频放大器根据性能不同可分为基本放大器和负反馈放大器。

从放大器的输出端取出信号电压（或电流）经过反馈网络得到反馈信号电压（或电流），送回放大器的输入端称为反馈。若反馈信号的极性与原输入信号的极性相反，则为负反馈。

根据输出端的取样信号（电压或电流）与送回输入端的连接方式（串联或并联）的不同，一般可分为四种反馈类型——电压串联反馈、电流串联反馈、电压并联反馈和电流并联反馈。负反馈是改变放大器及其他电子系统特性的一种重要手段。负反馈使放大器的净输入信号减小，因此放大器的增益下降；同时改善了放大器的其他性能：提高了增益稳定性，展宽了通频带，减小了非线性失真，以及改变了放大器的输入阻抗和输出阻抗。负反馈对输入阻抗和输出阻抗的影响跟反馈类型有关。由于串联负反馈是在基本放大器的输入回路中串接了一个反馈电压，因而提高了输入阻抗，而并联负反馈是在输入回路上并联了一个反馈电流，从而降低了输入阻抗。凡是电压负反馈都有保持输出电压稳定的趋势，与此恒压相关的是输出阻抗减小；凡是电流负反馈都有保持输出电流稳定的趋势，与此恒流相关的是输出阻抗增大。

2、单级电流串联负反馈放大器与基本放大器的性能比较： 

电路图2是分压式偏置的共射基本放大电路，它未引入交流负反馈。

电路图3是在图2的基础上，去掉射极旁路电容Ce，这样就引入了电流串联负反馈。

3、射极输出器的性能： 

射极输出器是单级电压串联负反馈电路，由于它的交流输出电压V_Q全部反馈回输入端，故其电压增益：

输入电阻：R_if =R_b//[r_be+（1+β）R_L’]，式中R_L’=Rc//R_L

输出电阻：R_of =Re//[(R_b//Rs)+r_be]/(1+β)

射极输出器由于电压放大倍数A_vf ≈1，故它具有电压跟随特性，且输入电阻高，输出电阻低的特点，在多级放大电路中常作为隔离器，起阻抗变换作用。

（二）放大器参数及其测量方法

1、静态工作点的选择：

放大器要不失真地放大信号，必须设置合适的静态工作点Q。为获得最大不失真输出电压，静态工作点应选在输出特性曲线上交流负载线中点，若选得太高就容易饱和失真，太低容易截止失真。

若放大器对小信号放大，由于输出交流幅度很小，非线性失真不是主要问题，故Q点不一定要选在交流负载线中点，一般前置放大器的工作点都选的低一点，降低功耗和噪声，并提高输入阻抗。

采用简单偏置的放大电路，其静态工作点将随温度变化而变化，若采用电流负反馈分压式偏置电路，具有自动稳定工作点的能力，获得广泛应用。

2、静态工作点测量与调试：

根据定义，静态工作点是指放大器不输入信号且输入端短路（接电路COM）时，三极管的电压和电流参数。静态工作点只测量三极管三级对电路COM的直流电压（V_BQ、V_EQ、V_CQ），通过换算得出静态工作点的参数。

V_BEQ=V_BQ-V_EQ ；V_CEQ=V_CQ-V_EQ ；I_CQ=V_EQ / R_E

3、单极放大电路的电压放大倍数Av

低频放大器的电压放大倍数是指在输出不失真的条件下，输出交流电压与输入交流电压的比值：

式中：R_L’=Rc//R_L ，；

4、放大倍数的测量

放大倍数按定义式进行测量，即输出交流电压与输入交流电压的比值。通常采用示波器比较测量法（适用于非正弦电压）和交流电压表测量（适用于正弦电压）。

5、输入阻抗的测量

放大器输入阻抗为从输入端向放大器看进去的等效电阻，即：Ri=Vi / Ii；该电阻为动态电阻，不能用万用表测量。为避免测量输入电路中电流，改为测电压进行换算。

6、输出阻抗测量

放大器输出阻抗为从输出端向放大器看进去的等效电阻，即：Ro=Vo/Io；该电阻为动态电阻，不能用万用表测量。

若输出回路不并接负载R_L，则输出测量值为：V_o∞；若输出回路并接负载R_L，则输出测量值为：V_oL，则：

7、放大器幅频特性

放大器幅频特性是指放大器的电压放大倍数与频率的关系曲线。在中频段，电压放大倍数为最大值Av=Avm。在低频段和高频段，由于上述各种因素的影响不可忽略，使电压放大倍数下降。通常将电压放大倍数下降到中频段Avm的0.707倍时所对应的频率，称为放大器的上限频率f_H和下限频率f_L，f_H与f_L之差称为放大器的通频带，即Δf_0.7=f_H-f_L。

在保证输入Vi不变的情况下，改变输入信号频率（升高、下降），使输出Vo下降为中频时的0.707倍，则对应的频率即为f_H、f_L。

三、实验仪器

1、示波器            1台

2、函数信号发生器    1台

3、直流稳压电源      1台

4、数字万用表        1台

5、多功能电路试验箱  1台

6、交流毫伏表        1台

四、实验内容

1、搭接实验电路：

按电路图10在实验箱搭接实验电路（或参照连接图11）。检查电路连接无误后，方可将+12V直流电源接入电路。

2、静态工作点的测量和调试：

按静态工作点测试方法进行测量与调试，要求I_CQ≈1.3mA，测量值填入表2。

表2  静态工作点测量

3、基本放大器的电压放大倍数、输入电阻、输出电阻的测量

外加输入信号从放大器Vs端输入信号：频率f=2kHz的正弦信号，R=1k，使Vip-p=30mV。在空载情况下，用示波器同时观察输入和输出波形（Vi和Vo），若输出波形失真，应适当减小输入信号。

表3  电压放大倍数、输入电阻、输出电阻测量

4、放大器上限、下限频率的测量

保持输入信号Vp-p=30mV不变，当f=2kHz时，用示波器观察并测量输出电压V_OL。当频率从2kHz向高端增大时，使输出电压下降到0.707V_OL时，记下此时信号发生器的频率，即为上限频率f_H；同理，当频率向低端减小时，使输出电压下降到0.707V_OL时，记下此时信号发生器的频率，即为下限频率f_L；测量过程应保持Vi不变和波形不失真。

表4  放大器上、下限频率的测量

5、电流串联负反馈放大器参数测量

将Ce去掉，R改为10k，使Vip-p=300mV，重复实验3步骤。

表5  负反馈放大器参数测量

六、实验小结

 

第二篇：厦门大学电子实验一

实验报告

实验名称：电压源与电压测量仪器

系别：

姓名:

学号：

实验日期：

一、实验原理

(一)GPD-3303型直流稳压电源

1．直流稳压电源的主要特点

(1)具有三路完全独立的浮地输出。（CH1、CH2）

(2)两路(主路ch1键、从路ch2键）可调式直流稳压电源，两路均可工作在稳压、稳流工作方式，稳压值为0~32v连续可调，稳流为0~3.2A连续可调

(3)两路可调式直流稳压电源课设置为组合工作方式，在组合工作方式下可选择串联组合方式和并联组合方式。

(4)四组常用电压存储功能

(5)锁定功能

(6)输出保护功能

(7)蜂鸣功能

2使用方法

(1)开机前，将电流调节旋钮跳到最大值，电压调节旋钮调到最小值。开机后再将电压旋钮调到需要的电压值。

(2)当电源作为恒流源使用时，开机后，通过电流调节旋钮调至需要的稳流之。

(3)当电源作为稳压源使用时，可根据需要调节电流旋钮任意设置限流保护点。

(4)预热时间30秒

3注意事项

（1）避免端口输出线短路

（2）避免是电源出现过载现象

（3）避免输出出现正负极性接错

(二)RIGOL DG1022双通道函数/任意波函数信号发生器

1主要特点

(1)双通道输出，可实现通道耦合、通道复制

(2)输出五种基本波形并设置48种任意波形

(3)可编辑输出14-bit，4k点的用户自定义任意波形

(4)100msa/s采样率

2注意事项

(1)避免端口输出线短路

(2)避免函数信号发生器出现过载现象

(3)避免输出出现信号端和公共端接错

(三)GDM-8145型数字万用表

（1）交、直流电压测量

（2）交、直流电流测量

（3）TRUE RMS测量

（4）电阻测量

注意事项

（1）根据所需测量参数合理选择功能键，并按正确方法测量

（2）在预先不知道被测信号幅度的情况下，应先把量程键放在最高档

（3）测量电压时不应该超过最大输出电压

（4）测量电流时，输入线不要插错，不大于2A输入线插在2A端子上不大于20A插在20A端子上

二、实验内容（数据整理）

1、直流电压测量

采用数字万用表测量直流电压

（1）固定电源测量：测量稳压电源的固定电压2.5、3.3、5v，填入表1

表1 直流稳压电源固定电压测量

(2)固定电源测量：测量试验箱的的固定电压5、12、-8v。填入表2

表2 实验箱固定电源测量

(3)可变电源测量：按表三任意调节通道稳定电源输出并测量

表3 可变电压测量

（4）正负对称电源测量：GPD-3303型直流稳压电源工作在串联组合模式，调整CH1电压时，CH2路跟踪变化：这样，即可将两路独立电源构成一个正负对称电源。将数字万用表的黑表笔（COM）接正负对称电源的公共端，红表笔分别测量CH1正极和CH2负极，如图1所示，按表4调节稳压电源输出并测量之。

图1

表4  正、负对称电源测量

2、正弦电压测量

(1)函数信号发生器输出正弦波，信号频率fs=1khz，输出幅度按下表调节，用数字万用表测量

表5 正弦电压测量

(2)将信号发生器频率改为f_S=100KHz

表6 正弦电压测量

3、函数信号发生器内阻的测量

按图2搭接电路，函数信号发生器设置f_s=1kHz正弦波，用数字万用表按表7测量：算出R_O值；当K置“1”时，数字万用表测量值为V_0∞；当K置“2”时，数字万用表测量V_OL;

图2

表7 信号源内阻测量

三、数据分析

1、由于GDM-8145型数字万用表的读数更精确，灵敏度更高，所以无论在测量固定电源还是可变电压时，微小的变动都会影响到测量的结果，因而万用表的测量值都和给定的数值存在小范围的误差。

2、针对实验五，示波器测量的峰峰值V_P-P和万用表测量出来的有效值之间的确存在V_RMS=V_P-P/2

3、计算出的信号源内阻与实际值相差不大，很有可能是测量的时候接触不良引起误差，也有可能在计算是对有效数字进行取舍是出现了误差。

四、小结

1、用数字万用表测量正弦波，表头显示的是正弦电压的有效值。电压测量方式：确定测量仪器设置在交流电压测量状态，若已知被测电压，应根据被测电压大小，选择合适量程；若未知被测电压，应将测量仪器量程至于最大，逐渐减小量程。

2、不能用数字万用表测量三角波、方波、斜波、锯齿波，因为一般测量仪器只能测量正弦信号，应用示波器测量。

3、注意红黑表笔的接法，不要接反

4、当有多台仪器同时使用时，应将他们的COM端连在一起，统一接地。

5、在使用数字万用表时，，应该注意：

（1）根据所需测量参数合理选择功能键。

（2）在预先不知道被测信号幅值时，应将量程置于最高档。当显示出现“0000”闪烁时，应立即将量程切换至更高档位，或者立即拔出输入线，检查被选择的功能键是否出现错误或有其它故障。