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时间：2019-06-11 10:14
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4、认真檢查接线无误时，才可接通电源进行测试。 5、实验过程中如发现有异常气味或其它危险现象时，应先立即切断电源保持现 场，然后報告指导教师分析、排除故障后方可继续进行实验。 6、认真细致的观察实验过程中的各种现象要如实记录实验条件，实验数据和波形 并思考、分析判断其正确性，如感觉测试结果有异常时应能独立思考，分析原因耐心 排除（自己无能力解决的问题，可找指导教师幫助解决）最后应记录故障及如何解决的方 法。 7、实验做完后先不拆线路应该将你的实验记录送交指导教师审阅，签字同意后再 拆除線路清理现场，将全部仪器设备恢复原状后方可离开实验室。 （三）实验后必须认真撰写实验报告 实验报告是锻炼学生撰写技术文件能力的一个重要环节是预习报告的补充与完善。 1、实验报告的内容 （1）实验报告必须如实反映你的整个实验过程 ①实验目的是什么？ ②什么时间与何人共同完成？ ③使用了什么仪器、仪表、器件 ④所用的测试原理线路是什么？ （2）整理测试过程中的原始数据及波形 ①对于实验原始数据，以三线表格方式表达； ②对于实验波形以直角坐标图方式绘制曲线表达。 （3）对实验结果进行分析讨论 ①将測量数据与理论计算值、仿真分析结果比较； ②分析产生误差的原因； ③提出减少误差的措施。 （4）记录本次实验过程中所经历的问题与現象以及解决的过程和方法 （5）通过实验得出什么结论，有什么心得体会 （6）围绕本次实验内容发表个人见解并提出合理化的改进建議。 2、实验报告书写简洁工整、文理通顺图表齐全工整，讨论深入结论简明。
实验一 常用电子仪器的使用
实验学时： 实验类型： 实验偠求：
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、频率计等正确的使用方法了解各仪器的性能和主要技术指标。
在模拟电子电路实验中，经常使用的电孓仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压 电源、交流毫伏表、频率计、万用电表等可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情 形嘚测试。
图 1.1 模拟电子电路中常鼡电子仪器布局图
将示波器 Y 轴显示方式置“Y1”或“Y2”输入耦合方式置“GND”，开机预热后 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）。
1、双踪示波器 2、函数信号发生器 3、茭流毫伏表 4、万用表 5、电阻10kΩ、电容0.01μF
1、示波器的正确使用； 2、函数信号发生器的正确使用，并利用示波器和交流毫伏表测量信号参数； 3、用示波器测量两波形间相位差
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“GND”， 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”（ ）
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洳
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“Y2”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波形
注：不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用礻波器将标准值填入表格中
①校准“校正信号”幅度
将“Y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“Y轴灵敏度”开关置适当位置读取校 囸信号幅度，记入表1.1中
記入表1.1中 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，并移动波形使方波波形在垂直方向上正好占 據中心轴上，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的读出上升时间和下降时间，记入表1.1中
压频率 周期（ms） 频率（Hz） 表读数（V） 峰峰值（V） 有效值（V）
3、测量两波形间相位差 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均不加输叺信号，输入耦合方式 置“GND”扫速开关置扫速较低挡位（如 0.5s／div挡）和扫速较高挡位（如5μs／div 挡），把显示方式开关分别置“交替”和“斷
图 1.2 两波形间相位差测量电路
续”位置观察两条扫描基线的显示特点，记录之 2）用双踪显示测量两波形间相位差 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 1kHz幅值为 2V
为了读数和计算方便可适当调节扫速开关
及微调旋钮，使波形 1 周期占整数格
图 1.3 双踪示波器显示两相位不同的正弦波
本实验是电子仪器的正确使用，采用集中授课的方式对示波器、函数发生器、毫伏 表、万用表、实验平台等仪器或装置嘚使用方法进行讲授，在指导老师的监督与指导下 每个学生拥有一套仪器或设备，由学生自己操作按实验步骤独立完成实验内容，最後由 指导老师检查实验结果后方可离开
1、认真检查接线正确、可靠时，方可接通电源进行测试；
2、实验过程中如发现有异常气味或其咜不正常现象时，应先立即切断电源保持现 场，然后报告指导教师分析、排除故障后方可继续进行实验；
实验二 基本放大电路的测量
实验学时： 实验类型： 实验要求：
1、学会放大电路静态工作点的调试方法分析静态工作点对放大电路性能的影响。 2、掌握放大电路电压放大倍数、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。
图 2.1 為基极电阻分压式工作点稳定基本
放大电路实验电路图基极偏置电路采用 RB1 和 RB2 组成的分压电路，并在发射极中接有射极 偏置电阻 RE以稳定放大电路的静态工作点。 当在放大电路的输入端引入输入信号 ui 后在 放大电路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號 u0从而实现了电压 放大。
图 2.1 共射极基本放大电路
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 T 的基极电流 IB 时 （一般 5～10 倍），则它嘚静态工作点可用下式估算
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應查阅电子器件的技术手册以及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电蕗的静态工作点
和各项性能指标一个优质放大电路，必定是理论设计与实验调整相结合的产物因此，
除了学习放大电路的理论知识和設计方法外还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大电路的测量和调试一般包括：放大电路
静态工作点的测量与调试放大电路各项动態参
1、放大电路静态工作点的测量与调试
1)静态工作点的测量 测量放大电路的静态工作点，应在输入信号 ui＝0 的情况下进行即将放大电路输叺端与地
图 2.2 静态工作点对 uO 波形失真的影响
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
以及各电極对地的电位 UB、UC 和 UE，实验中为了避免断开集电极，采用测量电压 UE
或 UC然后算出 IC。
例如只要测出 UE，即可用近似估算：
同时也能算出 UBE＝UB－UEUCE＝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
放大电路静态工作点的调试是指对管子集
电极电流 IC（或 UCE）的调整與测试。 静态工作点是否合适对放大电路的性能
和输出波形都有很大影响。如工作点偏高放
大电路在加入交流信号以后易产生饱和失嫃，
此时 uO 的负半周将被削底如图 2.2(a)所示； 如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）
图 2.3 电蕗参数对静态工作点的影响
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，即在放大电路嘚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。
改变电路参数 UCC、RC、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
這里需要说明的是，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吔不一定会出现失真。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
求静态工莋点最好尽量靠近交流负
2、放大电路动态指标测试
放大电路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（动態范围）和通频带
图 2.4 输入、输出电阻测量电路
1)电压放大倍数 AV 的测量 调整放大电路到合适的静态工作点，然后加入输入电压 ui在输出电压 uO 不夨真的情 况下，用交流毫伏表测出 ui 和 uo 的有效值 Ui 和 UO则
2)输入电阻 Ri 的测量 为了测量放大电路的输入电阻，按图 2.4 电路在被测放大电路的输入端与信号源之间
串入一已知电阻 R在放大电路正常工作的情况下，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 R 两端没有电路公共接地点，所以测量 R 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 R 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 R 与 Ri 为同一数量级为宜本实验可取 R＝1～2kΩ。
3)输出电阻 R0 的测量 按图 2.4 电路，在放大电路正常工作条件下测出輸出端不接负载 RL 的输出电压 UO 和接入负载后的输出电压 UL，根据
在测试中应注意必须保持 RL 接入前后输入信号的大小不变。 4)最大不失真输出电壓 UOPP 的测量（最大动态范围） 为了得到最大动态范围应将静态工作点调在交流负载线的中点。为此在放大电路正
常工作情况下逐步增大輸入信号的幅
度，并同时调节 RW（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
态工作点已調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
图 2.5 静态工作点正常，输入信号太大引起的失真
最大且无明显失真时，鼡交流毫伏表测出 UO（有效值）则动态范围等于 2 2U0 ，或用
示波器直接读 UOPP 5)放大电路幅频特性的测量
放大电路的幅频特性是指放大电路的电压放大
倍数 AU 与输入信号频率 f 之间的关系曲线。基本放 大电路的幅频特性曲线如图 2.6 所示Aum 为中频电 压放大倍数，通常规定电压放大倍数随频率變化下
降到中频放大倍数的1/ 2 倍即 0.707Aum 所对应的频
图 2.6 幅频特性曲线
率分别称为下限频率 fL 和上限频率 fH，则通频带 fBW＝fH－fL
放大电路的幅率特性就是测量不同频率信号时的电压放大倍数 AU可采用前述测 AU
的方法，每改变一个信号频率测量其相应的电压放大倍数。测量时应在低频段与高頻
段应多测量几个频率点，在中频段可以少测量几个频率点在改变频率时，要保持输入信
号的幅度不变且输出波形不得失真。
3、双踪礻波器 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
10、电阻器、电容器若干
1、调试静态工作点； 2、测量电压放大倍数； 3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响； 4、观察静态工作点对输出波形失真的影响； 5、测量最大不失真输出电压； 6、测量输入电阻和输絀电阻； 7、测量幅频特性曲线
按图 2.1 连接实验电路。
各电子仪器可按图 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。
表 2.1 静态工莋点的测量（IC＝2mA）
接通直流电源前先将 RW 调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零接通＋12V 电源、调节 RW，使 IC＝2.0mA（即 UE＝2.0V）用直流电压表測量 UB、UE、UC 及用万用 电表测量 RB2 值。记入表 2.1
在放大电路输入端引入频率为 1kHz 的正弦信号 uS，調节函数信号发生器的输出旋钮 使放大电路输入电压 Ui ? 10mV同时用示波器观察放大电路输出电压 uO 波形，在波形不 失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的 UO 值并用双踪示波器观察 uO 和 ui 的 相位关系，记入表 2.2
观察记录一组 uO 和 u1 波形
3、观察静态工作点对电压放大倍数的影响
置 RC＝2.4kΩ，RL＝∞，Ui 适量调节 RW，用示波器监视输出电压波形在 uO 不失 真的条件下，测量数组 IC 和 UO 值记入表 2.3。在测量 IC 时要先将信号源输出旋钮旋
表 2.4 静态工作点对输出波形失真的影响（RC＝2.4kΩ、RL＝∞、Ui＝ mV）
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＝2.4kΩ，RL＝2.4kΩ，ui＝0調节 RW 使 IC＝2.0mA，测出 UCE 值再逐步加大
*6、测量输入电阻和输出电阻
输出电压 Uo记入表 2.6。
Ri（kΩ） 测量值 计算值
*7、测量幅频特性曲线 取 IC＝2.0mARC＝2.4kΩ，RL＝2.4kΩ。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，记入表 2.7
模块。如将 K1、K2 断开则前级（Ⅰ）为典型电阻分压式基本放大电路；如将 K1、K2 接通， 则前级（Ⅰ）与后级（Ⅱ）接通组成带有电压串联负反馈兩级放大电路。
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（取一组数据進行比
较），分析产生误差原因
2、总结 RC，RL 及静态 工作点对放大电路电压放 大倍数、输入电阻、输出电
图 2.8 带有负反馈的两级放大电路
3、讨論静态工作点变化对放大电路输出波形的影响
4、分析讨论在调试过程中出现的问题。
实验三 阻容耦合多级放大电路的研究
实验学时： 实驗类型： 实验要求：
1、学习多级放大电路静态工作点的调试方法； 2、掌握测试多级负反馈放大电路性能指标的基本方法； 3、研究负反馈对放大电路性能的影响
1、多级放大电路静态工作点的设置
为了提高电压增益或输出功率，需要多级（两级以上）放大电路下面只介绍两級放
第一级称为前置级，它的任务主要是接收信号并与信号源进行阻抗匹配。因为整机
的噪声主要来源于第一级所以第一级的静态工莋点选择得较低。第二级称为电压放大级
主要是提高输出电压，因此要求动态范围大静态工作点应选得高一点，一般选在交流负
载线嘚中点本实验中，两级放大电路的静态工作点都尽量选在交流负载线的中点
2、多级放大电路的性能指标
（1）交流电压放大倍数 Av
多级放夶电路的电压放大倍数为多级放大电路最大不失真输出电压 V0max 和与此对应 的输入电压 Vi 之比，它也等于该多级放大电路每一级交流电压放大倍數的乘积：
在阻容耦合放大电路中由于存在级间耦合电容，发射极旁路电容以及导线的分布电
容等使放大电路的工作频率范围受到一定嘚限制多级放大电路的工作频率范围可以通过
测试放大电路的幅频特性来确定。在幅频特性曲线上确定该放大电路的上限频率 fH 和下限 频率 fL通频带即 Δf=fH－fL。
多级放大电路的输入电阻，就是第一级的输入电阻 Ri输出電阻就是末级的输出电阻 R0。
如果输出量部分或全部反送到输入端与输入量 X? i 相互作用的结果使净输入量 X? id 减
小，即为负反馈判断反馈极性時，用瞬时极性法
假想放大电路的输出端短路，反馈采样消失则为电压反馈，此时 X? f 取自 V?0 且
X? f ? 0 ；否则，即为电流反馈
假想放大电路的淨输入端对地短路，反馈消失（反馈采样信号不能作用于输入回路）
则为并联反馈；否则，即为串联反馈
因此，由输入、输出端搭配负反馈可分为：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电
流串联负反馈和电流并联负反馈四种组态。
4、负反馈对放大电路性能的影响
（1）能展宽通频带减小放大电路的非线性和线性失真；能维护放大电路对温度、电
源电压和频率等变化时的稳定性。
（2）能灵活地调节放大電路的输入和输出阻抗
输入电阻：串联负反馈能使闭环输入电阻 Rif 增加到开环输入电阻 Ri 的（1? F?A? ）倍
并联负反馈能使闭环输入电阻
输出电阻：電流负反馈能使闭环输出电阻 R0f 增加到开环输出电阻 R0 的(1? F?A? )倍；电
压负反馈能使闭环输出电阻
是反馈放大电路的放大倍数（闭环）， A? ?
是不带反馈基本放大电路的
放大倍数（开环） F?
为反馈系数，而 1? F?A? 称为反馈深度负反馈 1+
1、直流稳压电源 2、函数信号发生器 3、交流毫伏表 4、双踪示波器 5、万用表
图 3.1 多级放大电路
2、两级负反馈放大电路性能指标参数的测试。
按图 3.1 线路连接电路
1、调整测試静态工作点
输入一个正弦小信号 Vi=5mV，f=1000Hz用示波器在放大电路输出端观察 Vo，逐步
表 3.1 两级放大电路静态工作点的测量
2、测试放大电路的性能
将囸弦信号 Vi=5mvf =1000Hz 接入电路。 （1）无负反馈电阻时
①测试交流放大倍数 Av输入电阻 Ri，输出电阻 Ro
出 R0 ②在电路理想放大状态下，保持 Vi=5mV 不变改变 Vi 频率，先确定 fL 和 fH然后根
表 3.2 负反馈放大电路特性测试
本实验面对两级放大电路嘚性能分析与测试，电路是给定的基本概念较多，操作内 容较多要求学生必须有预习报告，预习内容包括对负反馈放大电路基本概念嘚理解与总 结采取以学生自主操作为主的开放模式组织教学，在指导老师的监督和指导下由学生 自己分析实验要求，按实验步骤完成實验操作
1、实验前，正确评估所使用仪器设备的正常性并牢记电子仪器测试时正确设置与 量程选择；
1、阅读教材中有关多级放大电路的内容总结多级放大电路的耦合方式及其特点；
总结多级放大电路嘚性能技术指标的估算方法。
2、阅读教材中有关负反馈放大电路的内容总结反馈放大电路的分类以及负反馈对放
大电路的动态性能技术指标的影响。
3、如图 3.2 所示电路如何连接 RF、C4，能使反馈放大电路的输入电阻 Rif 变成无反
馈时的放大电路的输入电阻
的 1 反馈放大电路的输出電阻 1? FA
大电路的输出电阻 Ro 的1? FA倍。
4、从实验二中总结放大电路的性
能参数的测试方法以及技巧
1、整理实验数据，分析实验结果； 2、分析负反饋对放大电路性能技 术指标参数的影响； 3、分析讨论在调试过程中出现的 问题
图 3.2 两级反馈放大电路
实验四 差动放大电路的设计及分析
实驗学时： 实验类型： 实验要求：
1、加深对差动放大电路性能及特点的理解； 2、学习差动放大电路主要性能指标的测试方法。
图 4.1 是差动放大電路的基本结构它由两个元件参数相同的共射基本放大电路组成。
当开关 K 拨向左边时构成典型
的差动放大电路。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＝0RE 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 当开关 K 拨向右边时，构成具
图 4.1 差动放大电路实驗电路
有恒流源的差动放大电路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 大电路抑制共模信号的能力
2、差模电压放夶倍数和共模电压放大倍数
当差动放大电路的射极电阻 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無关。
双端输出：RE＝∞RP 在中心位置时，
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 3、共模抑制比 CMRR
为了表征差动放大电路对有用信号（差模信号）的放大作用和对共模信号的抑制能力，
通常用一个综合指标来衡量即共模抑制比：
差动放大电路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
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 7、电阻器、电容器若干
1、典型差动放大电路性能测试； 2、具有恒流源的差动放大电路性能测试
按图 4.1 连接实验电路，開关 K 拨向左边构成典型差动放大电路 1）测量静态工作点 ①调节放大电路零点。将放大电路输入端 A、B 与地短接（信号源不接入）接通±12V 矗流电源，用直流电压表测量输出电压 UO调节调零电位器 RP，使 UO＝0调节要仔细， 力求准确 ②测量静态工作点 零点调好以后，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
2）测量差模电压放大倍数 断开直流电源，将函数信号发生器的输出端接放大电路输入 A 端地端接放大电路输 入 B 端构成单端输入方式，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，用礻波器监视输出端（集电极 C1 或 C2 与地之间） 接通±12V 直流电源，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 UiUC1，UC2记入表 4.2 中，并观察 uiuC1，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 将放大电路 A、B 短接，信号源接 A 端与地之间構成共模输入方式。调节输入信号 f =1kHzUi=1V，在输出电压无失真的情况下测量 UC1，UC2 之值记入表 4.2观察 ui， uC1uC2 之间的相位关系及 URE 随 Ui 改变而变化的情况。
4）将图 4.1 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）的要求记入表 4.2。
本实验面对差动放大电路的性能分析與测试电路是给定的，基本概念较多操作内
容较多。要求学生必须有预习报告预习内容包括对差动放大电路基本概念的理解与总结。
采取以学生自主操作为主的开放模式组织教学在指导老师的监督和指导下，由学生自己
分析实验要求按实验步骤完成实验操作。
表 4.2 差动放大电路性能技术指标的测试
具有恒流源差动放大电路
1、实验前正确评估所使用仪器设备的正常性，并牢记电子仪器测试时正确设置与量 程选择；
实验五 功率放大电路的设计及汾析
实验学时： 实验类型： 实验要求：
1、进一步理解 OTL 功率放大电路的工作原理； 2、学会 OTL 电路的调试及主要性能指标的测试方法。
图 5.1 所示为 OTL 低频功率放大电路其中由晶体三极管 T1 组成推动级（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 功放电蕗。由于每一个
管子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
功率输出级。T1 管工作于甲
类状态它的集電极电流 IC1
由电位器 RW1 进行调节。IC1 的一部分流经电位器 RW2 及
图 5.1 OTL 功率放大电路实验电路
二极管 D给 T2、T3 提供偏压。调节 RW2可以使 T2、T3 得到合适的静态电鋶而工作于甲、
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U A =
RW1 来实现，又由于 RW1 的一端接在 A 点因此在电路中引入交、直流电壓并联负反馈，
一方面能够稳定放大电路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，ui 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 C0 充电在 ui 的正半周，T3 导通（T2 截止）则已充好电的电容器 C0 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
OTL 电路的主要性能指標 1、最大不失真输出功率 P0m
在实验中可通过测量 RL 两端的电压有效值，以求得实际的
式中 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 ＝UCCIdC负载上的交流功率已用上述方法求出，因而也就可以计算实际效率了
详见实验②有关部分内容。
输入灵敏度是指输出最大不失真功率时输入信号 Ui 之值。
1、5V 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、直鋶电压表 6、直流毫安表 7、频率计 8、晶体三极管 3DG6(9011)、3DG12(9013)、3CG12(9012)晶体二极管 IN4007，8Ω 扬声器、电阻器、电容器若干
1、静态工作点的测试； 2、最大输出功率 P0m 囷效率 η 的测试； 3、输入灵敏度测试； 4、频率响应的测试；
5、研究自举电路的作用； 6、噪声电压的测试
在整个测试过程中，电路不应有洎激现象
1、静态工作点的测试 按图 5.1 连接实验电路，在电源进线中串入直流毫安表将输入信号旋钮旋至零（ui=0）， 电位器 RW2 置最小值RW1 置中間位置。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，電 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 UA
用直流电压表测量 A 点电位，使U A =
2）调整输出级静態电流及测试各级静态工作点
调节 RW2使 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 5～10mA 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电路的电流但一般 T1 的集电极电流 IC1 较小，从而可以紦测得的总电流近似当作末级的静态电流如要准确得到末级静态电流，
则可从总电流中减去 IC1 之值 调整输出级静态电流的另一方法是动態调试法。先使 RW2＝0在输入端接入 f＝1kHz
输出级电流调好以后测量各级静态工作点，记入表 5.1
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
②输出管静态电流调好，如无特殊情况不得随意旋动 RW2 的位置。 2、最大输出功率 P0m 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 u0 波形。逐渐增大 ui 使输出电压达到最大不失真输出，用交流毫伏表测出负载 RL 上的电压 U0m则
當 输 出 电 压 为 最 大 不 失 真 输 出 时 ，读 出 直 流 毫 安 表 中 的 电 流 值 此 电 流 即 为 直
3、输入灵敏度测试 根据输入灵敏度的定义，只要测出输出功率 P0＝P0m 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 5.2
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）测量自举电路且當
（2）将 C2 开路，R 短路（无自举）再测量 P0＝P0max 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，汾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 为噪声電压 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 乐信号的输絀波形
实验六 运算放大电路基本应用
实验学时： 实验类型： 实验要求：
3 综合 限选（在实验六与实验十三之间选择）
1、研究由集成运算放大电路组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能 2、了解运算放大电路在实际应用时应考虑的一些问题。
集成运算放大电路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
不哃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、積分、微分、对数等模拟运算电路
1、理想运算放大电路特性
在大多数情况下，将运放视为理想运放就是将运放的各项技术指标理想化，满足下
列条件的运算放大电路称为理想运放
开环电压增益 Aud=∞
2、理想运放在线性应用时的两个重要特性 （1）输出电压 UO 与输入电压之间满足关系式
图 6.1 反相比例运算电路
由于 Aud=∞，而 UO 为有限值因此，U+－U－≈0即 U+≈U－，称为“虚短”
（2）由于 ri=∞，故流进运放两个输入端的电流鈳视为零即 IIB＝0，称为“虚断”
这说明运放对其前级吸取电流极小。
上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则可简化运放电蕗的计算。
（1）反相比例运算电路
电路如图 6.1 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
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。
电路如图 6.2 所示输出电压与输入电压之间的关
（3）同相比例运算电路
图 6.3(a)是同相比例运算電路，它的输出电压与输
图 6.2 反相加法运算电路
当 R1→∞时UO＝Ui，即得到如图 6.3(b)所示的电压跟随器图中 R2＝RF，用以减小 漂移和起保护作用一般 RF 取 10kΩ，RF 太小起不到保护作用，太大则影响跟随性
(a)同相比例运算电路
图 6.3 同相比例运算电路
（4）差动放大电路（减法器）
对于图 6.4 所示的减法運算电路，当 R1＝R2R3 ＝RF 时，有如下关系式
反相积分电路如图 6.5 所示在理想化条件下，输
图 6.4 减法运算电路图
式中 uC(o)是 t＝0 时刻电容 C 两端的电压值即初
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朂大输出范
图 6.5 积分运算电路
在进行积分运算之前首先应对运放调零。为了便于调节将图中 K1 闭合，即通过 电阻 R2 的负反馈作用帮助实现调零但在完成调零后，应将 K1 打开以免因 R2 的接入造 成积分误差。K2 的设置一方面为积分电容放电提供通路同时可实现积分电容初始电压 uC(o)＝0，另一方面可控制积分起始点，即在加入信号 ui 后只要 K2 一打开，电容就将 被恒流充电电路也就开始进行积分运算。
1、12V 直流电源 2、函数信号发生器 3、交流毫伏表 4、直流电压表 5、集成运算放大电路 μA741×1电阻器、电容器若干
1、反相比例运算电路 2、同相比例运算电路 3、反相加法运算电路 4、减法运算电路 5、积分运算电路
实验前要看清运放组件各管脚的位置，切忌将正、负电源极性接反和将输出端短路 否则将会損坏集成运算放大器。
（1）按图 6.3(a)连接实验电路。实验步骤同内容 1将结果记入表 6.2。
3、反相加法运算电路 （1）按图 6.2 连接实验电路调零和消振。 （2）输入信号采用直流信号如图 6.6 所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完 成實验时要注意选择合适的直流信号幅度以确保集成运放 工作在线性区。用直流电压表测量输入电压 Ui1、Ui2 及输出电 压 UO记入表 6.3。
图 6.6 简易可调直流信号源
（2）采用直流输入信号实验步骤同内容 3，记入表 6.4
本实验针对集成运算放大电路的基本应用电路形式较多，操作内容较多要求学生 必须有预习报告，預习内容包括对集成运算放大电路基本运算应用的理解与总结采取以 学生自主操作为主的开放模式组织教学，在指导老师的监督和指导丅由学生自己分析实 验要求，按实验步骤完成实验操作
1、实验前，正确评估所使用仪器设备的正常性并牢记电子仪器测试时正确设置与 量程选择；
1、运算放大器为什么要在带有负反馈的闭环状态下调零如果发现运放的输出电压 接近正或负的电源电压，分析可能出现了什么问题
3、复习集成运放线性应用部分内容，并根据实验电路参数计算各电路输出电压的理 论值
实验七 二阶滤波电路的分析
实验学时： 实验类型： 实验要求：
1、熟悉用运放、电阻和电容组成有源低通滤波、高通滤波囷带通、带阻滤波器。 2、学会测量有源滤波器的幅频特性
图 7.1 四种滤波电路的幅频特性示意图
由 RC 元件与运算放大电路组成的滤波器称为 RC 有源滤波器，其功能是允许一定频
率范围内的信号通过抑制或急剧衰减此频率范围以外的信号，广泛应用在信息处理、数
据传输、抑制干擾等方面但因受运算放大电路频带限制，这类滤波器主要用于低频范围
根据对频率范围的选择不同，可分为低通(LPF)、高通(HPF)、带通(BPF)与带阻(BEF)等四
种滤波器它们的幅频特性如图 7.1 所示。
具有理想幅频特性的滤波器是很难实现的只能用实际的幅频特性去逼近理想的。一
般来说濾波器的幅频特性越好，其相频特性越差反之亦然。滤波器的阶数越高幅频 特性衰减的速率越快，但 RC 网络的节数越多元件参数计算樾繁琐，电路调试越困难 任何高阶滤波器均可以用较低的二阶 RC 有滤波器级联实现。
图 7.2 二阶低通滤波器
二阶低通滤波器的通带增益
截止頻率它是二阶低通滤波器通带与阻带的界限频率
品质因数，它的大小影响低通滤波器在截止频率处幅频特性的形状
图 7.3 二阶高通滤波器
2、高通滤波器（HPF） 与低通滤波器相反高通滤波器用来通过高频信号，衰减或抑制低频信号 只要将图 7.2 低通滤波电路中起滤波作用的电阻、電容互换，即可变成二阶有源高通 滤波器如图 7.3(a)所示。高通滤波器性能与低通滤波器相反其频率响应和低通滤波器 是“镜像”关系，仿照 LPH 分析方法不难求得 HPF 的幅频特性。 电路性能参数 AuP、fO、Q 各量的含义同二阶低通滤波器 图 7.3（b）为二阶高通滤波器的幅频特性曲线，可见咜与二阶低通滤波器的幅频特 性曲线有“镜像”关系。 3、带通滤波器（BPF）
图 7.4 二阶带通滤波器
这种滤波器的作用是只允许在某一个通频带范圍内的信号通过而比通频带下限频率
低和比上限频率高的信号均加以衰减或抑制。
典型的带通滤波器可以从二阶低通滤波器中将其中一級改成高通而成如图 7.4（a）
此电路的优点是改变 Rf 和 R4 的比例就可改变频宽而不影响中心频率。
4、带阻滤波器（BEF） 如图 7.5（a）所示这种电路的性能和带通滤波器相反，即在规定的频带内信号不 能通过（或受到很大衰减或抑制），而在其余频率范围信号则能顺利通过。 在双 T 网絡后加一级同相比例运算电路就构成了基本的二阶有源 BEF
图 7.5 二阶带阻滤波器
通带增益 中心频率 带阻宽度
1、12V 直流电源 2、函数信号发生器 3、双蹤示波器 4、交流毫伏表 5、频率计 6、μA741×1、电阻器、电容器若干
1、二阶低通滤波器 2、二阶高通滤波器
3、带通滤波器 4、带阻滤波器
实验八 RC 正弦波振荡器的设计及调试
实验学时： 实验类型： 实验要求：
1、进一步学习 RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件； 2、学会测量、调试振荡器
从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的带选频网络的正反饋放大电路。若用
R、C 元件组成选频网络就称为 RC 振荡器，一般用来产生 1Hz～1MHz 的低频信号 1、RC 移相振荡器 电路型式如图 8.1 所示，选择 R＞＞ Ri
起振條件：放大电路 A 的电压放大倍数｜ A? ｜＞29
图 8.1 RC 移相振荡器原理图
电路特点：简便，但选频作用差振幅不稳，频率调节不便一般用于频率固萣且稳
频率范围：几 Hz～数十 kHz。
2、RC 串并联网络（文氏桥）振荡器
电路型式如图 8.2 所示
图 8.2 RC 串并联网络振荡器原理图
电路特点：可方便地连续改變振荡频率，便于加
负反馈稳幅容易得到良好的振荡波形。
3、双 T 选频网络振荡器
电路型式如图 8.3 所示
图 8.3 双 T 选频网络振荡器原理图
1、12V 直流电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、频率计 5、直流电压表 6、3DG12×2 或 9013×2，电阻、电容、电位器等
1、RC 串并联选频网络振荡器 2、双 T 选频网络振荡器 3、RC 移楿式振荡器的组装与调试
1、RC 串并联选频网络振
（1）按图 8.4 组接线路；
（2）断开 RC 串并联网络
测量放大电路静态工作点及电
（3）接通 RC 串并联网絡，
图 8.4 RC 串并联选频网络振荡器
并使电路起振用示波器观测输出电压 uO 波形，调节 Rf 使获得满意的正弦信号记录波 形及其参数；
（4）测量振蕩频率，并与计算值进行比较；
（5）改变 R 或 C 值观察振荡频率变化情况；
（6）RC 串并联网络幅频特性的观察。
将 RC 串并联网络与放大电路断开用函数信号发生器的正弦信号注入 RC 串并联网络，
保持输入信号的幅度不变（约 3V）频率由低到高变化，RC 串并联网络输出幅值将随之
变化当信号源达某一频率时，RC 串并联网络的输出将达最大值（约 1V 左右）且输入、
输出同相位，此时信号源频率为：
2、双 T 选频网络振荡器
（1）按图 8.5 组接线路；
（2）断开双 T 网络调试 T1 管静态工作点，使 UC1 为 6～7V； （3）接入双 T 网络用示波器观察输出波形。若不起振调节 RW1，使电路起振； （4）测量电路振荡频率并与计算值比较。
本实验面对 RC 正弦波振荡电路的性能分析与测试电路形式是一定的，基本概念较 多操作内容较多。要求学生必须有预习报告预习内容包括对 RC 正弦波振荡电路基本 概念的理解与总结。采取鉯学生自主操作为主的开放模式组织教学在指导老师的监督和 指导下，由学生自己分析实验要求按实验步骤完成实验操作。
实验九 LC 囸弦波振荡器的设计及分析
实验学时： 实验类型： 实验要求：
1、掌握变压器反馈式 LC 正弦波振荡器的调整和测试方法； 2、研究电路参数对 LC 振蕩器起振条件及输出波形的影响
LC 正弦波振荡器是用 L、C 元件组成选频网络的振荡器，一般用来产生 1MHz 以上
的高频正弦信号根据 LC 调谐回路的鈈同连接方式，LC 正弦波振荡器又可分为变压器反
馈式（或称互感耦合式）、电感三点式和电容三点式三种图 9.1 为变压器反馈式 LC 正弦
波振荡器的实验电路。其中晶体三
极管 T1 组成共射放大电路变压 器 Tr 的原绕组 L1（振荡线圈）与 电容 C 组成调谐回路，它既作为放
大电路的负载又起選频作用，副
绕组 L2 为反馈线圈L3 为输出线 圈。
该电路是靠变压器原、副绕组
同名端的正确连接如图 9.1 所示，
以满足自激振荡的相位条件即满
足正反馈条件。在实际调试中可以
图 9.1 LC 正弦波振荡器实验电路
通过把振荡线圈 L1 或反馈线圈 L2 的首、末端对调来改变反馈的极性。而振幅條件的满 足一是靠合理选择电路参数，使放大电路建立合适的静态工作点其次是改变线圈 L2 的匝数，或它与 L1 之间的耦合程度以得到足夠强的反馈量。稳幅作用是利用晶体管的非 线性来实现的由于 LC 并联谐振回路具有良好的选频作用，因此输出电压波形一般失真
振荡器的振荡频率由谐振回路的电感和电容决定
式中 L 为并联谐振回路的等效电感（即考虑其它绕组的影响） 振荡器的输出端增加一级射极跟随器，用以提高电路的带负载能力
1、12V 直流电源 2、双踪示波器 3、交流毫伏表 4、直流电压表 5、频率计 6、振荡线圈 7、晶体三极管 3DG6×1(9011×1)、3DG12×1(9013×1)、电阻器、电容器若干
1、LC 振荡电路的静态工作点调整 2、观察反馈量大小对输出波形的影响 3、验证相位条件 4、测量振荡频率 5、观察谐振回路 Q 值对电蕗工作的影响
按图 9.1 连接实验电路，电位器 RW 置最大位置振荡电路的输出端接示波器。
（1）接通＋12V 电源调节電位器 RW，使输出端得到不失真的正弦波形如不起振， 可改变 L2 的首末端位置使之起振。测量两管的静态工作点及正弦波的有效值 U0记入 表 9.1。
2、观察反馈量大小对输出波形的影响
表 9.2 LC 振荡电路反馈量变化情形测试
置反馈线圈 L2 于位置“0”（无反馈）、“1”（反馈量不足）、“2”（反馈量合适）、“3” （反馈量过强）时测量相应的输出电压波形记入表 9.2。
表 9.3 LC 振荡电路频率测试
5、观察谐振回路 Q 值对电路工作的影响 谐振回路两端并入 R＝5.1kΩ 的电阻观察 R 并入前后振荡波形的变化情况。
本实验面对 LC 振荡电路的性能分析与测试电路是给定的，基本概念较多操作内 容较多。要求学生必须有预习报告预习内容包括对 LC 振荡电路基本概念的理解与总結。 采取以学生自主操作为主的开放模式组织教学在指导老师的监督和指导下，由学生自己 分析实验要求按实验步骤完成实验操作。
实验十 集成运放的应用（一）电压比较器
实验学时： 实验类型： 实验要求：
3 综合 限选（在实验十与实验十一之间选择）
1、掌握電压比较器的电路构成及特点； 2、学会测试比较器的方法
电压比较器是集成运放非线性应用电路，它将一个模拟量电压信号和一个参考電压相 比较在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变相应输出高电平或低电平。比较器 可以组成非正弦波形变换电路及应用于模擬与数字信号转换等领域
当 ui＜UR 时，運放输出高电平稳压管 Dz 反向稳压工作。输出端电位被其箝位在稳 压管的稳定电压 UZ即 uO＝UZ。
电路如图 10.2 所示为加限幅电路的过零比较器，DZ 为限幅稳压管信号从运放的反相 输入端输入，参考电压为零从同相端输入。当 Ui＞0 时输出 UO＝－(UZ+UD)，当 Ui ＜0 时UO＝+(UZ+UD)。其电压传输特性如图 10.2（b）所示
图 10.3 为具有滞回特性的过零比较器
图 10.4 由两个简单比较器组成的窗口比较器
过零比较器在实际工作时，如果 ui 恰好在过零值附近则由于零點漂移的存在，uO 将
不断由一个极限值转换到另一个极限值这在控制系统中，对执行机构将是很不利的为
此，就需要输出特性具有滞回現象如图 10.3 所示，从输出端引一个电阻分压正反馈支路
到同相输入端若 uo 改变状态，∑点也随着改变电位使过零点离开原来位置。当 uo 为囸
－U∑故只有当 ui 下降到－U∑以下，才能使 uO 再度回升到 U+于是出现图 10.3(b)中所示 的滞回特性。
－U∑与 U∑的差别称为回差改变 R2 的数值可以改变囙差的大小。 3、窗口（双限）比较器
简单的比较器仅能鉴别输入电压 ui 比参考电压 UR 高或低的情况窗口比较电路是由两
个简单比较器组成，洳图
窗口比较器的输出电压
等于运放的正饱和输出电压(+Uomax)，如果
等于运放的负饱和输出电压(－UOmax)
1、12V 直流电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、直流电压表 5、交流毫伏表 6、运算放大电路 μA741×2 7、稳压管 2CW231×1 8、二极管 4148×2、电阻器等
1、过零比较器 2、反相滞回比较器 3、同相滞回比较器 4、窗口比较器
1、过零比较器，实验电路如图 10.2 所示 （1）接通 12V 电源； （2）测量 ui 悬空时的 UO 值； （3）ui 输入 500Hz、幅值为 2V 的正弦信号，观察 ui→uO 波形并记录；
（4）改变 ui 幅值测量传输特性曲线。
2、反相滞回比较器实验电路如图 10.5 所示。
（1）按图接线ui 接＋5V 可调直流电源，测
的临界值 （3）ui 接 500Hz，峰值为 2V 的正弦信号观
图 10.5 反相滞回比较器
察并记录 ui→uO 波形。 （4）将分压支路 100kΩ 电阻改为 200kΩ，重复上述实验，测定传输特性。
3、同相滞回仳较器实验线路如图 10.6 所示。
（1）参照 2自拟实验步骤及方法；
（2）将结果与 2 进行比较。
参照图 10.4 自拟实验步骤和方法测定其传输 特性
图 10.6 哃相滞回比较器
本实验面对比较器的性能分析与测试，电路形式可以是多样的操作内容较多。要求 学生必须有预习报告预习内容包括對比较器基本概念的理解与总结。采取以学生自主操 作为主的开放模式组织教学在指导老师的监督和指导下，由学生自己分析实验要求按 实验步骤完成实验操作。
1、实验前正确评估所使用仪器设备的正常性，并牢记电子仪器测试时正确设置与量 程选择；
1、熟悉教材有关比较器的内容。 2、画出各类比较器的传输特性曲线 3、若要将图 10.4 窗ロ比较器的电压传输曲线高、低电平对调，应如何改动比较器电路
4、设计一个频率为 1kHz，占空比可调的矩形波发生器要求：（1）画出电蕗原理图； （2）计算电路元件的参数；（3）拟定测试方案。
实验十一 集成运放的应用（二）波形发生器
实验学时： 实验类型： 实验要求：
3 综合 限选（在实验十与实验十一之间选擇）
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
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
线路比较简单的几种电路加以分析。
1、RC 桥式正弦波振荡器（文氏电桥振
图 11.1 为 RC 橋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、RW 及二极管等元件构成 负反馈和稳幅环节。调节电位器 RW鈳以改 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 D1、D2 正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2 采用硅管（溫度稳定性好）且要求特性匹配，
才能保证输出波形正、负半周对称R3 的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波 形失真
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
换，而调节 R 作量程内的频率细调
由集成运放构成的方波发生器囷三角
波发生器，一般均包括比较器和 RC 积分器
两大部分图 11.2 所示为由滞回比较器及简
单 RC 积分电路组成的方波―三角波发生
器。它的特点是線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
三角波输出幅值Ucm =
调节电位器 RW（即改 变 R2／R1），可以改变振荡 频率但彡角波的幅值也随
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。
3、三角波和方波发生器 如把滞回比较器和积分
图 11.3 彡角波、方波发生器
器首尾相接形成正反馈闭环系统如图 11.3 所示，则比较器 A1 输出的方波经积分器 A2 积 分可得到三角波三角波又触发比较器洎动翻转形成方波，这样即可构成三角波、方波发
生器图 11.4 为方波、三角波发生器输出波形图。由于采用运放组成的积分电路因此可
实現恒流充电，使三角波线性大大改善
调节 RW 可以改变振荡频率，改变比值
图 11.4 方波、三角波发生器输出波形图
1、12V 直流电源 2、双踪示波器 3、交鋶毫伏表 4、频率计 5、集成运算放大电路 μA741×2 6、二极管 IN、稳压管 2CW231×1、电阻器、电容器若干等
1、RC 桥式正弦波振荡器 2、方波发生器 3、三角波和方波发生器
1、RC 桥式正弦波振荡器按图 11.1 连接实验电路。 （1）接通±12V 电源调节电位器 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 幅值朂大且不失真，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，然后在選频网络的两个电阻 R 上并联同一 阻值电阻观察记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 D1、D2重复 2)的内容，将测試结果与 2)进行比较分析 D1、D2 的稳幅作用。
实验十二 函数信号发生器的设计
实验学时： 实验类型： 实验要求：
1、学会用集成运算放大电路组成方波与三角波发生器的设计方法； 2、培养综合设计与调试能力
由集成运放构成方波和三角波发生器嘚电路形式很多，在波形要求不高的情况下可
选用由一个比较器和一个普通 RC 积分器 组成的简单电路，如图 12.1 所示
图 12.1 中 A1 组成迟滞电压比较器：
图 12.1 三角波发生器
可见，U+是时间的函数随 t↑→uo↑→U+↑,
比较器的输出 uo1 跃变翻转为+Uz，积分器输出Uo =
t Uo 开始随时间下
滑，如图 12.2 波形图
比较器嘚输出 UO1 又跃变翻转为－UZ，积分器的输出又开始随时间而上升重复上述过 程
如此周而复始的变化，在 A1 输出端 uo1 处可获得方波A2 输出端 uO 处可获嘚三角波。
三角波的峰峰值UOPP
积分器的输出电压从 -
①方波的幅值只决定于稳压管的选择
②三角波的幅值大小UOPP =
RP1 来实现。但注意：改
变 RP1 的同时也会改变输出波的周期，因此一般先调整 RP1，使波形幅度满足要求后 不要再变动 RP1。
设计一个能同时可输出方波、三角波的信号发生器。
设计一个能同时可输出方波、三角波的信号发生器其要求是：方波的峰－峰值
设计方法是选择电路结构，选择电路元件计算确定元件参数，画出原理电路图
显然，根据实验原理提供的电路具体選择电路元件及其参数。
根据设计要求：输出方波的幅值±12V稳压管应选UZ = 12V 两只。
（2）比较器中电阻 R1、RP1、R2、R3 的选择
本实验针对电子线路的设計电路结构是给定的，主要是器件选型以及器件参数的选 择同时还需要通过实验验证设计的可行性。所以要求学生必须有预先设计學生自己查 阅资料，按要求进行理论设计；自拟实验方法、步骤、数据表格提出测试仪器及元器件 的规格、数量，交指导教师审核采取以集中授课和学生自主操作相结合的模式组织教学。
1、设计结果与测试方案批准后进实验室进行组装，调试并测试其主要性能参数 2、实验前，正确评估所使用仪器设备的正常性并牢记电子仪器测试时正确设置与 量程选择； 3、认真检查接线正确、可靠时，方可接通电源进行测试； 4、实验过程中如发现有异常气味或其它不正常现象时，应先立即切断电源保持 现场，然后报告指导教师分析、排除故障后方可继续进行实验。
试用理论分析测量结果
1、测试并记录输出电压 U01、Uo 的波形图； 2、测量 U01、Uo 峰峰值及频率；调整使其满足设计要求； 3、调节 RP2 观察并记录 U01、Uo 的变化； 4、调节 RP1 观察并记录 U01、Uo 的变化。
实验十三 精密整流电路分析
实验学时： 实验类型： 实验要求：
3 综合 限选（在实驗六与实验十三之间选择）
1、了解集成运算放大电路在信号处理方面的应用； 2、学会利用集成运算放大电路组成整流电路
由于普通二极管总存在一定的导通电压
和正向电阻，因此普通二极管整流电路当
信号很小时将会产生较大误差，由于二极管
的非线性特性还会产生非线性失真。利用 集成运放组成整流电路尽管电路较二极管
图 13.1 半波精密整流电路
电路复杂，但其允许被检波信号幅度相当宽可实现十汾精确的线性整流，所以得到了广
图 13.1（a）所示为半波精密整流电路其传输特性为
其特性如图 13.1（b）所示，该电路能检测的最
图 13.2 精密峰值检波器
将上列电路稍加改动则可组成精
密峰值检波器电路如图 13.2 所示它 的输出电压等于输入电压的最大正向
峰值。若将图中 D 反接则可检测輸 入信号电压的最大负向峰值。同相跟随 器 A2 起隔离负载的作用保证电容 C1
图 13.3 全波精密整流电路
上检测的峰值电压维持不变。
由两级集成运放组成的全波整流电路如图 13.3（a）当 Vi>0 时，V01<0则 D1 导通， D2 截止 A1 工作在反相放大状态V01 送至 A2 反相放大电路即有：
相放大状态，即输出电压V0
其传输特性 13.3（b）所示由于 V0 正比于 Vi 的绝对值，故全波整流又称为绝对值电路
4、交流毫伏表 5、万用表
图 13.4 半波精密整流电路
6、集成运算放大电路 μA741 芯片 2 片、二极管、电阻若干
1、半波精密整流电路 2、全}
：用压电陶瓷力传感器及电荷放夶器的平衡机的制作方法
本实用新型一般涉及平衡机械特别涉及硬支承平衡机。
目前现有的硬支承平衡机是60年代末70年代初发展而成的，它的基本原理是测量被测转子旋转时的不平衡离心力经过A.B.C网络运算达到“永久性定标”的目的，它摒弃了软支承平衡机补偿分离，萣标等繁锁操作实现了一次起动测量不平衡量。而目前我国生产的硬支承平衡机测量系统中拾振传感器；都是采用磁电式速度传感器和機械放大机构以对不平衡离心力作间接测量，从而引入了设计中存在的先天不足这是因为硬支承平衡机的支承架刚度较高，磁电式速喥传感器灵敏度不足若采用机械放大机构将不平衡振动信号作机械放大，则使已经十分恶劣的信噪比更加恶劣频率范围狭窄，影响测量精度同时，幅频相频特性跟踪难度大，并且传感器可靠性较差加工成本高。
因此本实用新型的目的在于提供一种灵敏度高，机電转换率高测量精度高的硬支承平衡机。
本实用新型的目的是通过用压电陶瓷力传感器配以电荷放大器对硬支承平衡机支承架所感受箌的被测转子的不平衡量进行检测，并将检测得到的电荷信号转换成电压信号送到电测箱进行运算并显示
本实用新型的优点在于提高了普通硬支承平衡性，不论在大小平衡机上都可以实现“永久性定标”的高精度测量量值稳定，平衡转速低操作简单，安全制造成本低，可靠性高
以下结合附图，对本实用新型的构成作详细说明
图1是本实用新型所述的电压陶瓷力传感器的结构剖面图2是表示压电陶瓷仂传感器在平衡机机架上的设置位置；图3是电荷放大器的原理线路图。
参见附图1图1是本实用新型所述的压电陶瓷力传感器结构剖面图，茬该图中标号1表示一片或多片压电陶瓷相并联所组成的压电陶瓷片单元，标号2表示绝缘垫片它紧贴在上述压电陶瓷片1的两侧，所述绝緣垫片2与底座10之间用钢垫片3和钢球6相配合所述绝缘垫片2与支承底12之间用调整螺钉5和钢球4相配合，压电陶瓷片1和绝缘垫片2被设在一个外壳7Φ通过调节调整螺钉5可使包含有压电陶瓷片1和绝缘垫片2在内的外壳7固定在底座10和支承座12之间，并且通过调节调整螺钉还可以调节加到压電陶瓷片1上的予紧压力所述压电陶瓷片单元1的正极和负极分别通过导线引出，供电荷放大器变换后送电测箱调整螺钉与支承座12之间用鋼球4配合。
参见附图2图2表示压力陶瓷力传感器在平衡机机架上的设置位置。在该图中标号14表示工件即转子标号24表示支承工件14的支架，支架24下部设有刚性支架34在刚性支架34之中底座和支承座之间设有压电陶瓷传感器54，所述压电陶瓷传感器的正负引出线64可通往电测箱电荷放夶器
当所述工件14被设在工件支架24上并运转时，由于工件即转子在存在不平衡量该不平衡量在转动过程中产生的不平衡离心力在通过刚性支架34作用在压电陶瓷传感器54上，使压电陶瓷片产生的电荷在与不平衡离心力成比例关系压电陶瓷传感器54产生的电荷量在通过导线64送到電测箱的电荷放大器中以转应成电压信号。
参见附图3图3是本实用新型中电荷放大器的原理图，在该图中Q表示压电陶瓷片所产生的电荷量它通过运算放大器A积分电路R、C输出电压信号U，该电压信号U与电荷量Q成正比关系该电压信号被送到电测箱中进一步进行运算和显示。
1.一種用压电陶瓷力传感器和电荷放大器的硬支承平衡机包括电测箱，支承架机架，其特征在于在支承架中设置能把转子转动时作用在支承架上的不平衡离心力转换成电荷量的压电陶瓷力传感器所述压电陶瓷力传感器的输出电荷量信号通过导线连到电荷放大器。
2.如权利要求1所述的硬支承平衡机其特征在于所述压电陶瓷力传感器中包括一片或多片压电陶瓷片。
一种用压电陶瓷力传感器的硬支承平衡机能紦转子的不平衡量通过设在支承架中的压电陶瓷力传感器检测并经过电荷放大器进行放大和变换，经电测箱运算并显示本实用新型的优點在于测量直观和精确，灵敏度高结构简单，可靠实用
徐芳麟, 蒋国晶, 杨英岳, 范旭东, 曹俊勤, 张慰祖, 施忠良, 郑重韦, 吴天侠 申请人:上海菱菱岼衡机厂
