模擬電路虛擬實驗教學系統實驗指導書模擬電路虛擬實驗教學系統實驗指導書/模擬電路虛擬實驗教學系統實驗指導書模擬電路虛擬實驗教學系統實驗指導書()北京郵電大學北京潤尼爾網絡科技有限公司目錄\o"1-4"\h\z\u一、系統使用說明 402875216\h41、實驗環境 402875217\h41.1整體界面 402875218\h42、實驗操作 402875219\h52.1器材欄 402875220\h52.1.1器材欄概述 402875221\h52.1.2器材欄操作 402875222\h72.2實驗臺 402875223\h82.2.1器材操作 402875224\h82.2.2器材連線 402875225\h92.3屬性欄 402875226\h92.3.1概述 402875227\h92.3.2屬性欄操作 402875228\h10二、典型實驗 402875229\h181、典型實驗指導書 402875230\h181.1實驗一：測量三極管電流放大倍數（β值） 402875231\h181.2實驗二：二極管伏安特性的測量 402875232\h201.3實驗三：二極管限幅電路 402875233\h221.4實驗四：二極管橋式整流電路 402875234\h241.5實驗五：單管交流放大電路 402875235\h261.6實驗六：穩壓二極管特性測試 402875236\h291.7實驗七：應用穩壓二極管的雙向限幅電路 402875237\h321.8實驗八：雙極型晶體管主要參數的測量 402875238\h341.9實驗九：晶體管共發射極單管放大電路 402875239\h371.10實驗十：射極跟隨器電路 402875240\h411.11實驗十一：差分放大電路 402875241\h441.12實驗十二：互補對稱放大電路—單電源互補對稱 402875242\h481.13實驗十三：結型場效應管放大電路—傳輸特性測量 402875243\h531.14實驗十四：結型場效應管放大電路 402875244\h551.15實驗十五：放大電路的頻率特性—β及fβ測試 402875245\h571.16實驗十六：放大電路的頻率特性—共發射極 402875246\h601.17實驗十七：放大電路的頻率特性—共集極 402875247\h631.18實驗十八：共射共基組合放大電路 402875248\h651.19實驗十九：負反饋放大器—兩級電壓串聯負反饋 402875249\h681.20實驗二十：負反饋放大器—無內阻 402875250\h731.21實驗二十一：負反饋放大器—電流串聯負反饋 402875251\h761.22實驗二十二：集成運算放大器指標測試—開環實驗 402875252\h791.23實驗二十三：集成運算放大器指標測試—閉環實驗 402875253\h821.24實驗二十四：集成運算放大器的基本應用—反相電路 402875254\h851.25實驗二十五：集成運算放大器的基本應用—單電源反相電路 402875255\h901.26實驗二十六：算放大器的基本應用—積分電路 402875256\h921.27實驗二十七：集成運算放大器的基本應用—微分電路 402875257\h941.28實驗二十八：集成運算放大器的基本應用—同相加法電路 402875258\h961.29實驗二十九：集成運算放大器的基本應用—加減法電路 402875259\h981.30實驗三十：集成運算放大器的基本應用—低通濾波器 402875260\h1001.31實驗三十一：集成運算放大器的基本應用—高通濾波器 402875261\h1031.32實驗三十二：集成運算放大器的基本應用—過零比較器 402875262\h1051.33實驗三十三：集成運算放大器的基本應用—滯迴比較器 402875263\h1071.34實驗三十四：集成運算放大器的基本應用—窗口比較器 402875264\h1091.35實驗三十五：集成運算放大器的基本應用—橋式正弦波 402875265\h1111.36實驗三十六：集成運算放大器的基本應用—方波發生器 402875266\h1131.37實驗三十七：集成運算放大器的基本應用—方波三角波振蕩電路 402875267\h1161.38實驗三十八：集成運算放大器的基本應用—壓控鋸齒波振蕩電路 402875268\h118附錄：泰克示波器測量電壓及時長的方法 402875269\h120

一、系統使用說明本系統是針對各類大中專院校《模擬電路》實驗課程配套開發的可在網上開展的虛擬實驗室，軟件由課程實驗仿真平臺和虛擬實驗教學管理系統兩部分組成。仿真平臺模擬真實實驗中用到的器材和設備，提供與真實實驗相似的實驗環境；虛擬實驗教學管理系統提供全方位的虛擬實驗教學輔助功能，包括：實驗前的預習、實驗的開課管理、典型實驗庫的維護、實驗教學安排、實驗過程的指導、實驗結果的批改、實驗成績統計查詢等功能，為實驗教學環境提供服務并開展應用。可滿足高校和各類培訓機構實驗教學環節的需要，尤其適用于遠程教學。1、實驗環境1.1整體界面實驗區實驗操作平臺界面包括實驗平臺、器材欄和屬性欄三部分，屬性欄位置可自由移動（單擊邊框，鼠標拖動）。如圖1-1所示。實驗區屬性欄器材欄屬性欄器材欄圖1-1整體界面實驗區：在此區域中，搭建實驗電路，進行實驗操作，儀表讀數等。器材欄：提供當前實驗所要使用的器材。使用器材的圖標和相應描述文字進行顯示和說明。屬性欄：提供用戶在實驗區中所選擇的器材的屬性和和對復雜器材的操作。

2、實驗操作2.1器材欄2.1.1器材欄概述2.1.1.1器材欄種類課程實驗仿真臺提供了十三大類136種實驗器材模型：電阻：57種常用阻值的電阻、1個可自定義阻值的電阻和1個滑動變阻器電容：9種常用電容值的電容和1個可自定義電容值的電容電感：2種常用電感值的電感和1個可自定義電感值的電感二極管：6種一般二極管和5種穩壓管結型場效應管：3種場效應管和2種場效應管雙極型晶體管：7種晶體管和17種晶體管儀器儀表：數字直流電流表、數字直流電壓表、數字交流電流表、數字交流電壓表、萬用表、信號發生器、示波器、直流穩壓電源、功率計、簡易信號發生器、泰克示波器、巖崎示波器、頻率計、固緯示波器集成運算放大器：μA741、37、741三端穩壓器：7805三端穩壓器線性變壓器：4_10變壓器橋堆：1B4B42橋堆開關：單刀單擲開關、單刀雙擲開關繼電器：201A05、其它：電位器、滑動變阻器普通電阻：普通電容：結型場效應管：雙極型晶體管：二極管：電感：三端穩壓器線性變壓器橋堆滑動變阻器集成運算放大器信號發生器：數字直流電壓表：數字直流電流表：數字交流電壓表數字交流電流表功率計單刀單擲開關單刀雙擲開關萬用表：直流穩壓電源：泰克示波器：巖崎示波器：固維示波器：圖1-2器材欄小圖標含義

2.1.1.2器材實物欄器材實物欄由各類器材實物及符號顯示，呈樹狀。點擊器材樹的結點處，可以打開或收起各類器材列表。2.1.2器材欄操作2.1.2.1顯示和關閉器材欄在實驗平臺任意位置單擊鼠標右鍵，彈出如圖1-3窗口，點擊【顯示器材欄】，彈出器材實物欄及器材屬性窗口，如圖1-4所示，從器材實物欄中可以選擇實驗所需要的器材。當器材欄窗口處于顯示狀態下，在實驗平臺任意位置單擊鼠標右鍵，彈出如圖1-5的關閉器材欄窗口。點擊【關閉器材欄】，器材實物欄及屬性將被隱藏。圖1-3顯示器材欄窗口圖1-5關閉器材欄窗口圖1-４器材欄及器材屬性窗口

2.2實驗臺2.2.1器材操作2.2.1.1添加器材選擇器材欄的某個器材并單擊鼠標左鍵，然后將光標移動到實驗平臺的合適位置（這期間可以放開鼠標左鍵），再單擊左鍵，這時，系統會自動在該器材實物的四周加上紅框，如圖1-6所示，表示該器材的有效操作區域，現在的所有操作都是針對它進行的。于是所選器材實物將被添加到實驗平臺上。圖1-6添加器材2.2.1.2移動器材實驗器材添加到實驗平臺上后，可以自由移動器材的位置。選中器材后，單擊左鍵并拖動，器材隨光標在實驗平臺內任意移動，直到位置滿意為止，放開左鍵，器材在新位置上顯示出來。2.2.1.3刪除器材選擇實驗平臺的器材，單擊右鍵會出現如圖1-7所示的菜單。菜單中包含“關閉器材欄”、“刪除器材”、“屬性”三項功能。單擊【刪除器材】，出現如圖1-8所示的對話框，點擊【確定】按鈕即可完成刪除該器材的操作。圖1-7右鍵菜單圖1-8刪除器材將鼠標移到實驗平臺的空白處，點擊右鍵出現如圖1-9所示的菜單，點擊【刪除全部器材】，出現如圖1-10所示的對話框，點擊【確定】按鈕，可將平臺上的全部器材刪除圖1-9刪除所有器材圖1-10刪除全部器材2.2.2器材連線實驗區的器材，均有接線處。器材節點（接線處）用黑色圓環表示。當光標在某一節點附近，光標變成小手形狀，此時單擊左鍵，從此點拖出藍色導線。導線隨光標位置移動。當光標靠近另一個黑色圓環時，在圓環處單擊左鍵，完成連線，導線固定。導線的刪除：單擊某一導線，導線變粗，右鍵單擊導線，彈出菜單選擇刪除導線。導線沒有屬性欄。導線特性如下：（1）導線為直線，且只能為豎直或水平方向。（2）兩條導線可交叉，互不影響。（4）兩條導線除節點可相同外，不能出現重合部分。（5）導線可拐彎，拖出待連導線后，在任意空白處單擊左鍵，可作為固定的拐點。點擊右鍵表示放棄連線。（6）同一節點可同時連接多根導線。2.3屬性欄2.3.1概述每一器材的屬性欄均由“屬性設置”和“使用說明”兩頁組成。單擊按鈕處可以顯示相應的內容。利用“屬性設置”頁可實現對數字直流電流表、數字直流電壓表、萬用表、信號發生器、示波器五種器材的實際按鈕、按鍵等的操作。對電阻、電容、電感等器材進行參數和名稱設置。“使用說明”頁用文字介紹該器材的使用方法和注意事項。2.3.2屬性欄操作2.3.2.1屬性欄的顯示1、器材欄中的全部器材都有對應的屬性欄。導線沒有屬性欄。2、通過在在器材上點擊右鍵選擇“屬性”，可以顯示屬性欄。3、所有器材的屬性欄可以同時顯示。2.3.2.2屬性欄的移動和關閉1、屬性欄移動將光標移動到屬性欄的最上方橫條框處，左鍵單擊后拖動，放開左鍵，屬性欄移動到當前虛線框停留的位置。2、關閉屬性欄點擊屬性欄的“確定”或者關閉按鈕就可關閉屬性欄。2.3.2.3屬性欄具體操作1、屬性設置頁在屬性欄中的屬性設置頁面中，可以對當前器材的屬性進行設置。2、使用說明頁在屬性欄中，選擇“使用說明”，在這里可以對當前器材的功能進行解釋說明。3、各器材具體屬性普通電阻可進行相應的屬性設置以及查看使用說明。通過“參數設置”頁可對電阻的“器材名稱名稱”及“電阻值”兩個可變參數進行設置（見圖1-11）：【名稱】默認名字為“”。0,1,2,3…在向實驗區放置一個新的電阻時，系統默認它的名稱中的n的取值為：當前平臺上的電阻個數減一。如平臺上已有3個電阻，新放置的第4個電阻的名稱將自動設置為“R3”。直接在“器材名稱”編輯框內填寫，然后點擊“確定”，就可以給電阻改名。可輸入中文、英文（大小寫均可）或數字以及其他符號。【電阻值】默認電阻值為2000歐姆。圖1-11直接在“電阻值”編輯框內填寫新的電阻值，然后點擊“確定”，就可以改變該電阻的阻值。也可以點擊編輯欄旁邊的下拉箭頭，選擇電阻值。固定電阻只能改變器材名稱，不能改變電阻值。電容可進行相應的屬性設置以及查看使用說明。通過“參數設置”頁可對電阻的“器材名稱”及“電容值”兩個可變參數進行設置（見圖1-12）：【名稱】默認名字為“”。0,1,2,3…在向實驗區放置一個新的電容時，系統默認它的名稱中的n的取值為：當前平臺上的電容個數減一。如平臺上已有3個電容，新放置的第4個電容的名稱將自動設置為“C3”。直接在“器材名稱”編輯框內填寫，然后點擊“確定”，就可以給電容改名。可輸入中文、英文（大小寫均可）或數字以及其他符號。【電容值】默認電阻值為0.01。圖1-12直接在“電容值”編輯框內填寫新的電容值，然后點擊“確定”，就可以改變該電容值。也可以點擊編輯欄旁邊的下拉箭頭，選擇電容值。固定電容只能改變器材名稱，不能改變電容值。電感可進行相應的屬性設置以及查看使用說明。通過“參數設置”頁可對電阻的“器材名稱”及“電感值”兩個可變參數進行設置（見圖1-13）：【名稱】默認名字為“”。0,1,2,3…在向實驗區放置一個新的電感時，系統默認它的名稱中的n的取值為：當前平臺上的電感個數減一。如平臺上已有3個電感，新放置的第4個電感的名稱將自動設置為“L3”。圖1-13直接在“器材名稱”編輯框內填寫，然后點擊“確定”，就可以給電感改名。可輸入中文、英文（大小寫均可）或數字以及其他符號。【電感值】默認電感值為10。直接在“電感值”編輯框內填寫新的電感值，然后點擊“確定”，就可以改變該電感值。也可以點擊編輯欄旁邊的下拉箭頭，選擇電感值。固定電感只能改變器材名稱，不能改變電感值。直流穩壓電源可進行相應的屬性設置以及查看使用說明（見圖1-14）。正負電壓輸出按鈕電壓調節旋鈕電源開關按鍵數值顯示屏正負電壓輸出按鈕電壓調節旋鈕電源開關按鍵數值顯示屏圖1-14直流穩壓電源輸出電壓-36.9～+36.9v，顯示屏可顯示電壓調節值。正負電壓輸出按鈕，當按鈕彈起時輸出的是正電壓，按下按鈕則輸出負電壓。數字直流電壓表可進行相應的屬性設置以及查看使用說明（見圖1-15）。量程選擇按鈕電源開關按鍵數值顯示屏量程選擇按鈕電源開關按鍵數值顯示屏圖1-15數字直流電壓表的量程為：3、30、300、3V、30V、300V數字直流電流表可進行相應的屬性設置以及查看使用說明（見圖1-16）。量程選擇按鈕電源開關按鍵數值顯示屏量程選擇按鈕電源開關按鍵數值顯示屏圖1-16數字直流電流表的量程為：0.2、2、20、200、2A、20A數字交流電壓表可進行相應的屬性設置以及查看使用說明（見圖1-17）。量程選擇按鈕電源開關按鍵數值顯示屏量程選擇按鈕電源開關按鍵數值顯示屏圖1-17數字交流電壓表的量程為：3、30、300、3V、30V、300V

數字交流電流表可進行相應的屬性設置以及查看使用說明（見圖1-18）。量程選擇按鈕電源開關按鍵數值顯示屏量程選擇按鈕電源開關按鍵數值顯示屏圖1-18數字交流電流表的量程為：0.2、2、20、200、2A、20A

萬用表可進行相應的屬性設置以及查看使用說明（見圖1-19）。量程選擇旋鈕電源開關按數值顯示屏量程選擇旋鈕電源開關按數值顯示屏圖1-19直流電壓有5個量程，分別為200、2V、20V、200V、1000V；交流電壓有5個量程，分別為200、2V、20V、200V、750V；直流電流有4個量程，分別為2、20、200、20A；交流電流有4個量程，分別為2、20、200、20A；電阻有7個量程，分別為200Ω、2KΩ、20KΩ、200KΩ、2MΩ、20MΩ、200MΩ；電容有5個量程，分別為200、2、200、20、2。

信號發生器可進行相應的屬性設置以及查看使用說明（見圖1-20）。20191817161514131211201918171615141312111098765432110987654321圖1-20電源開關按鍵波形選擇按鍵：正弦波波形選擇按鍵：方波波形選擇按鍵：三角波確定按鍵復位按鍵振幅衰減按鍵振幅調節旋鈕頻率粗調旋鈕頻率微調旋鈕振幅數值顯示屏頻率單位選擇按鍵：1頻率單位選擇按鍵：10頻率單位選擇按鍵：100頻率單位選擇按鍵：1頻率單位選擇按鍵：10頻率單位選擇按鍵：100頻率單位選擇按鍵：1頻率單位選擇按鍵：10頻率數值顯示屏

示波器可進行相應的屬性設置以及查看使用說明（見圖1-21）。86432186432111109751110975圖1-21輸出通道1的波形輸出通道2的波形同時輸出通道1和通道2的波形通道1縱軸位置調節旋鈕通道1縱軸增益調節旋鈕，刻度值可在面板圖上直接讀出通道2縱軸位置調節旋鈕通道2縱軸增益調節旋鈕，刻度值可在面板圖上直接讀出橫軸位置調節旋鈕橫軸增益調節旋鈕，刻度值可在面板圖上直接讀出波形顯示屏電源開關按鍵

二、典型實驗1、典型實驗指導書1.1實驗一：測量三極管電流放大倍數（β值）【實驗目的】熟悉三極管的器材參數掌握三極管電流放大倍數的測量方法掌握電流放大倍數β的計算方法【實驗器材】直流穩壓電源直流電壓表三極管數字萬用表電阻、電容若干【實驗步驟】裝接電路與簡單測量圖2基本放大電路按圖2.1所示，連接電路(注意：接線前先測量+12V電源，關斷電源后再連線)，將的阻值調到最大位置。測量與調整接線完畢仔細檢查，確定無誤后接通電源。改變，用直流電壓表測量和之路電壓，根據電壓和電阻值計算之路電流記錄分別為2、3、4、5時三極管的測量值。根據得到的測量值計算β值，將得到的數值填入到下列表格中2345β100.5100.536100.20100.18表1注意：和的測量和計算方法：測和一般可用間接測量法，即通過測和，和計算出和，此法雖不直觀，但操作較簡單，建議初學者采用。直接測量法，即將微安表和毫安表直接串聯在基極(集電極)中測量。此法直觀，但操作不當容易損壞器件和儀表。不建議初學者采用。【實驗報告】提交表1的計算測量數據寫出計算放大倍數β值的計算公式三極管三段電壓存在什么關系

1.2實驗二：二極管伏安特性的測量【實驗目的】認識二極管的電壓電流關系的特性。認識二極管特性在大信號應用電路中的表現。掌握二極管橋式整流電路的構成。【實驗預習】 二極管的伏安特性，二極管的恒壓降模型，二極管的限幅及整流電路。【實驗器材】直流穩壓電源信號發生器雙蹤示波器萬用表直流電流表二極管電阻等【實驗原理】圖1二極管伏安特性的測量基于圖1電路，逐點測量二極管（1N914快恢復開關二極管）的電壓、電流關系。為較準確地設定電壓，用電阻分壓得到。【實驗過程】二極管伏安特性的測試按照圖1電路所示，首先在實驗臺上搭建電路，在器材欄點擊所用的器件或儀器，在實驗臺中的適當位置點擊放置。為方便調整，電路中的R0、R1應選用器材欄中的可變電阻。二極管選用1N914（選其他的也可以），注意二極管圖標上的標線端是正極端（2014/8版）。接連導線時，點擊器件或儀表的端點，引導連線到目的器件的端點再次點擊，連線只能縱橫走向，不能斜向，在需要折拐處需點擊。只能在器件端點擊建立連線，在線段的中間點擊不能連接。接地點（）在一個電路里一般只應有一個，各儀表及電源的接地端均應連線到這一接地點。 表1列出管端電壓的各測量點，要求測得相應的管電流。結果填入表1。測試時，直流電源電壓可固定在一個定值（例如2V），調整電阻R0或R1的阻值(雙擊打開其屬性框)，由萬用表直流電壓擋讀得各，由直流電流表(適當擋位)讀得對應的。為便于再測試及驗證，同時在表1中記錄R0、R1的阻值。根據測試結果畫出二極管(1N914)的伏安特性()曲線（在實驗報告中）。()應具有指數性的特征。表1：二極管（1N914）的伏安特性的測試(V)00.10.30.50.60.70.750.8()0000000.0010.004電源2VR01(KΩ)40/040/211.5/26/24.7/23.7/23.3/23.0/2(V)0.850.90.9511.021.051.08()0.0330.1981.6119.36118.5881.64261電源2VR01(KΩ)2.5/21.7/20.5/20.1/20.05/20.01/20.002/2根據測試所得的1N914二極管伏安特性曲線，該管在大信號導通后的鉗位電壓值應該為多少?【實驗報告】根據表1的測量結果。分析論述如下問題。根據表1的數據，畫出二極管的伏安特性()的曲線。根據曲線，該管在大信號導通后，在電流處于10~70的范圍內時，的鉗位電壓值應該為多少?在()曲線坐標中畫出管的折線化模型。【選做】論述二極管的折線化模型。什么是折線化模型？其依據是什么？為什么使用折線化模型。解答參考：伏安特性()的曲線如下圖所示。根據()曲線，在電流處于10~70的范圍內時，在1~1.05V，可近似取為其中間值，即1.03V。管的折線化模型如下圖中綠線所示。二極管的折線化模型是用兩段或多段直線代替其實際的伏安特性曲線。折線化模型的依據是，二極管伏安關系為指數型，在管端電壓在小于其閾值電壓時，電流很小，可以被近似處理為零，而當大于后，隨的再增大而急劇增加，以致在處于較大的范圍內，只比略增大，可被近似處理為等于。管的折線化模型是一種近似模型，使用它可以簡化電路的分析。

1.3實驗三：二極管限幅電路【實驗目的】認識二極管的電壓電流關系的特性。認識二極管特性在大信號應用電路中的表現。掌握二極管橋式整流電路的構成。【實驗預習】 二極管的伏安特性，二極管的恒壓降模型，二極管的限幅及整流電路。【實驗器材】直流穩壓電源信號發生器雙蹤示波器萬用表直流電流表二極管電阻等【實驗原理】圖1二極管限幅電路圖1電路為利用二極管的單向限幅電路，改變直流電源電壓可調整限幅電壓的門限點。圖1電路的設置是為了深化認識二極管伏安特性的折線化模型。【實驗過程】1、二極管限幅電路當輸入信號在一定范圍內時，限幅電路的輸出與輸入的波形相同，當超出范圍時，保持在定值，不再隨改變。利用二極管正向導通后兩端電壓表現出的鉗位性（鉗位電壓，硅管的的經驗值一般取為0.7V），可以實現限幅。 圖1電路中，R0為限流電阻，目的是限制二極管的導通電流，避免其因過流而損壞。1N914平均整流輸出電流()為75,浪涌電流可達1A。電路中輸入電壓為幅度4V的正弦波信號，流過R0的電流為正弦頂狀脈沖，幅度為[()]0，為保證足夠的裕量，取＜74，由此得出R0的下限值，約27Ω。取R0為100歐姆。 按照圖1在實驗臺構建電路，信號源用幅度4V，頻率500的正弦電壓。用雙蹤示波器（泰克）觀察、測量輸入、輸出信號波形，結果在表2中記錄。測量精度±10%。測量時使用示波器的標尺。適時點擊（泰克）示波器的“”按鈕，使曲線恰顯示到滿屏時停止。點擊“”按鈕，再點擊控制按鈕（示波器屏右側按鈕列的最上一個），使示波器屏上出現測量電壓的兩條水平標線，旋轉示波器面板上的“垂直”區的兩個“位置”旋鈕，調整標線的上下位置，在示波器屏右下方讀得測量值。表1：二極管限幅電路正弦信號源（）幅度4V，頻率500限流電阻R0=100Ω、的波形（剪切圖）的波形，限幅電壓值為多少限幅電壓1.9V（由示波器屏上光標測得）如果二極管正負極對調，或者電源換為負極性，或者二極管和限流電阻R0的位置對調，電路呈現什么樣的限幅特性？實驗者可自行試之。【實驗報告】根據表1的實驗結果。分析如下問題。在實驗中流過二極管的電流的范圍是多少？【選做】論述限流電阻R0的作用及取值范圍。解答參考：（1）根據表2中的測量，限幅電壓為1.9V，為正弦頂狀脈沖，峰值(4-1.9)0=2.1。的范圍0~2.1（2）限流電阻R0是為了限制流過二極管的導通電流，使的平均值不超過管參數(平均正向整流電流)，如果超過，在實際工作中的二極管會因過熱燒毀。

1.4實驗四：二極管橋式整流電路【實驗目的】認識二極管的電壓電流關系的特性。認識二極管特性在大信號應用電路中的表現。掌握二極管橋式整流電路的構成。【實驗預習】 二極管的伏安特性，二極管的恒壓降模型，二極管的限幅及整流電路。【實驗器材】直流穩壓電源信號發生器雙蹤示波器萬用表直流電流表二極管電阻等【實驗原理】圖1二極管橋式整流電路圖1電路為二極管橋式整流電路。圖1電路的設置是為了深化認識二極管伏安特性的折線化模型。【實驗過程】二極管橋式整流電路整流電路的目的是為了從交流電源得到直流信號，二極管橋式電路是經典的整流電路。在圖3所示電路中，二極管D03呈橋式結構。當變壓器次級輸出電壓2上正下負時，二極管D0、D3導通，D1、D2截止，負載得到的電壓為正向，而當2上負下正時，D1、D2導通，D0、D3截止，仍為正向。 按照圖1在實驗臺搭建電路，二極管可選用1N914或其他整流型二極管，為1KΩ。信號源選簡易信號源，按表3設置。注：變壓器的變比為1:0.08。表1：二極管整流實驗電路信號源正弦波、50、310V變壓器次級輸出信號2、負載輸出電壓信號的示波器屏幕剪切圖2的幅度2m，的幅度224.5V，23.6V圖1電路的輸出電壓為脈動型，不能認為就是直流信號。為得到直流電壓，應在輸出電阻并聯濾波電容C，C的容量應滿足≥(3~5)2。實驗者可自行試之。【實驗報告】根據表3的實驗結果。分析如下問題。分別敘述變壓器次級電壓2正半周期及負半周時，電流的流經通路。（2）的幅度為什么比2的低，理論上會低多少？解答參考：（1）當2上正下負時，電流通路為變壓器次級正端→D0→→D3→次級負端，得正半周電壓。當2上負下正時，電流通路為變壓器次級負端→D2→→D1→次級端正，得正半周電壓。 （2）的幅度比2的低兩個二極管鉗位電壓值。

1.5實驗五：單管交流放大電路【實驗目的】熟悉電子元器件掌握放大電路靜態工作點的調試方法及其對放大電路性能的影響學習測量放大電路Q點，，，的方法，了解共射極電路特性學習放大電路的動態性能【實驗器材】直流穩壓電源信號發生器直流電壓表示波器三極管數字萬用表電阻、電容若干【實驗步驟】調整直流工作點：按圖2.2接線，調整使1.0V（精確度為3%）計算并填表2.1。圖2.2工作點穩定的放大電路表2.1實測實測計算(V)(V)(V)(V)(KΩ)(μA)()1.7412.4290.61911.52342、交流特性的研究按圖2.2的基礎上調Rb使Vc為6V。將信號發生器的輸出信號調到1，接至放大電路的A點，點得到5的小信號，觀察和端波形，并比較相位。信號源頻率不變，逐漸加大信號源幅度，觀察不失真時的最大值并填表2.2。表2.2實測實測計算()(V)50.23880.383110.525140.661保持5不變，空載時調到6V，放大電路接入負載，按表2.3中給定不同參數的情況下測量和，并將計算結果填表中。表2.3給定參數實測實測計算()(V)5K5K170.7915K2K170.2983、測放大電路輸入，輸出電阻輸入電阻測量。在輸入端串接一個5K1電阻,輸出端連接負載電阻，如圖2.4，測量與，即可計算。圖2.4輸入電阻測量輸出電阻測量，保持不變(見圖2.5）圖2.5輸出電阻測量在輸出端接入可調電阻作為負載，選擇合適的值使放大電路輸出不失真(接示波器監視)，測量帶負載時和空載時的，即可計算出。將上述測量及計算結果填入表2.5中。表2.5測算輸入電阻（設：5K1）測算輸出電阻實測測算估算實測測算估算()()∞(KΩ)(KΩ)

1.6實驗六：穩壓二極管特性測試【實驗目的】認識穩壓二極管的電壓電流關系。了解穩壓二極管的穩壓應用電路。【實驗預習】 穩壓二極管的伏安特性，穩壓二極管的動態電阻，基于穩壓二極管的穩壓電路。【實驗器材】直流穩壓電源萬用表信號發生器雙蹤示波器穩壓二極管電阻等【實驗原理】()(V)()(V)01763.3+-圖31N4728A的穩壓工作區特性曲線圖1穩壓特性的測試 圖1電路為典型的二極管穩壓電路，穩壓二極管工作于反向擊穿狀態，當電源電壓或負載在一定范圍內變化，二極管兩端的電壓保持在其額定電壓，相對變化很小。穩壓二極管1N4728A的穩壓工作區特性曲線如圖3所示，額定穩壓值是3.3V，最大功耗1.3W，在電流76時的動態電阻為10歐姆。動態電阻越小，穩壓特性越佳。【實驗內容】穩壓特性的測試在圖1電路中，在電源電壓高于二極管的反向擊穿電壓時，經過限流電阻R0使二極管反向擊穿，為負載提供額定穩壓值0。當或在一定范圍內改變時，只要流過穩壓二極管的電流在其穩壓范圍（）內，二極管可保證其兩端電壓在0點的相對改變量足夠小。限流電阻R0的作用是隔離電源和穩壓二極管，保證管電流在其穩壓范圍（）內。對圖1電路，當負載電阻為定值，電源電壓在范圍內，的范圍處于。和分別如式①、①所示。——①——① 在圖1電路中，在3.5~5V范圍內，在穩壓范圍為1，取為76，為3.3KΩ。將以上數值代入式①可得限流電阻R0的取值范圍是20~100歐姆。電路中取R0為80Ω。 在實驗臺按圖1搭建電路，器件及儀表從器材欄中點擊、放置。穩壓二極管選用1N4728A。注意二極管圖標中有暗線端為正極。按照表1分別設置電源電壓值，用萬用表的直流擋讀得穩壓二極管兩端的輸出電壓。用直流電流表測量流經二極管的電流。在表1中記錄測量結果并計算相應的數值。為認識穩壓特性，表1中要求計算管擊穿狀態下的管端電壓相對的變化量Δ。為管擊穿工作后管端電壓的平均值，可認為是穩壓二極管在實際電路中的穩壓值。表1中還要求計算管導通后的動態電阻和管耗功率。可以用ΔΔ近似計算。Δ為各測量擋的增量。為管電壓、電流的乘積。表1：穩壓二極管（1N4728A）穩壓特性的測試電源電壓22.533.544.555.5輸出電壓(V)1.952.442.933.213.253.273.293.3流過穩壓二極管的電流()0.00.00.02.558.3614.2620.2626.29穩壓二極管的工作狀態管未反向擊穿，為R0與對的分壓值同左同左反向擊穿狀態同左同左同左同左(V)///3.2643.2643.2643.2643.264Δ///-1.65%-0.43%0.18%0.8%1.1%動態電阻(Ω)///1106.93.43.31.7管耗功率()≈0≈0≈08.227.1746.666.786.8表1的測試及計算意圖鞏固以下認識。穩壓二極管在反向擊穿后，兩端電壓表現的穩壓特性，是指當電源電壓或負載改變致使管電流改變時，的相對變化足夠小，并不是在數學上不變。動態電阻越小，穩壓特性越好。在本實驗中，越大，越小。穩壓二極管提供穩壓特性是以損耗功率為代價的，越大，也會越大。 【實驗報告】根據表1的測試、計算結果。分析論述：穩壓二極管的穩壓特性和其動態電阻、工作電流、消耗功率的（趨勢性）一般關系。越小，穩壓特性越好，隨增大而增大。在本實驗中，越大，越小。的上限受器件最大功率損耗的限制。

1.7實驗七：應用穩壓二極管的雙向限幅電路【實驗目的】認識穩壓二極管的電壓電流關系。了解穩壓二極管的穩壓應用電路。【實驗預習】 穩壓二極管的伏安特性，穩壓二極管的動態電阻，基于穩壓二極管的穩壓電路。【實驗器材】直流穩壓電源萬用表信號發生器雙蹤示波器穩壓二極管電阻等【實驗原理】()()(V)01763.3+-圖31N4728A的穩壓工作區特性曲線圖31N4728A的穩壓工作區特性曲線圖2應用穩壓二極管的雙向限幅電路 【實驗內容】 應用穩壓二極管實現的雙向限幅電路圖2電路常用于限制輸出電壓最大值及最小值。在實驗臺搭建好電路后，信號源按表2的要求設置，用雙蹤示波器（泰克）觀察信號源信號及穩壓輸出信號。在表2中記錄信號波形。為全面了解穩壓二極管在電路中的表現，將圖電路中的直流穩壓電源換為信號發生器，設置信號發生器為正弦波，頻率100，幅度5V。直流電流表去掉。用雙蹤示波器（泰克）觀察信號源信號及穩壓輸出信號。在表2中記錄信號波形。記錄示波器波形時，適時點擊（泰克）示波器的“”按鈕，使曲線恰顯示到滿屏時停止。用系統的截圖工具完成剪切，在表2格中粘貼。表2：穩壓二極管電路的信號波形信號源：正弦波，頻率100，電壓幅度5V信號源輸出和穩壓二極管輸出電壓（波形剪切圖）圖1電路圖2電路【實驗報告】根據表2的結果。分析論述：在輸入表2給定的信號源電壓時，圖1、圖2電路的輸出波形中的上、下限幅時段，穩壓二極管各處于什么狀態？【選做】穩壓二極管的反向擊穿和正向導通都可以表現出限幅特性，這兩種工作狀態有哪些不同？圖1電路輸出電壓波形的上限幅時段，穩壓二極管D0正向導通，以正向鉗位電壓（硅管一般0.7V）限幅。在下限幅時段，D0反向擊穿，以擊穿電壓（標稱值3.3V）限幅。圖2電路輸出電壓波形的上限幅時段，穩壓二極管D0反向擊穿，D1正向導通；在下限幅時段，穩壓二極管D0正向導通，D1反向擊穿。二極管正向導通后，管電壓電流為指數型關系，鉗位性是簡化處理的結果，對通用類的任何型號的硅管，鉗位電壓都在0.7V左右。穩壓二極管反向擊穿后，電壓電流不是指數型關系，擊穿電壓和動態電阻可根據需要制作。穩壓二極管反向擊穿的限幅特性優于正向鉗位。

1.8實驗八：雙極型晶體管主要參數的測量【實驗目的】加深對雙極型晶體管特性的認識。了解管的主要參數的定義及測試【實驗器材】直流穩壓電源雙極型晶體管電壓表電流表萬用表電阻電容【實驗步驟】用圖1所示的實驗電路測量晶體管的輸入特性()和輸出特性()。圖1雙極型晶體管輸入輸出特性的測量【實驗過程】晶體管輸入特性()的測量按照圖1在實驗平臺中搭建電路，晶體管選用型管2N2222。調整R2及R1的阻值，使管基極電流按表1中給出的數值遞增。由萬用表讀出管基極、發射極間電壓，由直流電流表讀出基極電流、集電極電流的數值，計算管的電流放大倍數和。結果填入表1。根據表1得到的結果在實驗報告中繪制輸入特性()的曲線。表1：晶體管輸入特性()的測量/V00.70.740.760.780.790.80.810.820.820.830.830.8400.010.050.10.20.30.40.50.60.70.80.91.001.61710.020.1439.3757.5874.4790.52105.8120.5134.4147.9160.9162200201197192186181176172168164161162168203192182169161153147139135130晶體管最大輸出電流的測量根據雙極型晶體管的特性，在直流工作點電流、過小或者過大的場合，管的電流放大倍數會有所減小，從實驗1的測量中應該能看出這一趨勢。 晶體管的最大輸出電流一般是這樣定義的，當隨工作點電流增大而下降到其標稱值的三分之二時，工作點電流為管的最大輸出電流。當管輸出電流超過后，由于的減小，輸出信號中將出現較嚴重的非線性失真。 根據實驗1的測量，可將的標稱值定為200（=0.1、≈20）。在圖1給出電路中，調整R2及R1的阻值使、增大，隨之減小到130（）時，記錄此時的作為管的。作為比較，再測量減小到約66（）時管電流。按表2記錄結果。精度3%。表2：晶體管的最大輸出電流的測量≈標稱值200時21=(20.14-10)=10.1421=(160.9-147.9)=1321=(442-435)=721=(0.1-0.05)=0.0521=(1.0-0.9)=0.121=(4.5-4.05)=0.1=====晶體管輸出特性曲線()的測量在基極電流為定值的情況下，管輸出電流和輸出端電壓的關系是晶體管的輸出特性。完整的輸出特性通常用一族曲線（分別對應等于固定差值的一組定值）表達。這里僅測量一條輸出特性曲線。 在圖1電路中，使基極電流保持在0.1，改變直流穩壓電壓使集電極、發射極間電壓分別等于表3給出的數值，用直流電流表測量集電極電流對應數值。在測量中，由于基區調寬效應，不同的對也可能有一定影響，應調整電阻R2及R1，使基極電流保持在0.1。結果填入表3。在實驗報告中，根據表3的結果繪制()。表3：晶體管輸入特性()的測量(保持在0.1)00.10.20.30.40.50.60.70.80.90.013.47.57.98.18.28.38.58.68.81234567898.910.311.713.114.515.917.318.720.110151821242721.4528.632.937.141.245.3晶體管的另一項重要參數，特征頻率，在放大電路的頻率特性的實驗中測試。【實驗報告】實驗報告應至少包括以下幾個部分。寫出放大狀態下，雙極型晶體管的共發射極輸入特性()的理論關系式。給出表1的測量結果。根據表1的數據畫出()曲線。寫出晶體管的最大輸出電流的定義。給出表2的測量結果。當隨工作點電流增大而下降到其標稱值的三分之二時，工作點電流為管的最大輸出電流。當管輸出電流超過后，由于的減小，輸出信號中將出現較嚴重的非線性失真。寫出晶體管集電極、發射極極間交流輸出電阻的表達式，在輸出特性曲線上測量得出5V時的（注：在基礎上±Δ1~2，得出對應的Δ）。

1.9實驗九：晶體管共發射極單管放大電路【實驗目的】認識共發射極單管放大電路的工作原理；掌握直流工作點的設置方法；了解直流點和非線性失真的關系。【實驗器材】信號發生器雙蹤示波器直流穩壓電源三極管電阻電容若干接地端【實驗原理】原理型實驗電路如圖1所示。圖1實驗電路：單管共發射極放大電路 圖1實驗電路：單管共發射極放大電路【實驗過程】在實驗平臺搭建電路晶體管選用小功率型管2N2222。直流工作點的調測先不要接入信號源（信號源輸出幅度設置為0），將萬用表調成直流電壓擋，分別測量管的基極、集電極對地的電壓（、），調整可調電阻的阻值，使分別等于6V、9V。測量，計算出集電極電流、集電極發射極間電壓。精度在±1%，相關數據填入表1。表1：直流工作點的測算(V)(V)()(V)0.71626800KΩ0.699191700kΩ中頻交流放大倍數的測量將信號源頻率設為正弦，頻率1000，幅度先暫定為10，用雙蹤示波器觀察信號源的輸出電壓信號和負載上的輸出電壓的波形。應為不帶有失真的正弦信號,且與呈倒相關系。在直流工作點分別等于2、1兩種情況下。改變信號源的輸出幅度的設定，使示波器上的的幅度約等于0.5V，用交流電壓表測得的輸出幅度值(有效值)為0.357V（±1%），計算電壓增益，數據填入表2。表2：中頻電壓放大倍數的測算（、為用交流電壓表測得的有效值）20.357V5.4-6610.359V7.56-47交流輸入電阻、輸出電阻的測量根據圖2及表達式(1)測量交流輸入電阻。按照表3給出要求測算并記錄。測量時，用測量放大倍數時的量值（10）。RR01KΩ++-- 圖2交流輸入電阻的測量 圖2交流輸入電阻的測量表3：交流輸入電阻的測算（、為用交流電壓表測得的有效值）2106.621.96KΩ1108.24.55kΩ交流輸出電阻的測量根據圖3及表達式(2)。式中的∞為負載開路時的輸出電壓。按照表4給出要求測算并記錄。測量時，用測量放大倍數時的量值（0.35V有效值）。在測量∞時，為測量方便，可將負載電阻增大1000倍以等效開路。++++∞∞--(2)--圖3交流輸入電阻圖3交流輸入電阻的測量表4：交流輸入電阻的測算（、∞為用交流電壓表測得的有效值）∞20.357V0.60V2kΩ10.359V0.651V2.44KΩ通頻帶的測量在中頻(1000，輸出幅度0.354V有效值)的電路基礎上，保持信號源的幅度不變，逐漸增大（或減小）其頻率值，觀察、測量電路輸出電壓的幅度，直到隨著頻率的增加（或降低）而下降到中頻數值的0.707倍時，此時的頻率為電路的上（下）截止頻率。表5中f15的意義如圖4所示，f1為中頻測試頻率點，設為1。（）為上（下）截止頻率，f4是幅頻特性隨頻率增加而下降10%的頻率點。f2、f3是f1到f4間的平均間隔點，根據f4的測量結果而定，f5是下降50%的頻率點。為下截止頻率點。用示波器觀察各頻率點的波形，應均為無非線性失真的信號。由交流電壓表讀各測量頻率的輸出電壓值(有效值)，在表5中記錄。測量精度在±10%。（暫不測量下截止頻率。）畫出圖4形式的的幅頻特性曲線。表5：通頻帶的測量17.6(有效值)信號頻率f1f2f3f4f511002003206301100輸出電壓幅度(有效值)356357343320253178電壓增益47474542332325.4(有效值)信號頻率f1f2f3f4f5170140210430750輸出電壓幅度(有效值)357356343324252176電壓增益666664604733電壓幅頻特性電壓幅頻特性0.9A0A00.9A0A00.5A00.707A00.5A00.707A0fff2f3f5f4f2f3f5f4f1=1圖4通頻帶測量圖4通頻帶測量【實驗報告】實驗報告應包括以下幾部分。放大狀態下，雙極型晶體管靜態工作點的應有的關系；實驗電路的、及的估算表達式。表1的測試結果。>>≈0.7V（硅管）實驗電路的交流小信號電壓放大倍數的估算表達式。說明和工作點電流應有的關系。表2的測試結果。實驗電路的交流小信號輸入電阻的估算表達式。測量框圖及測量公式的推導。表3的測試結果。實驗電路的交流小信號輸出電阻的估算表達式。測量框圖及測量公式的推導。表3的測試結果。共發射極放大電路的上截止頻率和直流工作點的一般是什么樣的關系？表5的測量結果。幅頻特性曲線。

1.10實驗十：射極跟隨器電路【實驗目的】掌握射極跟隨器（射極輸出器）電路的構成特點。與共發射極電路比較，認識射極跟隨器的性能特點。【實驗預習】 射極跟隨器（射極輸出器）的電路構成，性能特征。【實驗器材】信號發生器示波器直流電源萬用表晶體管電阻電容等。【實驗電路】實驗電路如圖1所示。電路中晶體管選用2N2222。設電阻R0為信號源內阻。圖1射極跟隨器電路的實驗電路【實驗過程】直流工作點的調測先不要接入信號源（信號源輸出幅度設置為0）。用萬用表直流電壓擋測量管的發射極，調整可調電阻的阻值，使等于6V。忽略、計算集電極電流、集電極發射極間電壓。精度在±1%，相關數據填入表1。表1：直流工作點的測算(V)(V)(V)()(V)6.76.010.6926376KΩ電壓跟隨特性的觀測將信號源頻率設為正弦，頻率1000，幅度先暫定為100，用雙蹤示波器觀察電路的輸入（電容的輸入端）電壓信號和負載上的輸出電壓的波形。應為不帶有失真的正弦信號,與呈同相關系且幅度基本相等。小信號工作情況：改變信號源的輸出幅度的設定，使示波器上的的幅度約等于0.5V（用交流電壓表測得的有效值為354）。大信號工作情況：增大信號源輸出的幅度，示波器觀察的波形，在不出現削頂、削底失真，正、負半周不對稱度D不超過10%的情況下達到最大幅度。用交流電壓表分別測量小、大信號工作時的、、的幅度（有效值），計算()、(=)。是信號源內阻R0輸出端的電壓幅度有效值。在表2中記錄結果，精度±1%。表2：中頻電壓跟隨特性的測算（、、為用交流電壓表測得的有效值）小信號工作3613593540.980.99大信號工作2.36V2.32V2.26V0.960.97交流輸入電阻、輸出電阻的測算在測算、過程中，信號源頻率及幅度（有效值）應與測量電壓跟隨特性（小信號工作情況）時的量值相同。根據圖2及表達式(1)測量交流輸入電阻。、表2中小信號工作的測量值。測算結果在表3中記錄。RR01KΩ++-- 圖2交流輸入電阻的測量 圖2交流輸入電阻的測量表3：交流輸入電阻的測算（、為用交流電壓表測得的有效值）361359179.5KΩ交流輸出電阻的測量根據圖3及表達式(2)。式中的為帶有實驗負載時的輸出電壓幅度（小信號工作情況），∞為開路時的輸出電壓幅度。為方便操作，可將負載電阻增大1000倍以等效開路。按照表4給出要求測算并記錄。++++∞∞--(2)--圖3交流輸出電阻的測量圖3交流輸出電阻的測量表4：交流輸出電阻的測算（、∞為用交流電壓表測得的有效值）∞355.835415.2Ω【實驗報告】實驗報告應至少包含以下幾部分。表1測得的直流工作點。晶體管射極跟隨器是一種共x極(x晶體管的哪一極)放大電路？射極跟隨器的“跟隨”是什么意義？畫出實驗電路的交流通路。共集電極放大電路。“跟隨”是指射極輸出電壓的幅度小于接近等于基極的，且兩者同相變化。表2測得的電壓增益。射極跟隨器的電壓增益的理論表達式是什么？與共發射極放大電路相比，的特點是什么？,,與共發射極放大電路相比，小于接近等于+1。3.列出表3、表4的測量結果。射極跟隨器的交流輸入電阻、輸出電阻的理論表達式是什么？與共發射極放大電路相比，、的特點是什么？，與共發射極放大電路相比，較大，的較小。

1.11實驗十一：差分放大電路【實驗目的】加深對差分放大電路性能及特點的認識。了解差模放大、共模放大的信號特征。【實驗器材】信號發生器雙蹤示波器直流穩壓電源交流電壓表萬用表晶體管電阻、電容等。【實驗原理】原理型實驗電路如圖1所示。晶體管T1、T2為差分對管，雙電源工作。差分管的發射極偏置采用電阻()或者電流源（管T3的電路部分），當使用時，管T3的集電極需接連到地，當使用電流源偏置時，斷開兩端的連線，將T3集電極改接至節點E。電容1、2是為了測試而接入的。圖1差分放大電路的實驗電路【實驗過程】在實驗平臺搭建電路晶體管可采用小功率型管2N2925。直流工作點的調測調測直流工作點時，不要接入信號源（信號源輸出幅度設置為0）。用萬用表直流電壓擋測量相關點的電位，調整相關的電阻，使差分管的集電極直流工作點電流達到要求值。采用電阻偏置的情況：將T3極(集電極)輸出連接到地。連接到節點E及負電源，調整阻值，使121.67。測量1Q、2Q計算1Q、2Q。采用電流源T3偏置的情況：斷開兩端的連線，將T3極輸出連線由接地改接到節點E。調整電阻R2使121.67。將相應的測量數據填入表1。精度在±1%。表1：直流工作點的測算電阻偏置情況1Q(V)1Q()2Q(V)2Q()(V)(V)71.66771.6673.4KΩ-0.667.66電流源T3偏置的情況1Q(V)1Q()2Q(V)2Q()R21Q(V)1Q(V)71.66771.66719.9KΩ-0.667.66差模放大特性的觀測將信號源頻率設為正弦，頻率1000，幅度定為20（幅度最大值）。將電路設置成采用電流源T3偏置的情況。用雙蹤示波器（經過隔直流電容1、2）觀測兩差放管集電極的輸出1、2，都應為不失真信號。用交流電壓表（經過隔直流電容1、2）按表2要求得到測量、計算結果。精度±1%。結果填入表2。測量雙端輸出1c2時，將交流電壓表兩端跨接在兩管的集電極之間，如圖1中所示。單端輸入時，信號源的連接如圖2所示。表2：差模放大特性的測算（、為用交流電壓表測得的有效值）雙端輸入20.3雙端輸出1c21c2/1.61V-79單端輸出111/222/0.804V-39.60.802V+39.5單端輸入20.3雙端輸出1c21c2/1.6V-78.8單端輸出111/222/0.798V-39.30.796V+39.2根據理論分析，差模增益的大小與輸入是雙/單端無關，當輸出是雙端時，增益是單端輸出的兩倍，單端輸出時，與輸入端同邊的輸出是反相放大，對邊輸出是同相放大。實驗的測量結果應和理論分析一致。 根據理論分析，共射差放管的發射極（實驗電路中的節點E）相當于交流地，在雙端輸入時，用示波器觀察節點E的信號，應保持在直流工作點上，中的交流信號幅度應趨于零。由于節點E為交流地，因而，無論差放管的發射極偏置用電流源(T3)還是用電阻()，差模放大特性是不受影響的，可將T3換為，再做表2的測試，結果應不變。可作為選做部分。T1T2RT1T2R3T1T1T2R3圖2圖2單端輸入時信號源的連接圖3共模輸入時信號源的連接4.共模特性的測算共模輸入時，信號源的連接如圖3所示。首先測量電流源(T3)偏置情況，用交流電壓表及示波器觀測單端輸出。保持頻率不變，逐漸增大信號源幅度使的幅度增大到不失真最大程度（約幾十數量級），此時再增大信號源幅度，的正弦信號波形中出現尖峰，這是由于共模輸入幅度過大，使差放管瞬間進入飽和狀態所致。根據計算共模增益及共模抑制比。表3中記錄相應的數據。測量電阻偏置的情況，將T3極(集電極)輸出連接到地。連接到節點E及負電源，的阻值已在調測直流工作點時設定好。調整信號源幅度使單端共模輸出的幅度和電流源(T3)偏置時的相等或接近相等，根據此時的輸入輸出幅度計算共模增益及共模抑制比。表3中記錄相應的數據。表3共模特性的測算（、為由交流電壓表測得的有效值）單端輸出共模信號幅度共模信號輸入幅度共模增益共模抑制比電流源(T3)偏置的情況24.35V-48.6×10-4|8×103電阻偏置的情況2453-0.45|87根據理論分析，在差放管發射極采用電流源形式的偏置時，由于電流源的交流輸出電阻值很高，對共模信號的抑制能力會比電阻偏置時的要強，因而，電流源(T3)偏置時的共模抑制比應比電阻偏置的高。表3的測算結果應與這一結論一致。【實驗報告】實驗報告應至少包含以下的部分。采用電阻偏置時，差放管的直流工作點電流1、2的估算過程及公式。采用電流源(T3)偏置時，1、2的估算過程及公式。表1的測算結果。電阻偏置時,采用電流源(T3)偏置時，畫出實驗電路的差模信號交流通路。寫出差模電壓放大倍數的計算公式。表2的測算結果。T1T2差模交流通路T1T2差模交流通路畫出實驗電路的共模信號交流通路。寫出單端輸出共模電壓放大倍數的計算公式。表3的測算結果。T1T1T2電阻偏置時，電流源(T3)偏置時，3集電極的交流輸出電阻共模交流通路共模交流通路

1.12實驗十二：互補對稱放大電路—單電源互補對稱【實驗目的】認識互補對稱功率放大電路的構成及工作原理。了解互補對稱功率放大電路中關鍵信號的特點及測試方法。【實驗預習】 互補對稱功率放大（單電源）電路的原理，各元件的作用。輸出功率、功率轉換效率的表達式。最大輸出電壓幅度、功率、效率的關系式。【實驗器材】信號發生器示波器萬用表晶體管電阻電容等。【實驗原理】圖1為單電源互補對稱放大電路（）的實驗電路。晶體管Q2（）和Q3（）構成乙類互補對稱輸出級，向負載電阻輸出功率信號，在輸出電壓信號的同時輸出足夠幅度的電流信號。Q2、Q3的參數應盡量對稱相等。Q1為推動級，工作于甲類，為輸出級提供驅動電流。電容的容量相對信號頻率和輸出功率應足夠大，在Q2管截止、Q3管導通期間，的存儲電量起到電源的作用。電阻1、2為驅動級管提供基極偏置電壓電流，同時也有著電壓負反饋作用，對管Q1起著電流負反饋的作用，減小Q1輸出電流的非線性失真。圖1單電源互補對稱放大電路【實驗內容】在實驗臺按圖1構建電路，信號源可選用簡易信號源，示波器選用泰克示波器。型晶體管選用2N2222，管選用2N3702，二極管選用1N914。電阻1、負載電阻選用可調電阻。直流電源電壓設置為+12V。1.靜態工作點的調測 信號源的輸出幅度設為0V。用萬用表直流電壓擋測量輸出管的發射極電位，調整電阻1，使為電源電壓的一半，保證晶體管Q1、Q2、Q3應處于放大狀態。測量、記錄表1列出的各點的電壓，計算相應的電流。表1：靜態工作點的調測11Q2Q3Q1Q1Q5.99V4.0KΩ1.17V6.69V5.44V0.44V4.42.動態特性的測試信號源設定為正弦波，頻率500，幅度初值400。（1）不失真最大輸出電壓幅度的測試用示波器觀察負載電阻的輸出電壓，調整信號源幅度的大小，使在不失真的情況下幅度達到最大，也就是說，如再增大，波形的非線性失真就可明顯觀測出來。波形的非線性失真、在不具備失真度儀的情況下，可用目測的辦法判別非線性失真的程度。在正弦信號源作用的情況，如果波形出現削頂或削底，或者波形的正、負半周的幅度或時長不再對等，則信號中存在著較嚴重的非線性失真。一般，不對等的程度超過10%，就可目測出來。在幅度達到不失真最大的狀態，在表2中記錄及對應的量值，計算輸出功率值。記錄此時的及1波形。記錄示波器波形時，適時點擊（泰克）示波器的“”按鈕，使曲線恰顯示到滿屏時停止。點擊“”按鈕，再點擊控制按鈕（示波器屏右側按鈕列的最上一個），使示波器屏上出現測量電壓的兩條水平標線，旋轉示波器面板上的“垂直”區的兩個“位置”旋鈕，調整標線的上下位置，在示波器屏右下方讀得測量值。點擊屏右按鈕列的上第二個選擇所測量的通道（1或2）。用截圖工具剪切示波器屏幕圖，在表中粘貼。表2：最大不失真輸出幅度的測試輸出功率及1波形（剪切圖）1的變化范圍4704V===1001(紅)，（藍）1在2.210.9V內變化（2）功率轉換效率η的測試輸出級功率轉換效率η是輸出功率和電源輸入功率的比值，可根據值和的測量值計算出。等于電源電壓和電源對輸出級供給電流的平均值0的乘積。測量0。可使用串聯在管Q2的集電極通路中的直流電流表，也可以在集電極通路中串聯小阻值電阻，測量電阻上的電壓計算電流。為更直觀地了解電路的工作，這里使用后一種方法。按照圖2所示，在Q2的集電極和電源間串聯10Ω電阻R5，用示波器一個通道探頭的兩端連接R5的兩端，觀測電壓5。由于輸出級管處于乙類工作，電源只在Q2管導通的半周送出電流，因而和5為半正弦波狀脈沖。在示波器屏幕上測量5的脈沖幅度0m，的脈沖幅度05,的平均值0π。由于R5阻值較小，且串聯在集電極通路中，因而R5對電路工作的影響較小。按表3的要求測量，計算各量值。表3：功率轉換效率η的測試（不失真最大輸出電壓幅度的狀態）0、的波形（剪切圖）0的脈沖幅度0m的脈沖幅度05的平均值0π電源對輸出級的供給功率×0功率轉換效率η=0.5V0.5/10==5050/π==15.912×15.9=191η=（3）電容的作用單電源互補對稱電路的輸出端和負載電阻之間應串聯有負載電容，在輸出級管(Q2)截止，管(Q3)導通期間，上存儲的直流電量放電，相當于為Q3提供直流電源。放電失去的電量，在Q2導通、Q3截止期間被補充回，上的直流電壓應保持在≈2。的容量應足夠大，使其上所保持的直流電壓的波動足夠小。這通常要求，在工作信號頻率段，的容抗模值小小于負載。為深化對作用的認識，表4中要求觀察記錄上的電壓波形，并與比較。用示波器的通道1（1）探頭的兩端連接的兩端，另一通道（2）連接。1用直流()耦合，為觀察清楚，可將的容值減半。表4：觀察分析上的電壓波形、的波形的平均值0的下降時段對應的哪個時段的上升時段對應的哪個時段（紅）、（藍）0=6V的下降時段對應的負半周的上升時段對應的正半周【實驗報告】實驗報告應包括以下部分。（1）表1的靜態工作點的測量結果。與電源電壓應有怎樣的理想關系？如高于或低于理想值，分別應如何調整電阻1值？應2。如偏高（偏低），應減小（增大）1值。（2）表2的測試結果。單電源互補對稱功率放大電路的輸出電壓幅度的理論上限是什么？它的條件是什么？在實際電路中，最大受到哪些因素的限制？的理論上限為2，這是在忽略管的飽和壓降等因素的條件下得出的。在實際電路中，正向幅度最大為[(2)-(2)],負向幅度最大為[(2)-(3+1)]。如果，輸出級管的參數（集電極最大輸出電流）小于電路的()，的最大幅度還受到的限制。（3）表3的測試、計算結果。單電源乙類互補對稱電路的功率轉換效率η的理想上限是多少？這是在什么條件下得出的？η的理論上限為78.5%。這是在認為取得2的理論上限的情況下得出的。（4）表4的測試結果。電容的作用是什么？應按什么原則確定應有的容量。在輸出級管(Q2)截止，管(Q3)導通期間，上存儲的直流電量放電，相當于為Q3提供直流電源。的容量應足夠大，使其上所保持的直流電壓的波動足夠小。這通常要求，在工作信號頻率段，的容抗模值小小于負載。

1.13實驗十三：結型場效應管放大電路—傳輸特性測量【實驗目的】加深對結型場效應管特性的認識。了解結型場效應管放大電路性能及特點。【實驗器材】信號發生器示波器直流穩壓電源交流電壓表萬用表結型場效應晶體管電阻、電容等。【實驗原理】下圖所示的實驗電路可測量場效應管的傳輸特性()。結型場效應管傳輸特性的測量【實驗過程】結型場效應管的傳輸特性()的測量按照圖1在實驗平臺中搭建電路，結型場效應管選用N溝道型管2N3819。N溝道結型管在工作時，柵源極間電壓應保持在負電壓狀態，否則將導致柵源間的結正向導通，使管不能工作。按照表1給出的各電壓值調整柵源極間的直流穩壓電源，在直流電流表讀出對應的漏極電流，填入表1。根據表1得到的結果在實驗報告中繪制傳輸特性()的曲線，得出夾斷電壓和飽和電流，寫出的表達式（忽略溝道長度調制）。表1：()的測量柵源電壓0-0.1-0.2-0.5-0.8-1-1.2-1.5-1.8-2-2.2-2.5-2.8-3-3.2漏極電流0.920.860.810.640.50.410.330.230.150.10.070.030.00400直流工作點的調測調整管源極電阻，使管的靜態工作點電流為0.5。完成表2給出的各項測量及計算。測量直流工作點時，信號源輸出幅度設定為0。表2：放大電路直流工作點的測量0.007×10-3V0.007×10-9A0.78V-0.78V5.99V5.21V0.51550Ω【實驗報告】實驗報告應包含以下內容。表1的測量結果，根據表1，畫出管的傳輸特性()的曲線，得出夾斷電壓和飽和電流，寫出()的理論表達式（忽略溝道長度調制）。0-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5-3.00.20.40.60.81.00-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5-3.00.20.40.60.81.0

1.14實驗十四：結型場效應管放大電路【實驗目的】加深對結型場效應管特性的認識。了解結型場效應管放大電路性能及特點。【實驗器材】信號發生器示波器直流穩壓電源交流電壓表萬用表結型場效應晶體管電阻、電容等。【實驗原理】下圖為結型場效應管自給偏壓型放大器的實驗電路。結型場效應管放大電路【實驗過程】1、結型場效應管（自給偏壓式）放大電路上圖所示的實驗電路中，晶體管采用的是自給式偏壓電路，這是結型場效應管特有的偏置電路的形式。2、電壓放大倍數的測量將信號源設置為正弦信號，1000、輸出幅度100。示波器觀察負載R4上的輸出電壓，的波形應該為不帶有失真的正弦信號。用交流電壓表測量及信號源輸出電壓的幅度（有效值）。相關數據填入表1，測量精度±10%。表1：電壓放大倍數的測量（、為用交流電壓表測量得到的有效值）69174-2.53、最大輸出電壓幅度的測試在電壓放大倍數的測試基礎上，逐步增大信號源幅度，示波器觀察負載R4上的輸出電壓，當的波形由不失真到剛開始出現非線性失真時的幅度為不失真最大輸出幅度。在當前的測量儀器條件下，可用表2中給定的波形不對稱度D代表非線性失真度，當D等于大于10%時，正半周幅度正、負半周幅度負的平均值為。將相關的測量結果填入表2。記錄測量時的波形形狀（示波器屏的截圖）。表2：最大不失真輸出電壓幅度的測量（正、負由示波器讀出）=2V2.2V9.5%≈10%2.1V最大不失真輸出波形【實驗報告】實驗報告應包含以下內容。1、寫出放大實驗電路中場效應管的、的計算表達式。列出放大電路直流工作點的測量的測量結果。在()坐標中標出直流工作點Q(,)的位置。說明在放大應用時，、的變化范圍。寫出放大實驗電路管的電壓放大倍數計算表達式，列出放大電路直流工作點的測量的測量結果。列出表2的測量結果，畫出測量最大不失真輸出幅度時波形的形狀（示波器屏的截圖）。論述說明波形的失真是由于管進入哪種工作狀態所導致。在的正半周，↓↑↓、↓,當幅度過大時，使結型場效應管在負向峰值時進入可變電阻區，波形出現削底(下方變圓)形狀的失真。

1.15實驗十五：放大電路的頻率特性—β及fβ測試【實驗目的】認識晶體管的特征頻率。了解、比較放大電路的高頻放大特性。【實驗預習】 晶體管的特征頻率的定義。共發射極、共集電極（射極跟隨器）放大電路的上截止頻率，下截止頻率。【實驗器材】信號發生器雙蹤示波器萬用表晶體管電阻電容等。【實驗電路】基于圖1電路測試晶體管（2N2222）的電流放大系數β及其截止頻率fβ，根據≈βfβ計算管的特征頻率。圖1電路中，直流穩壓電源0和簡易信號發生器0呈串聯，前者提供直流，后者提供交流信號，幅度。調整電阻R2使和達到要求值。基極、集電極的直流電流、交流電流幅度是通過測量電阻R0、R3上的電壓計算得出的。在用交流電壓表測量交流電壓幅度（有效值）時，為避免直流的干擾，加設隔直流電容R0、R1。圖1管β及其fβ測試電路【實驗過程】1．晶體管特征頻率的測量特征頻率是反映晶體管高頻放大能力的標志性參數，根據,可根據對fβ的測量計算得到，β0是管電流放大系數β的中頻值，隨著工作頻率f的增加，由于晶體管內的電荷存儲效應，在的基礎上減小，當減小到等于0.707β0時的信號頻率為的截止頻率。根據的定義，可由圖1電路測量及。首先設置管的直流工作點。將簡易信號源輸出幅度設為0（為輸出的正弦電壓幅度峰值），調整電阻R2，使管集電極直流工作點電流為2（±0.01），對、的測量可以用串聯直流電流表的方法，也可以分別測量電阻R0、R3上的直流電壓，計算得到、。測算結果填入表1。測量交流時，保持R1、R2阻值不變，調整使基極電流幅度有效值為10μA，使用交流電壓表（加設隔直流電容）測量、計算、的有效值。以1000作為中頻f0，測量、計算得。逐步增大信號源頻率f，按圖3的定義依次測得f1、f2。在工作頻率增高時，由于管輸入阻抗的改變，基極電流幅度也會有所改變，應調整使有效值保持為10μA。測量、計算的結果填入表2。精度±5%。0.9β00.9β0β00.707β00.707β00.5β00.5β0fff0=1f2fβff0=1f2fβf1圖2圖2的測量表1：晶體管2N2222的直流電流放大系數的測量（調整R2使2）直流穩壓電源0輸出2V，R1=1KΩ，為使2的R2阻值2（±0.01）時的R2=554.9Ω14.1=2000/14.1=142表2：晶體管2N2222特征頻率的測量（調整保證在各頻點的有效值=10）信號頻率ff0f1β(f1)=0.9β0β0f2β0165012502200有效值10101010為保證有效值=10信號源峰值8176.562.3248有效值=16521492117883116514911883【實驗報告】1.給出對基于圖1對晶體管電流放大系數的測量表1、表2的結果。畫出圖2形式的β(f)曲線，標出各要點頻率的數值。給出完成實驗1要求的實驗臺（電路及儀表）的剪切圖。寫出晶體管電流放大系數β的截止頻率fβ的理論表達式，寫出管特征頻率的計算表達式。

1.16實驗十六：放大電路的頻率特性—共發射極【實驗目的】認識晶體管的特征頻率。了解、比較放大電路的高頻放大特性。【實驗預習】 晶體管的特征頻率的定義。共發射極、共集電極（射極跟隨器）放大電路的上截止頻率，下截止頻率。【實驗器材】信號發生器雙