模拟电子电路实验的调试与故障检测第四章
第4章 综合设计性实验
4.1 波形发生器设计
一、实验目的
1．掌握正弦波、方波、三角波发生器的设计方法。
2．学会安装、调试分立器件与集成电路组成的电子电路小系统。
二、实验仪器
1．示波器 2．数字万用表 3．计算机
4．直流稳压电源
三、电路设计（由于条件限制，提供如下参考电路）
1．RC 正弦振荡器
R 1U o
图4.1 RC 正弦波振荡器
图4.1是RC 桥式振荡器的原理电路，A V 为由集成运放所组成的电压串联负反馈放大器，F V 为由R 2、C 2与R 1、C 1组成的正反馈网络，当R 1=R 2=R ，C 1=C 2=C ，则振荡频率：
RC
21
f 0π=
（4.1） 为了满足起振条件，取)(33R R A A f
VF VF =≥。
2. 方波-三角波发生器
C 1
图4.2 方波—三角波发生器
图4.2的第一级为双向限幅的方波发生器，第二级为反相积分器--把输入方波信号转换成三角波。
第一级中R 1 R 2组成正反馈支路212
R R R F +≈
电阻R f （由R 3和R p1组成）电容C 1组成负反馈支路。当电容C 1端电压U C （等于运放的反相端电压U-）大于V+时，输出电压U 0= -U z （双向稳压管D z 的限幅电压），则电容C 1经电阻R 放电，U C 下降，当U C 下降到比U +小时，比较器的输出电压U 0= +U z ，电容C 1又经过电阻R 充电，电容的端电压U C 又开始上升，如此重复，则输出电压U 0为周期性方波，如图4.3所示。
方波频率：
?
??
??
?+==
1210R R 21ln RC 21
T
1f （4.2）
t
1R +1R -
图4.3
四、设计内容
1．设计RC 正弦波振荡器
性能指标要求：频率范围100Hz ～1KHz 输出电压：V 2V P P 0≥-
2．设计方波——三角波发生器
性能指标要求：频率范围100Hz ～1KHz
输出电压：方波，三角波V 2V P P 0≥- 3．要求所设计的电路用Multisim 做仿真分析 4．电路要进行装配、调试、验收
五、实验报告、内容
1．设计过程及用Multisim 进行仿真分析。 2．整理所测数据。
3．将理论值与实际值比较，分析误差。
六、思考题
1．三角波输出幅度是否可以超过方波幅度？如果正、负电源电压不等，输出波形如何？
010P P V V -=
2．RC 正弦波振荡器如果不起振，将如何调节？
4.2 集成电路、分立元件混合放大器的设计
一、实验目的
1．掌握集成电路、分立元件混合放大器的设计方法。 2．学会安装、调试电子电路小系统。
二、任务
设计与制作使用集成电路、分立元件组成的混合放大器。
三、要求
1．基本要求
设计集成电路、分离元件单声道混合放大器，使用+12V 、-12V 稳压电源。性能指标要求达到如下：
（1）频率范围：40Hz ～20KHz±3dB ；
（2）额定输出功率：（） （8Ω、1KHZ ）；
（3）效率：≥40%；
（4）在输入端交流短路接地，输出端交流信号≤50mVpp 。
针对以上，设计完善电路。最后要求调试好，测试其静态工作点及性能指标：（电压放大倍数、输入灵敏度、额定输出功率、效率、频响、噪声电压、输入阻抗、输出阻抗）。
2．发挥部分
设计集成电路、分离元件单声道混合放大器，使用+12V 、-12V 稳压电源。性能指标要求达到如下：
（1）频率范围：20Hz ～100kHz±3dB ； （2）输出功率： （8Ω、1KHZ ）； （3）效率：≥50%；
（4）在输入端交流短路接地，输出端交流信号≤20mVpp 。 3．制作要求
（1）给出设计方案及验证方案的可行性；对所设计的电路用Multisim 仿真。 （2）选择合适的元器件。
（3）制作PCB 板时要求在电路板上腐蚀出学号、姓名；自己焊接、安装、调测。 （4）电路稳定、测完数据后予老师验收电路板并上交与指导教师。
四、由于条件限制、提供如下主要元器件，见表4.2.1： 五、实验设备
1．计算机 一台 2．示波器 一台 3．低频信号源 一台 4．直流稳定电源 一台 5．交流毫伏表 一台 6．数字万用表 一块
W p o 1≥W p o 4≥
六、实验报告要求
1．按设计性实验报告要求书写实验报告，所设计电路用EWB或Multisim仿真分析。2．整理所测数据。
3．将理论值与实际值比较，分析误差。
七、思考题
1．集成电路、分立元件混合放大器的理论输出幅度如何计算？
2．如果正、负电源电压不等，输出波形如何？
表4.2.1 主要参考元器件
八、由于条件限制、提供如下参考电路：
图4.2.1
图4.2.2
图4.2.3
图4.2.4
九、主要元器件管脚：
图4.2.5
图4.2.6
十、印制板排版参考
印制版按如下排列较合理：信号地与电源地分别走，最后在一点会合，利于提高信噪比。
图4.2.7
十一、调试要点
不管采用哪个电路，电路未稳定之前，为了保护易损坏的功率输出管D669、B649，先不要加功率输出管D669、B649，此时电路能正常工作，只是输出功率小、带负载能力差；待电路正常工作后，再加功率输出管D669、B649，稳定后测其参数。
4.3 低频功率放大器的设计
一、实验目的
1．掌握低频功率放大器的设计。
2．学会安装、调试电子电路小系统。
二、任务
设计并制作一个低频功率放大器，该放大器包括前置放大和低频功率放大电路。要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管（不得使用MOS集成功率模块）。
三、要求
1．前置放大电路要求：
（1）小信号电压放大倍数不小于400倍（输入正弦信号电压有效值小于10mV）。
（2）-1dB通频带为20Hz～20kHz。
（3）输出阻抗为600Ω。
2．功率放大电路要求：
制作功率放大电路，对前置放大电路的输出信号进行功率放大，要求末级功放管采用分立的大功率MOS晶体管（不得使用MOS集成功率模块）。
（1）当前置放大电路输入正弦信号v i电压有效值为5mV、功率放大器接8Ω电阻负载（一端接地）时，要求输出功率≥5W，输出电压波形无明显失真。
（2）功率放大电路的-3dB通频带为20Hz～20kHz。
（3）功率放大电路的效率≥60%。
（4）其他。
3．制作要求
（1）给出设计方案及验证方案的可行性；对所设计的电路用Multisim仿真。
（2）选择合适的元器件。
（3）制作PCB板时要求在电路板上腐蚀出学号、姓名。自己焊接、安装、调测。
（4）电路稳定测完数据后予老师验收电路板并上交与指导教师。
四、实验设备
1．计算机一台
2．示波器一台
3．低频信号源一台
4．直流稳定电源一台
5．交流毫伏表一台
6．数字万用表一块
五、实验报告要求
1．按设计性实验报告要求书写实验报告，给出设计方案及验证方案的可行性，对所设计的电路用EWB或Multisim仿真。
2．整理所测数据。
3．将理论值与实际值比较，分析误差。
六、思考题
1．低频功率放大器的理论输出幅度如何计算？
2．如果正、负电源电压不等，输出波形如何？
4.4 直流稳定电源的设计
一、实验目的
1．掌握直流稳定电源的设计。
2．学会安装、调试电子电路小系统。
二、任务
设计并制作交流变为直流的稳定电源。
三、要求
1．基本要求：
（1）稳压电源220V、50Hz电压变化范围内+15﹪～-20﹪条件下：
①输出电压可调范围：+9V～+12V；（不能采用0.5A以上的集成稳压芯片）；
②最大输出电流：1.5A；
③电压调整率≤0.2﹪（输入电压220V变化范围+15﹪～-20﹪条件下，满载）；
④负载调整率≤1﹪（最低输入电压下，空载到满载）；
⑤纹波电压（峰-峰值）≤5mVpp（最低输入电压下，满载）；
⑥效率≥40﹪（输出电压9V，输入电压220V下，满载）；
⑦具有过流及短路保护功能；
⑧不能采用0.5A以上的集成稳压芯片。
（2）稳流电源在输入电压为直流+12V的条件下；
①输出电流：4～20mA可调；
②负载调整率≤1﹪（输入电压+12V下、负载电阻由200Ω～300Ω变化时，输出电流为20mA时的相对变化率）；
（3）DC-DC变换器在输入电压为+9V～+12V 条件下；
①输出电压为+100V，输出电流为10mA；
②电压调整率≤1﹪（输入电压变化范围+9V～+12V）；
③负载调整率≤1﹪（输入电压+12V下、空载到满载）；
④纹波电压（峰-峰值）≤100mV（输入电压+9V下，满载）。
2．制作要求
（1）给出设计方案及验证方案的可行性；对所设计的电路用Multisim仿真。
（2）选择合适的器件。
（3）制作PCB板时要求在电路板上腐蚀出学号、姓名。自己焊接、安装、调测。
（4）电路稳定测完数据后予老师验收电路板并上交与指导教师。
四、实验设备
1．计算机一台
2．示波器一台
3．低频信号源一台
4．直流稳定电源一台
5．交流毫伏表一台
6．数字万用表一块
五、实验报告要求
1．按设计性实验报告要求书写实验报告，给出设计方案及验证方案的可行性，对所设
计的电路用EWB或Multisim仿真。
2．整理所测数据。
3．将理论值与实际值比较，分析误差。
六、思考题
1．如何提高稳压电源的技术指标？
2．如何提高稳流电源的技术指标？
3．如何提高DC-DC变换器的技术指标？
4.5 基于数字电位器增益可调放大器
一、实验目的
1．理解运算放大器的线性应用。
2．了解数字电位器工作特点，掌握其使用方法。
3．理解运算放大器电压增益步进可调的原理。
二、实验设备
1．双踪示波器一台
2．直流稳压电源一台
3．函数发生器一台
4．X9313数字电位器板一块
4．电阻箱一台
5．万用表一块
三、理论准备
1．集成运算放大器
集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同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、积分、微分、对数等模拟运算电路。
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器称为理想运放。
开环电压增益：A U d=∞，输入阻抗：R I=∞，输出阻抗：R o=0，带宽：F BW=∞，失调与漂移均为零等。
理想运放在线性应用时的两个重要特性：
（1）输出电压U O与输入电压之间满足关系式
U O＝A U d（U+－U－），由于A U d=∞，而U O为有限值，因此，U+－U－≈0。即U+≈U－，称为“虚短”。
（2）由于R I=∞，故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I I B＝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，可简化运放电路的计算。基本运算电路：
①反相比例运算电路
电路如图 4.5.1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：
i F
o U R R U 1
-
=，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R 2＝R 1 // R F 。
图4.5.1 反相比例运算电路 图4.5.2 反相加法运算电路
② 反相加法电路
电路如图4.5.2所示，输出电压与输入电压之间的关系为：)(
i22
F i11F O U R R
U R R U +-=，R 3＝R 1 // R 2 // R F 。
③ 同相比例运算电路
图 4.5.3（a ）是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为：
i 1
F
O )(1U R R U +
=，R 2＝R 1 // R F 。 当R 1→∞时，U O ＝U i ，即得到如图4.5.3（b ）所示的电压跟随器。图中R 2＝R F ，用以减小漂移和起保护作用。一般R F 取10KΩ，R F 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 （b ）电压跟随器
图4.5.3 同相比例运算电路
图4.5.4 X9313结构框图X9313数字电位器功能如表4.5.1所示。
表4.5.1
3．X9313数字电位器板
X9313驱动电路包括NE555P单脉冲产生电路、高低电平电路和X9313WP应用电路。
X9313数字电位器板如图4.5.5所示，电路走线在板的底层，屏蔽电路细节，板上标明各功能端名称。为了适合学生用于模拟电子电路实验需要，将该数字电位器板设计成通用电位器的形式，即常见的
H
R、
L
R、
W
R三个端。使用时，加上电源+5V，通过单刀开关设定D
U的Up或Down状态。整个数字电位器在按键作用下，阻值呈步进递增或递减。与模拟电位器的区别是它是有源的，并且中间抽头滑动方向可自行设定。
图4.5.5 X9313数字电位器板
四、预习要求
1．预习集成运算放大器的工作原理。
2．了解数字电位器驱动方法。
3．运算放大器电压增益范围计算方法。
五、实验内容
1．测量X9313数字电位器板阻值范围，以及按键步进大小。
2．基于X9313数字电位器增益可调运算放大器电路如图4.5.6所示，测出其电压增益范围，并进行理论分析比较。
图4.5.6 X9313增益可调运算放大器
六、报告要求
1．整理实验数据，用表格形式列出电压增益值，并计算增益步进大小。 2．用坐标纸画出波形。
七、设计实验
设计一个增益可调放大器，增益范围为1～10。 1．画出电路原理图； 2．计算电路元件的参数； 3．拟定测试方案。
4.6 电压比较器的设计
一、实验目的
1．了解运算放大器在信号处理方面的非线性应用。 2．加深理解比较器的工作原理，掌握比较器的特点。 3．了解比较器的应用。
二、实验设备
1．双踪示波器 一台 2．直流稳压电源 一台 3．函数发生器 一台 4．电阻箱 一台 5．万用表 一块
三、理论准备
1．概述
运算放大器工作在开环状态下便是比较器，如图4.6.1所示。运算放大器的同相输入端接输入信号V i ，反向输入端接参考电压V R ，当V i >V R 时，V 0=+V 0m ，当V i 过零比较器电路简单，但有缺点，一是当运放的开环放大倍数A 0不是很大时，输出电压在高低电位间转换的陡度不够大，二是当输入信号中夹有干扰时，输出状态可能随干扰信号翻转。为了克服上述缺点，常采用具有滞回特性的比较器。图4.6.2（a ）是典型电路。当输出电压V 0为正饱和值+V 0m 时，加在同相端上的电压om R V R R R v 2 12 += （定义为V +H ） 。 图4.6.1 开环状态图 当输出电压v o 为负饱和值-V OM 时，om R V R R R v 2 12 +- =（定义为V +L ） 。 -+ v i V i V R 0 V R +Vm -Vm v i 图4.6.2 过零比较器 V +H 称为上门限电压，U +L 称为下门限电压，V +H -V +L 称为回差。因此v R 作为比较电压有两个可能取值V +H 和V +L ，究竟取哪一个值，决定于输入电压v i 的大小和变化方向。下面结合图4.6.2（b ）（c ）加以说明：图上两条水平虚线是V +H 和V +L 。假定开始时v i 较低，因此V O =V 0m ；这时v R =V +H ，而且只要v i 2．比较器工作特点 （1）在v i 增大过程中，v R =U +H 。此时的v o ～v i 关系是图4.6.3（a ）上的实线；在v i 减小过程中，v R =V +L 。此时的v o ～v i 关系是图4.6.3（a ）上的虚线。两者结合便是图4.6.3（b ），它显然具有迟滞特性。 图4.6.3 迟滞特性 ⑵引入正反馈的作用是加速翻转过程，改变输出波形在跳变时的陡度。 ⑶回差的存在提高了电路的抗干扰能力。电路一旦翻转，进入某一状态后，v R 随即自动变化，使v i 必须发生较大的反向变化才能翻回原状态。 如果将图4.6.2（a ）中R 2不接地而接某一基准电压V R ，则门限电压为： R om H V R R R V R R R V 211212++++ =+，R om L V R R R V R R R V 2 11 212+++-=+。 相应的v 0～v i 关系如图4.6.4所示。由上式可知，通过改变V R 的大小可控制门限电压的 高低。 v 0 R v i (a) (b) (c) t t v i V +H V +L Vom -Vo m t 1t 2t 3 v 0 +Vom -Vom V +H V +L 0v 0 +Vom -Vom V +H V +L 0v i v i (a) (b) 图4.6.4 回差电压 比较器的用途是很广泛的，可以用来构成非正弦信号产生器，如：方波产生器、三角波产生器、施密特触发器等电路。图4.6.9为方波产生器，它是以比较器为基础的，输出端经R 1和R 2分压引到比较器的同相端，与此同时，输出电压又经R f 与电容C 组成的积分电路，把另一个反馈电压加到反相端。R 1起限流作用，两个背靠背的稳压管DZ 1和DZ 2起双向限幅作用。 方波产生器的方波周期设为T ，由理论推导可得（此处略）：F F CIn R T f -+=112，2 12 R R R F += 。 由上式可知，改变电路参数，即可改变方波周期。 四、预习要求 1．复习比较器的工作原理； 2．估算具有滞回特性比较器的上门限电压和下门限电压及回差值。 3．思考题 ⑴对于具有滞回特性的比较器，欲提高电流的抗干扰能力，应改变哪些参数？ ⑵方波产生器输出波形的对称性取决于哪种元件？ 五、实验内容 1．过零比较器 按图4.6.5接线。 ⑴ 输入直流信号V i =+0.5V 及V i =-0.5V ，测量反相端a ，同相端b 及输出端c 的电位值。 图4.6.5 过零比较器电路 ⑵ 输入v i =10mv 、f=100HZ 正弦交流电压信号，用示波器观察并记录v i （t ）及v 0（t ）的波形，并用X-Y 方式观察记录v 0-v i 传输特性曲线。 ⑶ 为了使比较器的输出电压稳定，不随电源电压波动，输出端可以利用稳压管稳定输出电压。电路如图4.6.6所示。重复⑴、⑵实验内容。 图4.6.6 过零比较器改进电路 2．具有滞回特性的比较器 +12V R40 （1）反相滞回特性比较器 ①按电路图4.6.7接线。同相输入端输入V R =0.5V 的直流电压信号，反相输入端输入f=100Hz 的正弦交流信号，调节v i 的大小，用示波器观察输出v 0波形，测量当v 0刚出现方波时的v i 的幅值。增大v i 到输出电压v 0的波形为对称方波时，测量v i 的幅值，用示波器观察并记录v i 及v 0的波形。再用x-y 方式观察并记录v 0-v i 传输特性曲线。测出上门限电压V +H 及下门限电压V +L 及回差值，并与理论计算值比较。 图4.6.7 反相滞回特性比较器 ②当输入V R =1V ，重复上述实验。 （2）同相滞回特性比较器 按电路图4.6.8接线，重复（1）内容。 图4.6.8 同相滞回特性比较器 3．比较器的应用——方波发生器 按电路图4.6.9接线，用示波器观察输出电压v 0的波形，调节电位器R f1，用示波器测量在频率最高和最低两种情况下输出电压v 的周期和幅值。 图4.6.9 方波发生器 六、报告要求 1．整理实验数据，用表格形式列出。 2．用坐标纸画出波形及传输特性曲线。 七、设计实验 设计一个频率为1000Hz ，占空比可调的矩形波发生器。 1.画出电路原理图； 2.计算电路元件的参数； 3.拟定测试方案。 v o 0.1μ 4.7 有源滤波电路 一、实验目的 1．学习用运算放大器、电阻和电容组成有源滤波器。 2．通过测试熟悉有源滤波器的幅频特性。 二、实验设备 1．双踪示波器 一台 2．函数信号发生器 一台 3．交流毫伏表 一台 4．直流稳压电源 一台 三、理论准备 1．有源滤波器的基本性能 滤波器是一种电子电路，它能使某一范围内的频率信号顺利通过，而对在此范围的频率信号则产生很大衰减。它常用在信息的传递和处理，干扰的抑制等方面。滤波器分为由R 、C 、L 等无源元件组成的“无源滤波器”和由运算放大器及RC 网络组成的“有源滤波器”两种。后者具有重量轻、体积小、增益可以调节等优点，因而被广泛采用。 滤波器以它工作的频率范围分为：低通滤波器（即低频容易通过而高频不易通过），高通滤波器（和低通相反），带通滤波器（能顺利通过某一频率范围的信号，而在此范围之外的将受到很大抑制），带阻滤波器（与带通相反）。 2．有源滤波器的工作原理 滤波器大多已定型，并根据其发明者的名字加以命名，其中应用最多的是伯特沃斯滤波器。这种滤波器的幅频特性为：()()() m C j H ωωω/11 += 。 这是低通特性。在ω=0时，1=H ，H 随ω的增高而下降，当下降到ω=ωC 时，2 1= H 。 无论m 取何值，情况都是如此。ωC 是3dB 截止频率，m 是滤波器的阶数。m 越大，在通带内频率特性越近于矩形，而在阻带内特性衰减就越快（为-m20dB/+倍频程）。 滤波器是线性电路，其网络函数可表示为：()0 110 1b s b b s a s a s a S H n n m ++??????++++??????+= -。 根据网络理论，上式可分解为二阶多项式和一阶多项式乘积的形式，在电路上可用级联的方法加以实现。因此，二阶滤波器的设计是设计滤波器的基础。低通、高通，带通和带阻滤波器的二阶网络函数如下： 低通型：()20 022 0ωωω+??? ??+=s Q s H S H 高通型：()20 022 0ωω+?? ? ??+=s Q s s H S H 带通型：()20 0200ωωω +?? ? ??+??? ??=s Q s s Q H S H 带阻型：()() 20 022 20ωωω+?? ? ??++=s Q s s H S H 上式中，ω0为特征频率。对于低通和高通滤波器，ω0即为截止频率ωC ，在带通和带阻 滤波器中，ω0是中心频率。Q 为品质因数。对低通和高通滤波器而言，Q 直接决定其幅频特性的形状，2 1 ?Q 时，将出现谐振峰，Q 值越大，谐振峰越高。对带通和带阻滤波器 而言，Q 值越大，通带越窄。H 0为通带内的增益。 由于用运算放大器和RC 网络组成的有源滤波器都有定型电路，在设计滤波器时，只要根据要求选择适当的电路和滤波器的阶数，再由表查出伯特沃斯多项式，其中每一个多项式代表一个有源滤波器。二次多项式代表二阶滤波器，Q 值就是它的一次项系数的倒数。例如对m=4的情况，两个二阶滤波器的Q 值分别为1/0.765=1.307和1/1.848=0.541等。有了ωC 和Q 值就可以利用公式计算出电路元件参数。 伯特沃斯多项式如下 m=1 1+S m=2 122 ++S S m=3 ()( ) 112+++S S S m=4 ()()1847.11765.02 2 ++++S S S S m=5 ()()()1618.11618.012 2 +++++S S S S S m=6 ()()()1931.1121517.02 22++++++S S S S S S m=7 ()()()()1802.11246.11445.012 22+++++++S S S S S S S m=8 ()()()()1962.11663.11111.11389.02 222++++++++S S S S S S S S 1．低通滤波器 图 4.7.1为通带增益为1的低通有源滤波器的电路和幅频特性，它的阻带内可提供-40dB/+倍频程的衰减 图4.7.1 二阶低通滤波器及其幅频特性 2．高通滤波器 用镜象法，只要把低通滤波器电路中的R 和C 互换位置，就可得到二阶高通滤波器，其电路和幅频特性如图4.7.2所示。 0.33 Q=2 0H H 0 lg 20(dB) ω0 -20 -40-60 0.20.5 125 101 0.1 (a) (b) 图4.7.2 二阶高通滤波器及其幅频特性 3．带通滤波器 图4.7.3为二阶有源带通滤波器及其幅频特性，这是一个具有两路负反馈的反相运算放大器电路。 二阶带通滤波器的性能主要取决于带宽f bω、中心频率f 0和品质因数Q 三个系数定义为 L H B f f f -=ω， L H f f f = 0， ω B f f Q 0 = 图4.7.3 二阶带通滤波器及其幅频特性 4．带阻滤波器 把带通滤波器的幅频特性倒过来就是带阻滤波器的幅频特性，如图4.7.4（b ）所示。 图4.7.4 二阶带阻波滤电路及其幅频特性 这样的幅频特性可由一个反相输入带通滤波器和一个比例加法器串联而得到，如图4.7.4（a ）所示。V 01与V i 是反相的，并且通过R4和R5在第二个运放的输入端相叠加，则输出V O2就会把通过第一级的那些频率成分抑制掉，起到了阻带滤波器的作用。要保证按同一比例相加，就应使R4=R5=R6。 四、预习要求 1．复习有源滤波器的工作原理。 2．进一步熟悉集成运算放大器的性能和管脚排列。 V i (s) C 01 -40 0.1 (dB) 40dB 十倍频程 -20 20lg H H 0 (a) (b) C 2 V i Q=10 Q=2 -40 -30-20-10010 1010-10H H 0 lg 20(dB)ω0 (b) V i (s) Q=10 Q=2 -40 -30-20-100101010-1 H H 0lg 20(dB)ω/ω0 (b) 第1页 共5页 一、填空（共20空，每空 1 分，共 20 分，所有答案均填写在答题纸上） 1、场效应管被称为单极型晶体管是因为 。 2、晶体三极管的输出特性可分三个区域，当三极管工作在 区时， b I Ic β<。 3、场效应管可分为 型场效应管和结型场效应管两种类型。 4、在由晶体管构成的单管放大电路的三种基本接法中，共 基本放大电路只能放大电压不能放大电流。 5、在绘制电子放大电路的直流通路时，电路中出现的 视为开路， 视为短路，信号源可视为为短路但应保留其内阻。 6、多级放大电路级间的耦合方式有直接耦合、阻容耦合、 和 耦合等。 7、晶体管是利用 极电流来控制 极电流从而实现放大的半导体器件。 8、放大电路的交流通路用于研究 。 9、理想运放的两个输入端虚断是指 。 10、为判断放大电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈，通常令输出电压为零，看反馈是否依然存在。若输出电压置零后反馈不复存在则为 。 11、仅存在于放大电路的交流通路中的反馈称为 。 12、通用集成运放电路由 、 、输出级和偏置电路四部分组成。 13、如果集成运放的某个输入端瞬时极性为正时，输出端的瞬时极性也为正，该输入端是 相输入端，否则该输入端是 相输入端。 14、差分放大电路的差模放大倍数和共模放大倍数是不同的， 越大越好， 越小越好。 二、单项选择题（共10题，每题 2 分，共 20分；将正确选项的标号填在答题纸上） 1、稳压二极管如果采用正向接法，稳压二极管将 。 A ：稳压效果变差 B ：稳定电压变为二极管的正向导通压降 C ：截止 D ：稳压值不变，但稳定电压极性发生变化 2、如果在PNP 型三极管放大电路中测得发射结为正向偏置，集电结正向偏置，则此管的工作状态为 。 A ：饱和状态 B ：截止状态 C ：放大状态 D ：不能确定 3、测得一放大电路中的三极管各电极相对一地的电压如图1所示，该管为 。 A ： PNP 型硅管 B ：NPN 型锗管 C ： NPN 型硅管 D ：PNP 型锗管 7V 0.7V 0V ① ② ③ 电路与模拟电子技术 实验指导书 王凤歌 （修改于2011.12.30） 1 实验一直流网络定理 一、实验目的 1、加深对基尔霍夫和迭加原理的内容和适用范围的理解。 2、用实验方法验证戴维南定理的正确性。 3、学习线性含源一端口网络等效电路参数的测量方法。 4、验证功率输出最大条件。 二、实验属性（验证性） 三、实验仪器设备及器材 1、电工实验装置（DG011T、DY031T、DG053T） 2、电阻箱 四、实验要求 1. 所有需要测量的电压值，均以电压表测量的读数为准，不以电源表盘指示值为准。 2. 防止电源两端碰线短路。 3. 若用指针式电流表进行测量时，要识别电流插头所接电流表时的“ +、－”极性。倘若不换接极性，则电表指针可能反偏（电流为负值时），此时必须调换电流表极性，重新测量，此时指针可正偏，但读得的电流值必须冠以负号。 4.用电流插头测量各支路电流时，应注意仪表的极性，及数据表格中“ +、－”号的记录。 五、实验原理 1、基尔霍夫定律是集总电路的基本定律。它包括电流定律和电压定律。 基尔霍夫电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有支路电流的代数和恒等于零。即 ∑I = 0 基尔霍夫电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路内所有支路或元件电压的代数和恒等于零。即 ∑U = 0 2、迭加原理是线性电路的一个重要定理。 独立电源称为激励，由它引起的支路电压、电流称为响应，则迭加原理可简述为：在任意线性网络中，多个激励同时作用时，总的响应等于每个激励单独作用时引起的响应之和。 3、戴维南定理指出，任何一个线性含源一端口网络，对外部电路而言，总可以用一个理想电压源和电阻相串联的有源支路来代替，如图1-1所示，其理想电压源的电压等于原网络端口的开路电压U OC，其电阻等于原网络中所有独立电源为零值时的入端等效电阻R0。 图1-1 2 模拟电子技术复习资料总结 第一章半导体二极管 一.半导体的基础知识 1.半导体---导电能力介于导体和绝缘体之间的物质(如硅Si、锗Ge)。 2.特性---光敏、热敏和掺杂特性。 3.本征半导体----纯净的具有单晶体结构的半导体。 4.两种载流子----带有正、负电荷的可移动的空穴和电子统称为载流子。 5.杂质半导体----在本征半导体中掺入微量杂质形成的半导体。体现的是半导体的掺杂特性。*P型半导体:在本征半导体中掺入微量的三价元素（多子是空穴，少子是电子）。 *N型半导体: 在本征半导体中掺入微量的五价元素（多子是电子，少子是空穴）。 6.杂质半导体的特性 *载流子的浓度---多子浓度决定于杂质浓度，少子浓度与温度有关。 *体电阻---通常把杂质半导体自身的电阻称为体电阻。 *转型---通过改变掺杂浓度，一种杂质半导体可以改型为另外一种杂质半导体。 7. PN结 * PN结的接触电位差---硅材料约为0.6~0.8V，锗材料约为0.2~0.3V。 * PN结的单向导电性---正偏导通，反偏截止。 8. PN结的伏安特性 二. 半导体二极管 *单向导电性------正向导通，反向截止。 *二极管伏安特性----同ＰＮ结。 *正向导通压降------硅管0.6~0.7V，锗管0.2~0.3V。 *死区电压------硅管0.5V，锗管0.1V。 3.分析方法------将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路); 若V阳 2) 等效电路法 直流等效电路法 *总的解题手段----将二极管断开，分析二极管两端电位的高低: 若V阳>V阴( 正偏)，二极管导通(短路); 若V阳 模拟电子技术基础试题汇总 一.选择题 1．当温度升高时，二极管反向饱和电流将( )。 A 增大 B 减小 C 不变 D 等于零 2. 某三极管各电极对地电位如图所示，由此可判断该三极管( ) A. 处于放大区域 B. 处于饱和区域 C. 处于截止区域 D. 已损坏 3. 某放大电路图所示.设V CC>>V BE, L CEO≈0，则在静态时该三极管处于( ) A.放大区 B.饱和区 C.截止区 D.区域不定 4. 半导体二极管的重要特性之一是( )。 ( A)温度稳定性( B)单向导电性( C)放大作用( D)滤波特性 5. 在由NPN型BJT组成的单管共发射极放大电路中，如静态工作点过高，容易产生 ( )失真。 ( A)截止失真( B)饱和v失真( C)双向失真( D)线性失真 6.电路如图所示，二极管导通电压U D＝，关于输出电压的说法正确的是( )。 A：u I1=3V，u I2=时输出电压为。 B：u I1=3V，u I2=时输出电压为1V。 C：u I1=3V，u I2=3V时输出电压为5V。 D：只有当u I1=，u I2=时输出电压为才为1V。 7.图中所示为某基本共射放大电路的输出特性曲线，静态工作点由Q2点移动到Q3点可能的原因是。 A：集电极电源+V CC电压变高B：集电极负载电阻R C变高 C：基极电源+V BB电压变高D：基极回路电阻R b变高。 8. 直流负反馈是指( ) A. 存在于RC 耦合电路中的负反馈 B. 放大直流信号时才有的负反馈 C. 直流通路中的负反馈 D. 只存在于直接耦合电路中的负反馈 9. 负反馈所能抑制的干扰和噪声是( ) A 输入信号所包含的干扰和噪声 B. 反馈环内的干扰和噪声 C. 反馈环外的干扰和噪声 D. 输出信号中的干扰和噪声 10. 在图所示电路中，A 为理想运放，则电路的输出电压约为( ) A. － B. －5V C. － D. － 11. 在图所示的单端输出差放电路中，若输入电压△υS1=80mV, △υS2=60mV ,则差模输 入电压△υid 为( ) A. 10mV B. 20mV C. 70mV D. 140mV 12. 为了使高内阻信号源与低阻负载能很好地配合，可以在信号源与低阻负载间接入 ( )。 A. 共射电路 B. 共基电路 C. 共集电路 D. 共集-共基串联电路 13. 在考虑放大电路的频率失真时，若i υ为正弦波，则o υ( ) A. 有可能产生相位失真 B. 有可能产生幅度失真和相位失真 C. 一定会产生非线性失真 D. 不会产生线性失真 14. 工作在电压比较器中的运放与工作在运算电路中的运放的主要区别是，前者的运 放通常工作在( )。 A. 开环或正反馈状态 B. 深度负反馈状态 C. 放大状态 D. 线性工作状态 15. 多级负反馈放大电路在( )情况下容易引起自激。 A. 回路增益F A &&大 B 反馈系数太小 . 实验一晶体管共射极单管放大器 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单管放大器实验电路图。它的偏置电路采用R 和R组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R，以稳定放大器的静态工EB1B2作点。当在放大器的输入端加入输入信号u后，在放大器的输出端便可得到一i个与u相位相反，幅值被放大了的输出信号u，从而实现了电压放大。0i 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R和R 的电流远大于晶体管T 的 B2B1基极电流I时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算B教育资料．. R B1U?U CCB R?R B2B1 U?U BEB I??I EC R E ）R＋R＝UU－I（ECCCCEC电压放大倍数 RR // LCβA??V r be输入电阻 r R/// R＝R/beiB1 B2 输出电阻 R R≈CO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， 为电路设计提供必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，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各要的依据，在完成设计和装配以后，因此，一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。项性能指标。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。消除干扰放大器静态工作点的测量与调试，放大器的测量和调试一般包括：与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。、放大器静态工作点的测量 与调试 1 静态工作点的测量1) 即将放大的情况下进行，＝u 测量放大器的静态工作点，应在输入信号0 i教育资料． . 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I以及各电极对地的电位U、U和U。一般实验中，为了避 ECCB免断开集电极，所以采用测量电压U或U，然后算出I的方法，例如，只要 测CEC出U，即可用E UU?U CECC??II?I，由U确定I（也可根据I），算出CCC CEC RR CE同时也能算出U＝U－U，U＝U－U。EBEECBCE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I（或U）的调整与测试。 CEC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u的负半周将被削底，O 如图2－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u的正半周被缩顶（一 O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u，检查输出电压u的大小和波形是否满足要求。如不满Oi 《模拟电子技术》模拟试题1 一、填空题（每空1分，共32分） 1、空穴为（）载流子。自由电子为（）载流子的杂质半导体称为P型半导体。 2、PN结的P型侧接高电位，N型侧接低电位称为（）反之称为（） 3、由漂移形成的电流是反向电流，它由（）栽流子形成，其大小决定于（），而与外电场（）。 4、稳定二极管稳压时是处于（）偏置状态，而二极管导通时是处于（）偏置状态。 5、晶体三极管的集电极电流Ic=( ) 所以它是（）控制元件。 6、当温度升高时三极管的反向饱和电流I CBO（）所以Ic也（) 。 7、为了稳定三极管放大电路静态工作点，采用（）负反馈。为稳定交流输出电压，采用（）负反馈，为了提高输入电阻采用（）负反馈.。 8、负反馈使放大电路增益下降，但它可以（）通频带（）失真。 9、反馈导数F=（）。反馈深度是（）。 10、差分放大电路能够抑制（）信号，放大（） 信号。 11、OCL电路是（）电源互补功放，OTL是（）电源互补功放。 12、用低频信号改变高频信号的相位称为（）。低频信号称为（）、高频信号称为（）。13、晶体管电流放大系数是频率的函数，随着频率的升高而（）。共基极电路比共射极电路高频特性（）。14、振荡电路的平衡条件是（），（）反馈才能满足振荡电路的相位平衡条件。 15在桥式整流电阻负载时，理想二极管承受的最高反压是（）。 二、选择题（每空2分，共34分） 1、三端集成稳压器CXX7805的输出电压是（） A 5v B 9v C 12v 2、测某电路中三极管各极电位分别是0 V、-6V、0.2V则三极管的三个电极分别是（），该管是（）。 A (E、C、B) B(C、B、E) C(B、C、E) D(PNP) E(NPN) 3、共射极放大电路的交流输出波形上半周失真时为（）失真。共射极放大电路的交流输出波形下半周失真时为（）失真。 A 饱和 B 截止C交越D频率 模拟电路基础知识大全 一、填空题:(每空1分共40分) 1、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 2、漂移电流是(反向)电流,它由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 3、所谓理想二极管,就是当其正偏时,结电阻为(零),等效成一条直线;当其反偏时,结电阻为(无穷大),等效成断开; 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结(正偏),集电结(反偏)。 6、当温度升高时,晶体三极管集电极电流Ic(增大),发射结压降(减小)。 7、三极管放大电路共有三种组态分别是(共集电极)、(共发射极)、(共基极)放大电路。 8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点,采用(直流)负反馈,为了稳定交流输出电流采用(交流)负反馈。 9、负反馈放大电路和放大倍数AF=(A/1+AF),对于深度负反馈放大电路的放大倍数AF= (1/F )。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=(1+AF)BW,其中BW=(fh-fl ), (1+AF )称为反馈深度。 11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号,称为(共模)信号,而加上大小相等、极性相反的两个信号,称为(差模)信号。 12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的(交越)失真,而采用(甲乙)类互补功率放大器。 13、OCL电路是(双)电源互补功率放大电路; OTL电路是(单)电源互补功率放大电路。 14、共集电极放大电路具有电压放大倍数(近似于1 ),输入电阻(大),输出电阻(小)等特点,所以常用在输入级,输出级或缓冲级。 15、差分放大电路能够抑制(零点)漂移,也称(温度)漂移,所以它广泛应用于(集成)电路中。 16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为(调波),未被调制的高频信号是运载信息的工具,称为(载流信号)。 17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=(KUxUy ) 1、1、P型半导体中空穴为(多数)载流子,自由电子为(少数)载流子。 2、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 3、反向电流是由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、当温度升高时,三极管的等电极电流I(增大),发射结压降UBE(减小)。 第6章习题答案 1. 概念题： （1）由运放组成的负反馈电路一般都引入深度负反馈，电路均可利用虚短路和虚断路的概念来求解其运算关系。 （2）反相比例运算电路的输入阻抗小，同相比例运算电路的输入阻抗大，但会引入了共模干扰。 （3）如果要用单个运放实现：A u＝－10的放大电路，应选用 A 运算电路；将正弦波信号移相＋90O，应选用 D 运算电路；对正弦波信号进行二倍频，应选用 F 运算电路；将某信号叠加上一个直流量，应选用 E 运算电路；将方波信号转换成三角波信号，应选用 C 运算电路；将方波电压转换成尖顶波信号，应选用 D 运算电路。 A. 反相比例 B. 同相比例 C. 积分 D. 微分 E. 加法 F. 乘方 （4）已知输入信号幅值为1mV，频率为10kHz～12kHz，信号中有较大的干扰，应设置前置放大电路及带通滤波电路进行预处理。 （5）在隔离放大器的输入端和输出端之间加100V的电压会击穿放大器吗？（不会）加1000V的交流电压呢？（不会） （6）有源滤波器适合于电源滤波吗？（不适用）这是因为有源滤波器不能通过太大的电流或太高的电压。 （7）正弦波发生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？（一定）矩形波发生电路中，输出端的晶体管一定工作在放大区吗？（不一 定） （8）作为比较器应用的运放，运放一般都工作在非线性区，施密特比较器中引入了正反馈，和基本比较器相比，施密特比较器有速度快和抗干扰性强的特点。 （9）正弦波发生电路的平衡条件与放大器自激的平衡条件不同，是因为反馈耦合端的极性不同，RC正弦波振荡器频率不可能太高，其原因是在高频时晶体管元件的结电容会起作用。 （10）非正弦波发生器离不开比较器和延时两个环节。 （11）当信号频率等于石英晶体的串联谐振或并联谐振频率时，石英晶体呈阻性；当信号频率在石英晶体的串联谐振频率和并联谐振频率之间时，石英晶体呈感性；其余情况下石英晶体呈容性。 （12）若需要1MHz以下的正弦波信号，一般可用 RC 振荡电路；若需要更高频率的正弦波，就要用 LC 振荡电路；若要求频率稳定度很高，则可用石英晶体振荡电路。 （13）设计一个输出功率为20W的扩音机电路，若用乙类互补对称功率放大，则应选至少为 4 瓦的功率管两个。 （14）对于甲类变压器音频功率放大电路，在没有输入信号时，扬声器不发声，这时管子的损耗最小。对吗？（不对，此时管子功耗最大）（15）线性电源的调整管工作在放大区，所以称为线性电源， 一、填空（共20空，每空 1 分，共 20 分，所有答案均填写在答题纸上） 1、晶体管三极管被称为双极型晶体管是因为 。 2、晶体三极管的输出特性可分三个区域，只有当三极管工作在 区时，关系式b I Ic β=才成立。 3、场效应管可分为结型场效应管和 型场效应管两种类型。 4、在由晶体管构成的单管放大电路的三种基本接法中，共 基本放大电路既能放大电流又能放大电压。 5、在绘制放大电路的交流通路时， 视为短路， 视为短路，但若有内阻则应保留其内阻。 6、多级放大电路级间的耦合方式有 、 、变压器耦合和光电耦合等。 7、场效应管是利用 极和 极之间的电场效应来控制漏极电流从而实现放大的半导体器件。 8、放大电路的直流通路用于研究 。 9、理想运放的两个输入端虚短是指 。 10、为判断放大电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈，通常令输出电压为零，看反馈是否依然存在。若输出电压置零后反馈仍然存在则为 。 11、仅存在于放大电路的直流通路中的反馈称为 。 12、通用集成运放电路由输入级、中间级、 和 四部分组成。 13、集成运放的同相输入端和反相输入端中的“同相”和“反相”是指运放的 和 的相位关系。 14、在学习晶体三极管和场效应管的特性曲线时可以用类比法理解，三极管的放大工作区可与场效应管的 区相类比，而场效应管的可变电阻区则可以和三极管的 相类比。 二、单项选择题（共10题，每题 2 分，共 20分；将正确选项的标号填在答题纸上） 1、稳压二极管的反向电流小于min z I 时，稳压二极管 。 A ：稳压效果变差 B ：仍能较好稳压，但稳定电压变大 C ：反向截止 D ：仍能较好稳压，但稳定电压变小 2、如果在PNP 型三极管放大电路中测得发射结为正向偏置，集电结反向偏置，则此管的工作状态为 。 A ：饱和状态 B ：截止状态 C ：放大状态 D ：不能确定 3、已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图1所示。关于这两只三极管，正确的说法是 。 模拟电子技术基础试题汇总 1.选择题 1．当温度升高时，二极管反向饱和电流将 ( A )。 A 增大 B 减小 C 不变 D 等于零 2. 某三极管各电极对地电位如图所示，由此可判断该三极管( D ) A. 处于放大区域 B. 处于饱和区域 C. 处于截止区域 D. 已损坏 3. 某放大电路图所示.设V CC>>V BE, L CEO≈0，则在静态时该三极管 处于( B ) A.放大区 B.饱和区 C.截止区 D.区域不定 4. 半导体二极管的重要特性之一是( B )。 ( A)温度稳定性 ( B)单向导电性 ( C)放大作用 ( D)滤波特性 5. 在由NPN型BJT组成的单管共发射极放大电路中，如静态工 作点过高，容易产生 ( B )失真。 ( A)截止失真( B)饱和v失真( C)双向失真( D)线性失真 6.电路如图所示，二极管导通电压U D＝0.7V，关于输出电压的说法正确的是( B )。 A：u I1=3V，u I2=0.3V时输出电压为3.7V。 B：u I1=3V，u I2=0.3V时输出电压为1V。 C：u I1=3V，u I2=3V时输出电压为5V。 D：只有当u I1=0.3V，u I2=0.3V时输出电压为才为1V。 7.图中所示为某基本共射放大电路的输出特性曲线，静态工作点由Q2点移动到Q3点可 能的原因是 。 A：集电极电源+V CC电压变高B：集电极负载电阻R C变高 C：基极电源+V BB电压变高D：基极回路电阻 R b变高。 8. 直流负反馈是指( C ) A. 存在于RC耦合电路中的负反馈 B. 放大直流信号时才有的负反馈 C. 直流通路中的负反馈 D. 只存在于直接耦合电路中的负反馈 9. 负反馈所能抑制的干扰和噪声是( B ) A 输入信号所包含的干扰和噪声 B. 反馈环内的干扰和噪声 C. 反馈环外的干扰和噪声 D. 输出信号中的干扰和噪声 10. 在图所示电路中，A为理想运放，则电路的输出电压约为( A ) A. －2.5V B. －5V C. －6.5V D. －7.5V 11. 在图所示的单端输出差放电路中，若输入电压△υS1=80mV, △υS2=60mV,则差模输 入电压△υid为( B ) A. 10mV B. 20mV C. 70mV D. 140mV 12. 为了使高内阻信号源与低阻负载能很好地配合，可以在信 号源与低阻负载间接入 ( C )。 A. 共射电路 B. 共基电路 模拟电子线路实验实验 报告 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT 网络高等教育 《模拟电子线路》实验报告 学习中心：浙江建设职业技术学院奥鹏学习中心层次：高中起点专科 专业：电力系统自动化技术 年级： 12 年秋季 学号： 学生姓名： 实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的 1.了解并掌握模拟电子技术实验箱的主要功能及使用方法。 2.了解并掌握数字万用表的主要功能及使用方法。 3.学习并掌握TDS1002型数字存储示波器和信号源的基本操作方 法。 二、基本知识 1．简述模拟电子技术实验箱布线区的结构及导电机制。 布线区面板以大焊孔为主，其周围以十字花小孔结构相结合，构成接点的连接形式，每个大焊孔与它周围的小孔都是相通的。 2．试述NEEL-03A型信号源的主要技术特性。 ①输出波形：三角波、正弦波、方波、二脉、四脉、八脉、单次脉冲信号； ②输出频率：10Hz~1MHz连续可调； ③幅值调节范围：0~10V P-P连续可调； ④波形衰减：20dB、40dB； ⑤带有6位数字频率计，既可作为信号源的输出监视仪表，也可以作外侧频率计用。 注意：信号源输出端不能短路。 3．试述使用万用表时应注意的问题。 使用万用表进行测量时，应先确定所需测量功能和量程。 确定量程的原则： ①若已知被测参数大致范围，所选量程应“大于被测值，且最接近被测值”。 ②如果被测参数的范围未知，则先选择所需功能的最大量程测量，根据初测结果逐步把量程下调到最接近于被测值的量程，以便测量出更加准确的数值。 如屏幕显示“1”，表明已超过量程范围，须将量程开关转至相应档位上。 4．试述TDS1002型示波器进行自动测量的方法。 按下“测量”按钮可以进行自动测量。共有十一种测量类型。一次最多可显示五种。 按下顶部的选项按钮可以显示“测量1”菜单。可以在“信源”中选择在其上进行测量的通道。可以在“类型”中选择测量类型。 测量类型有：频率、周期、平均值、峰-峰值、均方根值、最小值、最大值、上升时间、下降时间、正频宽、负频宽。 三、预习题 1．正弦交流信号的峰-峰值=_2__×峰值，峰值=__根号2__×有效值。 2．交流信号的周期和频率是什么关系 两者是倒数关系。 周期大也就是频率小，频率大也就是周期长 模拟电子技术基础试卷及答案 一、填空（18分） 1．二极管最主要的特性是 单向导电性 。 2．如果变压器二次(即副边)电压的有效值为10V ，桥式整流后(不滤波)的输出电压为 9 V ，经过电容滤波后为 12 V ，二极管所承受的最大反向电压为 14 V 。 3．差分放大电路，若两个输入信号u I1u I2，则输出电压，u O 0 ；若u I1=100 V ，u I 2 =80V 则差模输入电压u Id = 20 V ；共模输入电压u Ic = 90 V 。 4．在信号处理电路中，当有用信号频率低于10 Hz 时，可选用 低通 滤波器；有用信号频率高于10 kHz 时，可选用 高通 滤波器；希望抑制50 Hz 的交流电源干扰时，可选用 带阻 滤波器；有用信号频率为某一固定频率，可选用 带通 滤波器。 5．若三级放大电路中A u 1 A u 230d B ，A u 320dB ，则其总电压增益为 80 dB ，折合为 104 倍。 6．乙类功率放大电路中，功放晶体管静态电流I CQ 0 、静态时的电源功耗P DC = 0 。这类功放的能 量转换效率在理想情况下，可达到 % ，但这种功放有 交越 失真。 7．集成三端稳压器CW7915的输出电压为 15 V 。 二、选择正确答案填空（20分） 1．在某放大电路中，测的三极管三个电极的静态电位分别为0 V ，-10 V ， V ，则这只三极管是（ A ）。 A ．NPN 型硅管 型锗管 型硅管 型锗管 2．某场效应管的转移特性如图所示，该管为（ D ）。 A ．P 沟道增强型MOS 管 B 、P 沟道结型场效应管 C 、N 沟道增强型MOS 管 D 、N 沟道耗尽型MOS 管 3．通用型集成运放的输入级采用差动放大电路，这是因为它的（ C ）。 A ．输入电阻高 B.输出电阻低 C.共模抑制比大 D.电压放大倍数大 4.在图示电路中,R i 为其输入电阻，R S 为常数，为使下限频率f L 降低，应（ D ）。 A ． 减小C ，减小R i B. 减小C ，增大R i C. 增大C ，减小 R i D. 增大C ，增大 R i 5.如图所示复合管，已知V 1的1 = 30，V 2的 2 = 50，则复合后的约为（ A ）。 A ．1500 桥式正弦波振荡电路由两部分电路组成,即RC 串并联选频网络和（ D ）。 A. 基本共射放大电路 B.基本共集放大电路 C.反相比例运算电路 D.同相比例运算电路 i D /mA -4 u GS /V 5 V 2 V 1 一、填空题:(每空1分共40分) 1、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 2、漂移电流是(反向)电流,它由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 3、所谓理想二极管,就是当其正偏时,结电阻为(零),等效成一条直线;当其反偏时,结电阻为(无穷大),等效成断开; 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结(正偏),集电结(反偏)。 6、当温度升高时,晶体三极管集电极电流Ic(增大),发射结压降(减小)。 7、三极管放大电路共有三种组态分别是(共集电极)、(共发射极)、(共基极)放大电路。 8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点,采用(直流)负反馈,为了稳定交流输出电流采用(交流)负反馈。 9、负反馈放大电路和放大倍数AF=(A/1+AF),对于深度负反馈放大电路的放大倍数AF= (1/F )。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=(1+AF)BW,其中BW=(fh-fl ), (1+AF )称为反馈深度。 11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号,称为(共模)信号,而加上大小相等、极性相反的两个信号,称为(差模)信号。 12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的(交越)失真,而采用(甲乙)类互补功率放大器。 13、OCL电路是(双)电源互补功率放大电路; OTL电路是(单)电源互补功率放大电路。 14、共集电极放大电路具有电压放大倍数(近似于1 ),输入电阻(大),输出电阻(小)等特点,所以常用在输入级,输出级或缓冲级。 15、差分放大电路能够抑制(零点)漂移,也称(温度)漂移,所以它广泛应用于(集成)电路中。 16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为(调波),未被调制的高频信号是运载信息的工具,称为(载流信号)。 17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=(KUxUy ) 1、1、P型半导体中空穴为(多数)载流子,自由电子为(少数)载流子。 2、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 3、反向电流是由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、当温度升高时,三极管的等电极电流I(增大),发射结压降UBE(减小)。 6、晶体三极管具有放大作用时,发射结(正偏),集电结(反偏)。 7、三极管放大电路共有三种组态()、()、()放大电路。 单级放大电路 1、实验内容 1、掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。 2、测量放大器的β值与静态工作点Q、Av、等，了解共射极电路特性。 3、学习放大器的动态性能。 2、实验步骤与分析 1、测量β值 按实验指导书图2.1所示连接电路，将R p 的阻值调到最大位置。连线完毕仔 细检查，无误后接通电源。改变R p ，记录I c 分别为0.8mA、1 mA、1.2 mA时三 极管V的β值。 2、测量Q点 信号源频率f=500Hz时，逐渐加大u i 幅度，观察uo不失真时的最大输入值 u i 值和最大输出u o 值，并测量I B 、V CE 。 3、测量A v 点 (1)将信号发生器调到频率f=500Hz、幅值为5mV,接到放大器输入端u i ，观 察u i 和u o1 端的波形，用示波器进行测量,并将测得的u i 、u o 和实测计算的值Av 及理论估算的值Av 1 填入表内。 . (2)保持Vi=5mV不变，放大器接入负载R L ,在改变R C 数值情况下测量，并将 结果填入表中。 3、实验结果与总结 测量了放大器的β值与静态工作点Q、Av、等，实验数据如上表所示，更加深入了解了单级放大电路。 实验总结： 1、测量β值时，接线前先测量12V电源，然后关断电源后再连线 2、控制单一变量，如Av值测量时保持Vi保持不变 3、要熟练掌握示波器的使用 4、实验读数应读多次再取平均值 5、接线尽可能简单 差动放大电路 1、实验内容 1、熟悉差动放大器工作原理。 2、掌握差动放大器的基本测试方法。 2、实验步骤与分析 1、按实验指导书图5.1所示连接电路。 2、测量静态工作点 （1）调零：将输入端V I1和V I2 接地，接通直流电源，调节电位器R P1 使双端 输出电压V O =0 （2）测量静态工作点：测量V 1、V 2 、V 3 各极对地电压。 3、测量差模电压放大倍数 在两个输入端各自加入直流电压信号U id1=+0.1V和U id2 =-0.1V，按下表要求测 量并记录，由测量结果得到的数据计算出单端和双端输出的电压放大倍数。（注 意：先调好实验台上的直流输出信号OUT1和OUT2，接入到V i1和V i2 ,接入到V i1 和Vi2，调节DC信号源，使其输出为+0.1V和-0.1V。） 3、实验结果与总结 一、课程设计目的 1通过课程设计了解模拟电路基本设计方法以及对电路图进行仿真，加深对所学理论知识的理解。 2通过解决比较简单的电路图，巩固在课堂上所学的知识和实验技能。 3综合运用学过的知识，并查找资料，选择、论证方案，完成电路设计并进行仿真，分析结果，撰写报告等工作。 4 使学生初步掌握模拟电子技术电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力。 二、方案论证 2.1设计思路 一般来说，正弦波振荡电路应该具有以下四个组成部分： １．放大电路 ２．反馈网络 ３．选频网络 ４．稳幅环节 其中放大电路和反网络构成正反馈系统，共同满足条件1=? ? F A 选频网络的作用是实现单一频率的正弦波振荡。稳幅环节的作用是使振荡幅度达到稳定，通常可以利用放大元件的非线形特性来实现。 如果正弦波振荡电路的选频网络由电阻和电容元件组成，通常成为ＲＣ振荡电路。 2.2工作原理 1．电路组成 振荡电路的电路图如2.3原理图所示。其中集成运放A 工作在放大电路，RC 串并联网络是选频网络，而且，当 f f o = 时，它是一个接成正反馈的反馈 网络。另外，R f 和R ' 支路引入一个负反馈。由原理图可见 RC 串并联网络中的串联支路和并联支路，以及负反馈支路中的R F 和R ' ，正好组成一个电桥的四个臂，所以又称文氏电桥振荡电路。 2．振荡频率和起振条件 （1）振荡频率 为了判断电路是否满足产生振荡的相位平衡条件，可假设在集成运放的同相输入端将电路断开，并加上输入电压? Ui 。由于输入电压加在同相输入端，故集成运放的输出电压与输入电压同相，即0=A ?已经知道，当 f f o = 时，RC 教师教案（2011—2012学年第一学期) 课程名称：模拟电路基础 授课学时：64学时 授课班级：20XX级光电2-4专业任课教师：钟建 教师职称：副教授 教师所在学院：光电信息学院 电子科技大学教务处 第1章半导体材料及二极管(讲授8学时+综合训练2学时) 一、教学内容及要求（按节或知识点分配学时，要求反映知识的深度、广度，对知识点的掌握程度（了解、理解、掌握、灵活运用），技能训练、能力培养的要求等） 1.1 半导体材料及其特性：理解并掌握本征半导体与杂质半导体（P型与N 型）的导电原理，本征激发与复合、多子与少子、漂移电流与扩散电流的区别；理解并掌握PN结的形成原理（耗尽层、空间电荷区和势垒区的含义）；理解PN 结的单向导电特性与电容效应。（2学时） 1.2 PN结原理：PN结的形成：耗尽层、空间电荷区和势垒区的含义，PN结的单向导电特性，不对称PN结。（2学时） 1.3 晶体二极管及应用：理解并掌握二极管单向导电原理及二极管伏安特性方程；理解二极管特性随温度变化的机理；理解并掌握二极管的四种等效电路及选用原则与区别；理解并掌握二极管主要参数；了解不同种类二极管区别（原理），了解硅管与锗管的区别；理解稳压二极管的工作原理。（4学时） 二、教学重点、难点及解决办法（分别列出教学重点、难点，包括教学方式、教 学手段的选择及教学过程中应注意的问题；哪些内容要深化，那些内容要拓宽等等） 重点：半导体材料及导电特性，PN结原理，二极管单向导电特性及二极管方程，二极管伏安特性曲线及其温度特性。 难点：晶体二极管及应用，PN结的反向击穿及应用。 三、教学设计（如何讲授本章内容，尤其是重点、难点内容的设计、构思） 重点讲解二极管的单向导电性，二极管单向导电特性及二极管方程，二极管伏安特性曲线及其温度特性，二极管导通电压与反向饱和电流，二极管的直流电阻与交流电阻。反向击穿应用：设计基本稳压管及电路。 第3章 习题 1. 概念题： （1）在放大电路中，三极管或场效应管起的作用就是 将一种形式的电量转换为另一种形式的电量 。 （2）电源的作用是 为能量转换提供能源 ，如果离开电源，放大器可以工作吗？（ 不能 ） （3）单管放大器的讲解从电容耦合形式开始，这是因为 阻容耦合放大器设计和计算相对来说要简单点 ，如果信号和负载直接接入，其 工作点 的计算将要复杂的多。 （4）在共射放大器的发射极串接一个小电阻，还能认为是共射放大器吗？（ 能 ）在共集放大器的集电极串接一个小电阻，还能认为是共集放大器吗？（ 能 ） （5）在模电中下列一些说法是等同的，（A 、C 、F ）另一些说法也是等同的。（B 、D 、E ） A. 直流分析 B. 交流分析 C. 静态分析 D. 动态分析 E. 小信号分析 F. 工作点分析 （6）PN 结具有单向导电性，信号电压和电流的方向是随时间变化的，而交流信号却能在放大电路中通过并获得放大，这是因为 放大器输出端获取的交流信号其实就是电流或电压的相对变化量 。 （7） β大的三极管输入阻抗 也大 ，小功率三极管的基本输入阻抗可表示为 EQ T bb'be I U ) 1(r r β++≈。 （8）画直流通路比画交流通路复杂吗？（不）在画交流通路时直流电压源可认为 短路 ，直流电流源可认为 开路 ，二极管和稳压管只考虑其 动态内阻 即可。 （9）求输出阻抗时负载R L 必须 断开 ，单管放大器输出阻抗最难求的是共 集电极 放大器，其次是共 源 放大器。 （10）对晶体管来说，直流电阻指 晶体管对所加电源呈现的等效电阻 ，交流电阻指 在一定偏置下晶体管对所通过的信号呈现的等效电阻 ，对纯电阻元件有这两种电阻之区分吗？（ 无 ） （11）在共射级放大器或共源放大器中，电阻R C 或R D 的作用是 把电流I C 或I D 的变化转换为电压的变化 。 （12）放大电路的非线性失真包括 饱和 失真和 截止 失真，引起非线性失真的主要原因是 放大器工作点偏离放大区 。 （13）三极管组成的三种基本放大电路中，共 基 放大电路的高频特性最好，估计这与 晶体管的结电容 有关。 （14）从静态管耗及提高输入阻抗的角度上考虑，设计放大器应选用 场效应 类晶体管，尤其是 MOS 类晶体管。 （15）单管共射放大器，在 负载开路的 情况下，直流负载线和交流负载线重合；任何放大器在 静态工作点 处，直流负载线与交流负载线必相交。 （16）晶体管输入特性描述的是 在输出管压降不变的情况下，输入电流与输入电压的关系 ，场效应管 不描述 输入特性，这是因为 其输入电流从理论上讲恒为0 。 仿真 1.1.1 共射极基本放大电路 按图7.1-1搭建共射极基本放大电路，选择电路菜单电路图选项（Circuit/Schematic Option ）中的显示/隐藏(Show/Hide)按钮，设置并显示元件的标号与数值等 。 １. 静态工作点分析 选择分析菜单中的直流工作点分析选项（Analysis/DC Operating Point）（当然，也可以使用仪器库中的数字多用表直接测量）分析结果表明晶体管Ｑ１工作在放大状态。 ２. 动态分析 用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号Vi(幅值为5mV,频率为10kH)，用示波器观察到输入，输出波形。由波形图可观察到电路的输入，输出电压信号反相位关系。再一种直接测量电压放大倍数的简便方法是用仪器库中的数字多用表直接测得。 ３. 参数扫描分析 在图７.１－１所示的共射极基本放大电路中，偏置电阻Ｒ１的阻值大小直接决定了静态电流ＩＣ的大小，保持输入信号不变，改变Ｒ１的阻值，可以观察到输出电压波形的失 真情况。选择分析菜单中的参数扫描选项（Analysis/Parameter Sweep Analysis），在参数扫描设置对话框中将扫描元件设为Ｒ１，参数为电阻，扫描起始值为１００Ｋ，终值为９００Ｋ，扫描方式为线性，步长增量为４００Ｋ，输出节点５，扫描用于暂态分析。 ４. 频率响应分析 选择分析菜单中的交流频率分析项（Analysis/AC Frequency Analysis）在交流频率分析参数设置对话框中设定：扫描起始频率为１Hz，终止频率为１GHz，扫描形式为十进制，纵向刻度为线性，节点５做输出节点。 由图分析可得：当共射极基本放大电路输入信号电压ＶＩ为幅值５mV的变频电压时，电路输出中频电压幅值约为０.５Ｖ，中频电压放大倍数约为－１００倍，下限频率（Ｘ１）为１４.２２Hz，上限频率（Ｘ２）为２５.１２MHz，放大器的通频带约为２５.１２MHz。 由理论分析可得，上述共射极基本放大电路的输入电阻由晶体管的输入电阻rbe限定，输出电阻由集电极电阻Ｒ３限定。 1.１.２共集电极基本放大电路（射极输出器） 图７.１－７为一共集电极基本放大电路，用仪器库的函数发生器为电路提供正弦输入信号ＶＩ（幅值为１Ｖ，频率为10 kHz）采用与共射极基本放大电路相同的分析方法获得电路的静态工作点分析结果。用示波器测得电路的输出，输入电压波形，选用交流频率分析项分析出电路的频率响应曲线及相关参数。 计算机电子技术电气专业模拟试卷 考试时间为90分钟出题人： 一、选择题：（每空1分，共15分） 1，半导体稳压管的稳压性质是利用下列什么特性实现的（）。 A、PN结的单向导电性 B、PN结的反向截止特性 C、PN结的正向导电特性 D、PN结的反向击穿特性。 2，为了使三极管可靠地截止，电路必须满足（）。 A、发射结正偏 B、发射结反偏 C、发射结和集电结均反偏 D、发射结和集电结均正偏 3，硅二极管的起始导通电压为（）。 A、0.2V B 0.3V C 0.5V D 0.7V 4，对于三极管的放大作用的实质，下列说法正确的是（）。 A、三极管可把小能量放大成大能量 B、三要管把小电流放大成大电流 B、三极管可把小电压放大成大电压D、三极管用较小的电流控制较大的电流 5，某三极管放大器。每级的电压放大倍数是A V，则总的电压放大倍数是（）。 Ａ、３A V B、A V/3 C 、A V D、A V3 6，对于分压式偏置电路，当三极管的放大倍数rbe=1千欧时，AV为-50，若调换成rbe=2千欧时，其电压放大倍数近似等于（）。 A、-100 B、-25 C、-50 D、-80 7，共模抑制比是（）之比。 A、差模输入信号与共模输入信号 B、输出量中差模成份与共模成分 B、差模放大倍数共模放大倍数D、交流放大倍数与直流放大倍数 8，已经Ai=1000，则Gi =( ). A、30DB B、60DB C、40DB D、60 9，在晶体三极管放大电路中，若电路的静态工作点太低，将会发生（）。 A、饱和失真 B、截止失真 C、交越失真 D、不产生失真 10，将二进制数转换成十进制数，结果正确的是（）。 Ａ、11000=25 B、11110=27 C、10111=23 D、10101=21 11，组合电路的特点是（）。 A、输出信号仅取决于该时刻的输入信号 B、输出与输入间含有记忆单元 B、输出与输入间不含任何记忆单元和反馈单元D、输出信号和电路的原状态有关。 12，已知电压放大倍数是1000，则电压增益是（）。 A、20DB B、30DB C、40DB D、60DB 13，只有高低电平的矩形脉冲信号属于（）。 Ａ、模拟信号B、直流信号 C、数字信号 D、以上答案都不对 14，有0出1，全1出0是（）。 A、与逻辑 B、或逻辑 C、非逻辑 D、与非逻辑 15，八位二进制数所能表示的十进制数的最大值是（）。 A、248 B、192 C、255 D、512 二、填空题：（每空1分，共30分） 1，在N型半导体中，（）为多数载流子，（）为少数载流子。 2，二极管的单相整流电路一般有（），（）和（）。 3，晶体三极管的三种联接方式分别是（），（）和（）。 4，绝缘栅型场效应管有N沟道和P沟道两种，每一类又分为（）和（）。 ５，耦合电容的作用是隔（）通（）。 6，反馈是指放大器的输出端把输出信号的（）或者全部通过一定方式送回到放大器的（）的过程。 7，集成运算放大器的两种基本比例运算放大电路是（）和（）两种。 8，反相比例运放当R1=RF时，称作（）器，当同相比例运放中RF=0或R1=正无穷大时，称为（）器。 ９，数字电路研究的是电路的输出与输入之间的（）关系。且在数字电路中，半导体三极管工作在（）状态和（）状态。 10，为了使放大器不失真地放大信号，放大器必须建立合适的（）11，逻辑代数的变量为逻辑变量，逻辑变量只有（）和（）两种取值。 12，逻辑函数可以用（），（）和（）等形式来表示。 13，带有放大环节的串联型晶体管稳压电源由（），（），取样部分和（）四部分组成。 一、简答题：（每题5分，共20分） 1，说明分压式偏置放大电路如何稳定静态工作点？模拟电子技术基础考试试题答案-(1)
2011.12.30(修改)电路与模拟电子技术实验指导书
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