模拟电子技术实验II指导书(2017版)

模拟电子技术实验II 教学指导书课程代码：021*********湘潭大学信息工程学院2017年10月8日前言一、实验总体目标本课程为电子信息类专业本科生的学科基础课程。

通过实验培养学生理论联系实际的能力，提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。

通过规范的实验操作训练，使学生学会操作常用的电子仪器设备，掌握基本的模拟电路构建方法和实验调试的基本技能。

1．掌握常用电子仪器的选用及测试方法。

2．针对简单的模拟电路，能正确调试电路参数，掌握基本参数测试与功能分析方法。

3．针对简单的工程问题，能依据实验故障现象，分析问题并解决问题。

4．能正确观察实验现象、记录实验数据、并自拟部分数据表格，并通过正确分析实验结果，得出结论，撰写符合要求的实验报告。

5. 具备电子电路仿真软件的初步应用能力。

二、适用专业年级电子信息类专业二年级本科学生。

三、先修课程大学物理、电路分析基础、模拟电子技术实验II五、实验环境模拟电路实验台：72套。

主要配置：多种模拟电路实验模块、直流电压源、直流电压表、万用表、信号发生器、示波器、交流毫伏表等，仿真实验配置：PC机、Multisim 10电路仿真分析仿真软件。

六、实验总体要求1、每次实验前预习实验原理，做好实验方案设计和理论计算，仿真分析观察与测试，提交实验预习报告；2、正确使用电压表、万用表、信号发生器、示波器、交流毫伏表等实验设备；3、按电路图联接实验线路和合理布线，能初步分析并排除故障；4、具有根据实验任务确定实验方案、设计实验线路和选择仪器设备的初步能力；5、认真观察实验现象，正确读取实验数据和记录实验波形并加以检查和判断，分析实验结果，正确撰写实验报告。

目录实验一单管放大电路实验 (1)实验二多级放大电路实验 (7)实验三运算放大器应用综合实验 (12)实验四信号产生及有源滤波仿真实验 (18)附录1：模拟电路实验板简介 (23)附录2：预习报告及实验报告的撰写介绍 (25)实验一单管放大电路实验一、实验目的1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路和射极输出器的组成。

2、掌握放大电路静态工作点的调试方法，加深静态工作点对放大电路性能的影响。

3、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。

二、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。

三、实验内容及步骤（一）实验内容1：三极管共射放大电路图1.1 三极管共射放大电路1、连线如图1.1所示的分压式偏置共射放大电路。

2、共射放大电路静态工作点的测量接通电源V CC，调节电位器RP1，使发射极电位U E＝2.6V，用直流电压表测量U B、U C以及电阻R C1上的电压U Rc的值，填入表1.1中。

表1.1 静态直流工作点参数测量测量值（V）计算值U E U B U C U Rc I E（mA）I C（mA）U CE（V）3、 共射放大电路交流参数测量维持已调好的静态工作点不变，在输入端加入f ＝1kHz 、u s ＝100mVrms 的正弦波信号，分别用交流毫伏表和双踪示波器测量u s 、u i 、u o 的值，并观察输入、输出波形及其相位，将结果填入表1.2中。

表1.2 动态交流参数测量输入电阻和输出电阻的计算方法如下：∵ s s i ii u R R R u += ∴ is i s i u u u R R -=∵ L L o oo o R R R u u +=∴ L oooo o R u u u R -=式中：u oo 为R L ＝∞时的输出开路电压，u o ＝2k Ω时的输出负载电压。

4、观察负载电阻对放大倍数的影响在上步实验的基础上，把负载电阻R L 换成5.1k Ω，重新测定放大倍数，将结果填入表1.3中。

5、最大不失真输出电压U OPP 的测量逐渐增大信号源电压u s ，并同时调节RP1，用示波器观察u o 。

当输出波形同时出现削底和缩顶时，说明静态工作点已调到交流负载线的中点。

此时，反复调节u s ，使输出波形为临界不失真状态。

此时，测量放大器的静态工作点，并用示波器和毫伏表测量电路各处数值，并填入表1.4中。

6、观察静态工作点的变化对波形失真的影响在最大不失真输入信号u s 不变的情况下，改变P1，用示波器分别观察到上部或下部削顶现象，将示波器观察波形填入表1.5中，然后撤除输入信号u s ，用数字直流电压表测量U C 填入表1.5中。

表1.5 饱和失真与截止失真失真类型波形U C（V）u s u o截止失真饱和失真7、电路故障状况观察图1.1电路中Ce1开路时的故障现象观察、Re12短路时的故障现象观察，记录观察结果。

（二）实验内容2：三极管共集放大电路连线如图1.2所示的为共集放大电路。

（说明：集电极电阻采用导线短路连接）图1.2 三极管共集放大电路1、共集放大电路静态工作点的调试调节RP1，使U B 约为5V ，用直流电压表测量的U C 、U E 的数据，将结果填入表1.6中。

表1.6 静态直流工作点参数测量测 量 值 （V ） 计 算 值 U B U E U C U BE （V ）I C （mA ）U CE （V ）2、共集放大电路交流参数测量u s 输入幅值预置依次为100、300、500mVrms 的1kHz 正弦波，但应使电路输出在整个测量过程中不失真，在负载电阻R L ＝∞和R L ＝2k Ω的情况下，测量u s 、u i 、u o 数据，将测量数据填入表1.7中，并分别计算有关参数，输入电阻及输出电阻的计算方法参见共射放大电路。

表1.7 动态交流参数测量次数R L测量值（mV ）计算参数 u su i u o io V u u A =so Vs u u A =RiRo1∞2k Ω 2∞2k Ω 3∞2k Ω（三）实验内容3：场效应管共源放大电路图1.3 场效应管共漏放大电路按照图1.3连线，构成场效应管共源放大电路。

1、静态工作点参数测量表1.8 场效应管共源静态直流工作点参数测量2、交流参数测量四、预习要求4.1 熟悉实验原理1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路和射极输出器的构成。

2、熟悉共射放大电路和和射极输出器静态工作点及调试方法。

3、什么是信号源电压u s？什么是放大器的输入信号u i？什么是放大器的输出信号u o？如何用示波器和交流毫伏表测量这些信号？4、如何通过动态指标的测量求出放大器的电压放大倍数A V、输入电阻R i和输出电阻R o？5、了解负载变化对放大器的放大倍数的影响。

6、仿真共射放大电路观察静态工作点选择得不合适或输入信号u i过大所造成的失真现象，从而掌握放大器不失真的条件。

4.2 预习报告撰写实验预习报告，参见附录2关于预习报告的撰写要求。

1、理论计算部分：1）设图1.1放大电路的参数为β＝120、R b1＝60 kΩ、R b2＝20 kΩ、R C＝R L＝2.4 kΩ、R e1＝100Ω、R e2＝1kΩ、V CC＝12V，估算静态工作点Q和交流参数A V、R i、R o。

2）设图1.2放大电路的参数为R b1＝60kΩ、β＝120，估算静态工作点Q和交流参数A V、R i、R o。

2、Multisim软件仿真部分：1）图1.1放大电路中的三极管9013用2N2222，其余元件参数按照图1.1标示配置，仿真测试静态工作点Q和交流参数A V、R i、R o。

2）图1.2放大电路中的三极管9013用2N2222，其余元件参数按照图1.1标示配置，仿真测试静态工作点Q和交流参数A V、R i、R o。

理论计算及仿真测试，填写一份预习实验数据表，自己参照实验数据表拟出。

五、实验报告实验报告由预习报告和实验结果、结果分析等构成。

参见附录2关于预习报告的撰写要求。

1、整理实验数据，得出实验结果。

2、并对实验结果进行比较和分析。

实验二多级放大电路实验一、实验目的1、学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调试方法。

2、学习两级放大电路电压放大倍数的测量。

3、掌握两级放大电路输入、输出的相位关系。

4、了解放大电路中引入负反馈的方法及反馈组态，以及负反馈对放大电路性能的影响。

二、实验设备及仪器模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。

三、实验内容及步骤（一）两级放大电路1、晶体管两级放大电路原理图如图2.1所示。

图2.1 两级晶体管放大电路2、静态工作点的调试①分别调试各级的静态工作点，将每级的静态工作点设在交流负载线的中间（即V CE≈6V）。

两级的调试方法相同。

以第一级为例，在输入端输入频率为1kHz正弦波信号u i，用示波器观察本级输出波形，在逐渐增大u i的同时调节RP1，直至使输出信号波形幅度为最大且不失真。

②第二级输入端与信号源之间必须加接耦合电容。

③将信号源拆除，用直流电压表测量两级的三极管各脚的直流工作电压，将数据填入表2.1中。

表2.1 两级放大电路的静态工作点参数测量3、测量两级放大电路的电压放大倍数连接好级间连线，在第一级输入端输入1kHz正弦波信号u s，调节信号发生器，使u s逐渐减小，用示波器观察输出信号u o的波形不失真，此时用交流毫伏表和示波器测量各级的输入、输出交流电压值和波形，记录于表2.2和表2.3中。

表2.2 两级放大电路的动态交流参数测量4、根据测量的数据，将电压放大倍数的计算结果填入表2.4中。

表2.4 两级放大电路的放大倍数（二）负反馈放大电路实验图2.2 电压串联负反馈放大电路1、电压串联负反馈放大电路原理图如图2.2所示。

2、静态工作点的调试①在实验板上按照实验电路原理图连线后，接通电源，分别调节电位器RP1、RP2，使U C1、U C2约为7.2V。

②在第一级的输入端加入频率为1kHz正弦波信号u s，用示波器分别观察第一级和第二级放大器的输出u o1和u o2的波形，若出现上、下均失真，则减小u s，若仅出现上半波或下半波失真，则可少许调节RP1或RP2，直到两级放大器的输出信号波形都不失真为止（在后面的实验过程中，不要再变动RP1、RP2）。

③断开输入信号u s，分别测量晶体管T1、T2各电极的直流电位，将数据记入表2.5中。

表2.5 电压串联负反馈放大电路静态直流参数测量第一级T1 （V）第二级T2 （V）U B1 U E1U C1 U CE1 U B2 U E2U C2 U CE23、观察负反馈深度对放大倍数的影响①断开负反馈支路，在第一级的输入端加入频率为1kHz、幅度适中的正弦波信号u s，用示波器观察输出波形u o2，保证u o2波形不失真。

②保持u s不变，R L＝5.1kΩ，接通负反馈支路，当R f分别为10kΩ、5.1kΩ、∞时，用交流毫伏表测量u i、u o1、u o2的值，将数据记入表2.6（R L＝5.1kΩ）4、观察负反馈对输出电压（电流）、放大倍数稳定性的影响保持u s不变，接通负反馈支路，且R f＝5.1kΩ不变，当R L分别为2kΩ、5.1kΩ、∞时，用交流毫伏表测量u i、u o1、u o2的值，将数据记入表2.7中。