模拟电路实验指导书

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实验一、常用电子仪器的使用?????????????????????1 实验二、晶体二极管的特性与检测???????????????????4 实验三、晶体三极管的输入、输出特性?????????????????4 实验四、晶体管共射极单管放大器???????????????????5 实验五、射极耦合触发器???????????????????????6 实验六、RC耦合两极放大器 ?????????????????????7 实验七、负反馈对放大器性能的影响??????????????????7 实验八、场效应管放大器???????????????????????8 实验九、差动放大电路????????????????????????11 实验十、集成运算放大器指标测????????????????????14 实验十一、集成运算放大器的基本应用（多种模拟运算电路）???????18 实验十二、集成运算放大器非线性应用（波形发生器）??????????20 实验十三、LC正弦波振荡器?????????????????????22 实验十四、变压器耦合推挽功率放大器?????????????????24 实验十五、OTL功率放大器 ?????????????????????25 实验十六、集成功率放大器??????????????????????28 实验十七、单相半波、全波、桥式整流电路???????????????28 实验十八、串联型晶体管直流稳压电源（设计性实验）??????????29 实验十九、集成直流稳压电源?????????????????????32 实验二十、单结晶体管特性??????????????????????33 实验二十一、单结晶体管触发电路???????????????????34 实验二十二、晶闸管简单测试?????????????????????34 实验二十三、晶闸管可控稳压电路（综合性实验）????????????35 实验二十四、万用表的设计与调试???????????????????36 实验二十五、电子门铃电路——趣味性实验一??????????????40 实验二十六、电子报警电路——趣味性实验二??????????????40 实验二十七、光控简易灯自动开关电路——趣味性实验三?????????41 实验二十八、电子催眠器——趣味性实验四???????????????41 实验二十九、简单的温控电路?????????????????????41

实验一常用电子仪器的使用

一、实验目的

1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。二、实验原理

在模拟电子电路实验中经常使用的电子仪器有示波器、信号发生器、交流毫伏表及数字频率计等。它们和万用表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向。以连线简捷调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。 1、双踪示波器

以SR8双踪示波器为例，其原理和使用可见说明书，现着重指出下列几点：（1）寻找扫描光迹点

在开机半分钟后，如仍找不到光点，可调节亮度旋钮，关下“寻迹”板键，从中判断光点位置，然后适当调节（?）和水平（?）移位旋钮，将光点移到荧光屏的中心位置。

（2）为显示稳定的波形，需注意SR8示波器面板上的下列各控制开关（或旋钮）的位置。 a、“扫描速度”开关（t/div）——它的位置应根据被观察信号的周期来确定。 b、“触发源选择”开关（内、外）——通常选为内触发。

c、“内触发源选择”开关——通常置于常态（推进位置）。此时对单一从YA或YB输入的信号均能同步，仅在作双路同时显示时，为比较两个波形的相对位置，才将其置于拉出（拉YB）位置，此时触发信号仅取自YB，故仅对YB输入的信号同步。 d、“触发式开关”——通常可先置于“自动”位置，以便找到扫描线或波形，如波形稳定情况较差，再置于“高频”或“常态”位置，但必须同时调节电平旋钮，使波形稳定。（3）、示波器有五种显示方式属单踪显示有“YA”“YB”“YA+YB”；属双踪显示有“交替”与“断续”。作双踪显示时，通常采用“交替”显示方式。仅当被观察信号频率很低时（如几十赫芝以下），为在一次扫描过程中同时显示两个波形，才采用“断续”方式。

（4）、在测量波形的幅值时，应注意Y灵敏度“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时钟旋到底）。在测量波形周期时，应将扫描速率“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时钟旋到底），扫描速率“扩展”旋钮置于“推进”位置。 2、信号源

输出正弦波、方波、锯齿波等；输出电压幅值15V；输出电压频率5HZ~550KHZ。 3、交流毫伏表

测量正弦波交流电压；工作频率范围：1HZ~2MHZ 工作电压范围：1mV~200V

测量前应先把量程开关置较大量程档位，然后调零，并逐渐减小量程档位。三、实验仪器及器件 1、信号发生器

2、SR8双踪示波器（此型号仅作参考，用户也可选其他型号示波器） 3、交流毫伏表 4、数字频率计四、实验内容

1、测量示波器内的校准信号

用机内校准信号（方波f=1KHZ±2%），电压幅度（1V±30%）对示波器进行自检。（1）调出波形

a、将示波器校准信号输出端通过专用电缆与YA（或YB）输入插口接通，调节示波器各有关旋钮，将触发方式开关置“自动”位置，触发源选择开关置“内”，内触发选择开关置常态，对校准信号的频率和幅值正确选择扫描速度开关（t/div）及Y轴灵敏度开关（V/div）位置，则在荧光屏上可显示出一个或数个周期的方波。

b、分别将触发方式开关置“高频”和“常态”位置，并同时调节触发电平旋钮，调出稳定波形，体会三种触发方式的操作特点。（2）、校准“校准信号”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，读取校准信号幅度，记入表1-1中。

表1-1

幅度频率上升沿时间下降沿时间标称值 1V（P-P） 1KHZ ≤2μS ≤2μS 实测置（3）、校准“校准信号”幅度将扫描微调旋钮置“校准”位置，扫描开关置适当位置，读取校准信号周期，并用数字频率计进行校核，记入表1-1中。

（4）、测量校准信号的上升时间和下降时间

调节“Y轴灵敏度”开关位置及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上，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，从荧光屏上清楚的读出上升时间和下降时间，记入表1-1中。

2、测量信号源输出电压波形及频率

令信号源输出的频率分别为100HZ、1KHZ、10KHZ、100KHZ（数字频率计测量值），有效值均为1V（交流毫伏表测量值）。

改变示波器扫速开关及Y轴灵敏度开关位置，测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表1-2中。

表1-2 信号电压频率计读数 100HZ、 1KHZ、 10KHZ、 100KHZ、实测值信号电压实测值周期（ms）频率（HZ）毫伏表读数（V）峰峰值（V）有效值（V）用示波器测量两波形间相位关系（1）、观察双踪显示波形“交替”与“断续”两种显示方式的特点。

YA、YB均不加输入信号，扫速开关置扫速较低档位（如0.5s/div档）和扫速较高档位（如5μs/div档），把“显示方式”开关分别置于“交替”和“断续”位置，观察两条扫描线的显示特点，记录之。（2）、用双踪显示测量两波形间相位关系

①、按图1-1连接实验电路，将信号源的输出电压调至频率为1KHZ，幅值为2V，经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号ui和uR，分别加到示波器的YA和YB输入端。

音频信号源

图1-1

②、把显示方式开关置“交替”档位，将YA和YB输入耦合方式开关置“┴”档位，调节YA、YB的↑↓移位旋钮，使两条扫描基线重合，再将YA、YB输入耦合方式开关置“AC”档位，调节扫速开关YA、YB灵敏度开关位置，同时将内触发源选择（拉YB）开关拉出，此时在荧光屏上将显示出ui和ur两个相位不同的正弦波形，则两波形相位差为

Q?x(div)XT(div)?360?

uiCR0.01μuR10KYA示波YB器式中：XT—— 一周其所占刻度片格数 x —— 两波形在x轴方向差距格数记录两波形相位差于表1-3中。表1-3 一周期格数 XT? 两波形轴差距格数 x? 相位差实测值 Q? 计算值 Q? 为数读和计算方便，可适当调节扫速开关及微调旋钮，使波形一周期占整数格。五、实验报告

1、整理实验数据，并进行分析。 2、问题讨论

（1）、SR8采用“高频”、“常态”、“自动”三种触发方式有什么区别？通过实验对它们的操作特点及适用场合加以总结。（2）、分析内触发源选择开关置于常态和拉YB时，稳定不同输入通道（YA和YB）波形的影响。（3）、用双踪显示波形，并要求比较相位时，为在荧光屏上得到稳定波形，应怎样选择下列开关的位置？

a、显示方式选择（YA；YB；YA +YB；交替；断续）

b、触发方式（高频；常态；自动） c、触发源选择（内；外） d、内触发源选择（常态；拉YB）

六、预习要求

1、阅读有关示波器部分内容。

2、阅读电子学实验装置的功能及使用方法说明。

实验二晶体二极管的特性与选择

一、实验目的

1、了解二极管外形与封装。 2、测试二极管的伏安特性。二、内容与步骤

1、测正向特性，按图2-1连接电路，PV用万用表2.5V档，二极管用2AP，电流表选用数字电流表直流档。

将RP2和作限流用的RP1阻值调至最大位置，稳压电源输出电压调至5V，合上开关，分别调节RP1和RP2，观察不同正向电压UF时流过二极管的电流和该管两端的电压PV。

+USmARp11kVRp21kUiVPV+USuARp11kVRp21kUi--

图2-1 图2-2

2、测反向特性，按图2-2连线。

从输出电压0V开始，按3V间隔调高电源电压至15V，观测不同反向电压时反向电流，UA表选量程100uA直流电表。

实验三晶体三极管的输入、输出特性

一、实验目的

1、了解三极管的外形与封装。 2、测试三极管输入、输出特性。

二、实验内容与步骤

1、按图3-1接线，V1、V2用数字电压表直流档测量，微安表用100uA表头，三极管用3DG6。

++GB1 3V-mAuA3DG6R21kR1RP1100k10k+RP2 10kGB2012V~-V1V2

图3-1

2、将RP1调至最低位置，GB1=3V，GB2=0V加入电路，调节RP1使V1逐渐升高，观测对应微安表的值。

3、将GB2调至3V，调节RP2 使电压表指示UCE=3V，重复2。 4、将RP1调至微安表Ib为零，然后由UCE=0V开始至12V观测IC。 5、使Ib为20、40、80、100uA时，重复步骤4。 6、自行设计表格记录测试数据。

1）闭合开关K1及K2，在低输入电阻下，测出输出电压UO1，如前所述，这是由输入失调电压UOS所引起的输出电压。

2）断开K1及K2，两个输入电阻RB接入，由于RB阻值较大，流经它们的输入电流的差异，将变成输入电压的差差异，因此，也会影响输入电压的大小，可见测出两个电阻RB接入时的输出电压UOS，若从中扣除输入失调电压UOS的影响，则输入失调电流IOS为：

IOS?IB1?IB2?U02?U01R1R2?RF?1RB

一般，IOS在100nA以下。

测试中应注意：①将运放调零端开路。

②两输入端电阻RB必须精确配对。

3、开环差模放大倍数Aud

集成运放在没有外部反馈时的直流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数，用Aud

表示。它定义为开环输出电压UO与两个差分输入端之间所加信号电压Aid之比

Aud?UOUid

按定义Aud应是信号频率为零时的直流放大倍数，但为了测试方便，通常采用低频（几址赫芝以下）正弦交流信号进行测量。由于集成运放的开环电压放大倍数很高，难以直接进行测量，故一般采用闭环测量方法。Aud的测试方法很多，现采用交、直流同时闭环的测试方法，如图10-3所示。

+RSUSCRF5.1KR15.1K+12V-R2Ui51Ω100u..+R351ΩRWU0.100K

图10-3

被测运放一方面通过RF、R1、R2完成直流闭环，以抑制输出电压漂移，另一方面能过RF和RS实现交流闭环，外加信号US经R1、R2分压，使Uid足够小。以保证运放工作在线性区，同相输入端电阻R3应与反相输入端电阻R2相匹配，以减少输入偏值电流的影响，电容C为隔直电容。被测运放的开环电压放大倍数为

Aud?UOUid?(1?R1R2)UOUi

测试中应注意：①测试前电路应首先消振及调零。

②被测运放要工作在线性位。

③输入信号频率应较低，一般用50～100Hz，输出信号幅度应较小，且无明显失真。

4、共模抑制比CMRR

集成运放的差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数AC之比称为共模抑制比。

CMRR?AdAC或CMRR?20lgAdAC(db)

共模抑制比在应用中是一个很重要的参数，理想运放对输入的共模信号其输出为零，但在实际的集成运放中，其输出不可能没有共模信号的成分，输出端共模信号愈小，说明电路对称性愈好，也就是说运放对共模干扰信号的抑制能力愈强，即CMRR愈大。

CMRR的测试电路如图10-4所示。集成运放工作在闭环状态下的差模电压放大倍数为

F100K+12VC1-R11K+100uR21K+RWU0C.UiC.R3100K100K-12V

图10-4

Ad??RFR1

当接入共模输入信号Uic时，测得UOC，则共模电压放大倍数为 AC?得共模抑制比

CMRR?AdAC?RFR1?UiCUOCUOCUiC

测试中应注意：①消振与调零

②R1与R2，R1与RF之间阴值严格对称

③输入信号Uic幅度必须小于集成运放的最大共模输入电压范围Uicm。

5、共模输入电压范围Uiom

集成运放所能承受的最大共模电压称为共模输入电压范围，超出这个范围，运放的CMRR会大大下降，输出波形产生失真，有些运放还会出现“自锁”现象以及永久性的损坏。

Uiom的测试电路如图10-5所示。

被测运放接成电压路随器形式，输出端接示波器，观察最大不失真输出波形，从而确定Uiom值。

6、输出电压最大动态范围Uopp

集成运放的动态范围与电源电压、外接负载及信号源频率有关。测试电路如图10-6所示。

RF100K+12VRF100K+12VR1-1K-R2US.+1KRWU0.R1US.+10KRWU0.-12V-12V

图10-5 图10-6

改变幅度ui，观察uo削顶失真开始时刻，从而确定uo的不失真范围，这就是运放在某一定电源电压下可能输出的电压峰峰值Uopp。

集成运放在使用应考虑的一些问题：

（1）输入信号选用交、直流量均可，但在选取信号的频率和幅度时，应考虑运放的频响特性和输出幅度的限制。

（2）调零。为提高运算精度，在运算前，应首先对直流输出电位进行调零，即保证输入为零时，输出也为零。当运放有外接调零端子时，可按组件要求接入调零电位器RP，调零，将输入端接地，调零端接入电位器RP，用直流电压表测量输出电压U0，细心调节RP，使U0为零（即失调电压为零）。如运放没有调零端子，若要调零，可按图10-7所示电路进行调零。

一个运放如不能调零，大致有如下原因：①组件正常，接线有错误；②组件正常，但负反馈不够强（RF/R1太大），为此可将RF短路，观察是否能调零；③组件正常，但由于它所允许的共模输入电压太低，可能出现自锁现象，因而不能调零。为此可将电源断开后，再重新接通，如能恢复正常，则属于这种情况。④组件正常，但电路有自激现象，应进行消振。⑤组件内部损坏。应更换好的集成块。

（3）消振。一个集成运放自激时，表现为即使输入信号为零，亦会有输出，使各种运算功能无法实现，严重时还会损坏器件。在实验中，可用示波器监视输出波形。为消除运放的自激，常采用如下措施。

①若运放有相位补偿端子，可利用外接RC补偿电路，产品手册中有补偿电路及元件参数提供。②电路布线、元器件布局应尽量少分布电容。③在正、负电源进线与地之间接上几十μF的电解电容和0.01～0.1μF的陶瓷电容相并联以减小电源引线的影响。

RF+VRFR1Ui-R2RwR1-+R3-V+R2+V-V(a)U(b)

图10-7

三、实验内容

实验前看清运放管脚排列及电源电压极性和数值，切忌正、负电源反接。 1、测量输入失调电压UOS

按图10-2连接实验电路，闭合开关K1、K2，用数字直流电压表测量输出端电压UO1，并计算US，记入表10-1中。

UOS（mV）实测值典型值 IOS（nA）实测值典型值 Aud（db）实测值典型值 CMRR（db）实测值典型值 2、测量输入失调电流IOS

实验电路如图10-2，打开开关K1、K2，用数字电压表测量UO2，计算计算IOS。记入表10-1中。

3、测量开环差模电压放大倍数Aud。

按图10-3连接实验电路，运放输入端加频率100HZ，大小约30~50mV的正弦信号，用示波器监视输出波形。用交流毫伏表测量UO和Ui，并计算Aud。记入表10-1中。 4、测量共模抑制比CMRR

按图10-4连接实验电路，运放输入端加f=100HZ，Uio=1~2V正弦信号，监视输出波形，测量UOC和UiC，并计算AC及CMRR。四、实验报告

1、将所测得的数据与典型值进行比较。

2、对实验结果及实验中碰到的问题进行分析、讨论。

实验十一集成运算放大器的基本应用（多种模拟运算电路）

一、实验目的

1、研究由集成运放组成的比例、加法、减去和积分等基本运算电路的功能。 2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。二、实验内容

1、反相比例运放运算电路。

RF100KR1Ui10K+12VUi1Ui2RF100KR110K+12V2-35476U02-R210K3+1100KRW+1100KRWU0R39.1K-12VR34.7K-12V 图11-1 图11-2

（1）、按图11-1连接实验电路，接通±12V电源，输入端对地短路，进行调零和消振。（2）、输入f=100Hz，Ui=0.5V的正弦交流信号，测量相应的Uo，并用示波器观察Uo和Ui的相位关系，记入表11-1中：

表11-1 Ui=0.5V f=100Hz Ui（V） Uo（V） Ui波形 Uo波形实测值 10K+12VAv 计算值 2、同相比例运算电路 RF100KR110K+12VF-U0-R2Ui10K100K-12V-12VU0R2Ui9.1K+RW+RW(a)(b)

图11-3

（1）、按图11-3（a）连接线路，实验步骤同上，将结果记入表11-2中。（2）、将图11-3（a）中的R1断开，得图11-3（b）电路重复内容（1）。

表11-2 Ui=0.5V f=100Hz Ui（V） Uo（V） Ui波形 Uo波形实测值 Av 计算值 3、反相加法运算电路（1）、按图11-2连接实验电路，调零和消振。（1）、输入信号采用直流信号，图11-4所示电路为简易直流信号源，由实验者自行完成。实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。用数字万用表测量Ui1、Ui2和Uo记入表11-3：

表11-3 Ui1（V）表11-4 Ui1（V） Ui2（V） Uo（V） 1.5V120Ω0.3V10Ω0.2VUi2（V） Uo（V） 20Ω0

图11-4

4、减法运算电路

（1）、按图11-5连接实验电路，调零和消振。

（2）、采用直流输入信号，实验步骤同内容3，记入表11-4。 5、积分运算电路

实验电路如图11-6所示，接通±12V稳压电源。

K2RF100KR2C2uR110KUi1+12VK1+12V-UiU0R1100K1M-U0R2Ui210K+R3100K100KRW+R3-12V100K100KRW-12V

图11-5 图11-6

（1）、打开K2，闭合K1对运放输出进行调零。

（2）、调零完成后，再打开K2，闭合K1，使U1（0）=0 （3）、预先调好直流输入电压Ui=0.5V,接入实验电路，再打开K2，然后用数字电压表测量输出电压UO，每隔5秒读一次UO，记入表11-5中，直到UO不继续明显增大为止。 T(S) Uo(V) 0 5 10 15 20 25 30 ? ? 三、实验报告

1、整理实验数据，画出波形图（注意波形间的相对关系）。 2、将理论计算结果和实测数据相比较，分析产生误差的原因。 3、分析讨论实验中出现的现象和问题。

实验十二集成运算放大器非线性应用（波形发生器）

一、实验目的

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。二、实验内容

1、RC桥式正弦波振荡器

按图12-1连接实验电路，接通±12V电源，输出端接示波器。

（1）、调节电位器RP，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RP值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。（2）、用示波器（或频率计）测量振荡频率fo，然后在选频网络的两个电阻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。 2、方波发生器

按图12-2连接实验电路

（1）、将电位器RP调至中心位置，用双踪示波器观察并描绘方波uo及三角波uc的波形，测量其幅值及频率，记录之。

（2）、改变RP动点的位置，观察uo、uc幅值及频率变化情况。把动点调至最上端和最下端，测出频率范围，记录之。

（3）、将RP恢复至中心位置，将一只稳压管短接，观察uo波形，分析uo的限幅作用。

1 10KRwR19.1KR215K2D2R32.4KUC+12VU0Cf0.01uRf20K-+12VRS2KU0-3++R10K-12VC0.01u-12VR′10K1R′PRP47K′R′P2CW54×2R10K0.01u10KR′2

图12-1 图12-2

3、三角波和方波发生器

按图12-3连接实验电路

（1）、将电位器RP调至合适位置，用双踪示波器观察并描绘三角波uo及uo'，测量其幅值、频率及RP值，记录之。

（2）、改变RP动点的位置，观察对uo、uo＇幅值及频率的影响。（3）、改变R1（或R2），观察对uo、uo＇幅度及频率的影响。

U0Cf0.01u+12V-R1+12VRf2K-12VRP47KRf-+2.7K6U010K+-12VR220K2CW54图12-3

三、实验报告

1、正弦波发生器

（1）列表整理实验数据，画出波形，把实测频率与理论进行比较；（2）根据实验分析RC振荡器的振幅条件；（3）讨论二极管VD1、VD2的稳幅作用。 2、方波发生器

（1）列表整理实验数据，在同一坐标纸上，按比例画出方波和三角波的波形图（标出时间和电压幅值）。（2）分析变化时R5，对uo波形的幅值及频率的影响。（3）讨论VD Z 1、VDZ1的限幅作用。 3、三角波和方波发生器

（1）整理实验数据，把实测频率与理论值进行比较。

（2）在同一坐标纸上，按比例画出三角波和方波的波形，并标明时间和电压幅值；（3）分析电路参数变化（R1、R2和RV）对输出波形频率及幅值的影响。四、预习要求

1、复习有关RC正弦波振荡器、三角波及方波发生器的工作原理，并估算图12-1、12-2、12-3电路的振荡频率。 2、设计实验表格。

3、为什么在RC正弦波振荡电路中要引入负反馈支路？为什么要增加二极VD1和VD2？它们是怎样稳幅的？

4、电路参数变化对图12-2、12-3产生的方波和三角波频率及电压幅值有什么影响？ 5、在波形发生器各电路中，“相位补偿”和“调零”是否需要？为什么？ 6、怎样测量非正弦波电压的幅值？

实验十三 LC正弦波振荡器

一、实验目的

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、研究电路中参数对振荡器起振条件及振荡频率的影响。二、实验原理

正弦波振荡器是一个带选频网络的正反馈自激放大器。若以LC并联电路作选频网络的，就是LC正弦波振荡器，可以分为变压器反馈式（又叫互感耦合式）、电感三点式和电容三点式三种。本实验以变压器反馈式LC正弦波振荡器为实验对象，电路如图13-1。其中变压器B有三个绕组，原边N1作电感L与电容C并联组成选频网络，副边N2是反馈线圈，N3是输出线圈。为了提高负载能力，加上晶体管T2组成射极输出器。晶体管T1组成共射极放大电路。

UCC+12VN2Rb1100KΩR14.3KΩCC10.01uFN1LN3Rb4130KΩT23DG12U0C26800PC06800PGNDRb22.7KΩT13DG6ERB35.6KΩRF3KΩRE12KΩGNDBGNDR2150KΩRE1KΩCE10.01uF图13-1 变压器反馈式LC振荡电路

变压器的原、幅边同各端必须如图正确连接，以满足自激振荡的相位条件，即满足正反馈的条件。如果接反，就变成负反馈，不能起振；这时可以将N2（或N1）的头、尾端对

调，以改变反馈的极性，满足正反馈的条件。除了相位条件外，还有振幅条件。这需要合理选择电路的参数来达到。本电路设计时振幅条件已满足。稳幅作用是利用晶体管的非线性来限幅的，虽然有非线性存在，但由于LC并联谐振电路具有良好的选频作用，因此输出电压波形一般很近正弦波，失真不大。

振荡器的振荡频率由谐振电路的电感L和电容C决定，如下式：

fo?12?LC

改变电容C的大小，就可以改变振荡频率。三、实验内容

按图13-1连接好实验电路。电位器Rb1放在最大位置。C接2×390pF＝780Pf。输出端uo接示波器。

1、静态工作点的调整（1）、接通UCC＝+12V电源。电位器Rb1从最大电阻逐渐调小，观察示波器可见正弦波形。如果不能起振，可以改变N2的头尾端位置，使之起振。用万用表的直流电压档测量T1的Ube，及输出正弦波电压有效值Uo，记入表13-1中。

（2）、把Rb1调小，观察输出uo的变化，测量Ube，记入表13-1中。（3）、把Rb1调大，使振荡波形刚刚消失，测量Ube，记入表13-1中。（4）、继续调大Rb1，观察uo的变化，测量Ube，记入表13-1中。 2、验证相位条件（1）、把N2的头、尾端对调，观察停振现象。

（2）、恢复N2的正反馈接法，使之起振。把N1的头、尾端对调，观察停振现象。（3）把N3的的头尾对调，观察振荡波形。 3、测量振荡频率fo

调节Rb1在电路正常起振工作状态。改变电容C值，测量振荡频率fo，记入表13-2。（1）C＝390pF，（2）C＝780pF，用二只390p并联，（3）C＝1500pF。 4、观察谐振电路Q值对电路工作的影响

在正常起振的条件下，在LC谐振电路两端并联R＝5.1KΩ的电阻，以降低Q值，观察振荡波形的变化。

表13-1

Rb1（V）表13-2 C（pF） fo（KHz） 390 780 1500 Ube（V） Uo（V） Uo波形五、实验报告 1、整理实验数据，并分析讨论。

（1）、LC正弦波振荡器的相位条件和振幅条件；（2）、电路参数对LC振荡起振条件的输出波形的影响。 2、讨论实验中出现的情况和解决办法。

六、预习和思考

实验前要求预习，复习教材中有关LC正弦波振荡器的内容。思考题：（1）、LC振荡器是怎样稳幅的？既然利用非线性稳幅，为什么输出波形Uo是正弦波？（2）、为什么N1和N2头尾端对调对起振有影响，N3对调则不影响？（3）、起振和停振时T1的Ube有什么不同？

实验十四变压器耦合推挽功率放大器

一、实验目的

1、了解变压器耦合推挽功率放大器的工作原理。 2、掌握功率放大器的安装调试方法。 3、学会测量放大器的最大不失真输出功率。 4、了解阻抗匹配的作用。二、实验原理

功率放大器以输出足够大的信号功率为主要目的。但增大输出功率会使晶体管的功耗增加，且增大了输出的动态范围，从而也使输出信号的非线性失真增大。所以，晶体管的功耗与非线性失真是功率放大器的主要矛盾。

推免功率放大器的特点是：

（1）电路的静态工作点Q很低，IC≈0，所以静态时管耗很小。

（2）两管在信号的正负半周内交替工作，在负载上得到合成的波形，既提高了效率又改善了输出波形。

两功率放大管参数要求基本一致。电路最大输出功率为

PO≈

Vcc2R2

L三、实验内容

按图连接成实验电路

1、调试静态工作点：接通电源，断开B点，调节W使毫安表指示约2 mA，再合上B点断开A点，观察毫安表读数是否仍为2 mA。如果两次数值相等，表明两功率管在小信号时性能一致。

大信号时两管性能测试，断开B点，调节 W使直流毫安表指示为20mA左右（数字电流表直流档测）。然后断开A点接通B点，如读数仍在20mA左右，表明两管工作在大信号时性能也较一致。

接通A、B点，将两管静态工作电流调至4~5mA，接上8Ω负载电阻。 2、观察交越失真

在放大器输入端输入f=1KHz正弦信号，示波器Y轴衰减置“1”，Y轴增幅旋至最大并接至负载电阻两端。逐渐增大输入信号幅度，使示波器出现清晰可辨的正弦级，此时放大器工作于小信号状态。

短路R2，使两功放管基极处于零偏状态，观察并描出交越失真的输出电压波形，切断输入信号，记录电流表读数。

3、测量负载两端最大不失真输出功率

断开R2的短路线，使放大器恢复正常，逐渐加大输入信号幅度，直到输出波形刚好不失真为止。用毫伏表测出此时负载R4两端的电压有效值Uo，计算最大不失真输出功率：

PO?V2CCR

4、测量阻抗匹配对输出功率的影响

改变负载电阻RL的阻值，使它为16Ω，重复最大不失真输出功率的测量。

5、推挽功放实验

输入f=1KHz正弦信号，用示波器观察RL为8Ω时两端输出波形。调节输入信号幅度，使示波器上出现约占屏幕2/3高度的不失真正弦波。

断开A点使BG1不工作，接通A点断开B点使BG2不工作，记录两管轮流工作时的输出波形。

CCR12KW4.7KB1BG1ViBG23DG12R2150Ω+mAA3DG12B2+9VB1:输入变压器B2:输出变压器R35.1ΩR48ΩR516Ω2W2WB

实验十五 OTL功率放大器

一、实验目的

1、进一步理解OTL功率放大器的工作原理。

2、学习OTL电路的调试及主要性能指标的测试方法。二、实验原理

图15-1所示为OTL低频功率放大电路。其中V1为推动级（也称前置放大级），V2、V3是一对参数对称的NPN和PNP型晶体三极管，它们组成互补推免OTL功放电路。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，适合于作功率输出级。V1工作为甲状态，它的极电集电流IC1为由电位器RP1进行调节。IC1的一部分流经电们器RP2及二极管VD，给V2、V3提供偏压。调节RP2，可以使V2、V3得到合适的静态电流而工作于甲、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，可以通过调节RP1来实现，由于RP1 的一端接在A点，因此在电路中引入交、直流电压并联负反馈，一方面能够稳定放大器的静态工作点，同时也改善了非线性失真。

当输入正弦交流信号ui时，V1经放大、倒相后同时作用于V2、V3的基极，ui的负半周使V2管导通（V3管截止），有电流通过负载RL，同时向电容CO充电，在ui的正半周，V3导通（V2截止），则已充好电的电容器CO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，以得到大的动态范围。 OTL电路的主要性能指标： 1、最大不失真输出功率Pom

理想情况下，Pom?UORL21UCC8RL2，在实验中可通过测量RL两端的电压有效值，来求得实际

的Pom? 。

2、效率?

??PomPE100% Pm——直流电源供给的平均功率

理想情况下?max?78.5%。在实验中，可测量电源供给的平均电流Idc，从而求得PE = UCC·Idc，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。

mAC2RC1650Ω+100uRP21K4007510ΩV23DG12AV33AX31RB2C1+10uUiRB13.3KRE1100Ω+CE1100u2.4KV13DG6RL 8ΩU0+C0470uUCC+5VRP1D 10K

图15-1

三、实验内容

在整个测试过程中，电路不应有自激现象。 1、静态工作点的测试

按图连接实验电路，电源进线中串入数字直流毫安表，电位器RP2置最小值，RP1置中间位置，接通＋5V电源，观察毫安表指示，若电流过大，或管子温升显著，应立即断开电源检查原因（如RP2开路，电路自激，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VA 调节电位器RP1，用数字直流电压表测量A点电位，使UA?（2）、调整输出级静态电流及测试各级静态工作点

调节RP2，使V2、V3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器的电流。但一般V1的集电极IC1较小，从而可以把测得的总电流近似当作末极的静态电流，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态调试法，使RP2＝0，在输入端接入f＝1KHz的

12UCC

正弦信号ui。逐渐加大输入信号的幅值，此时，输出波形应出现较严重的交越失真（注意：没有饱和和截止失真），然后缓慢增大RP2，当交越失真刚好消失时，停止调节RP2，恢复

ui＝0，此时直流毫安表读数即为输出级静态电流。一般数值也应在5～10mA左右，如过大，

则要检查电路。

输出级电流调好以后，测量各级静态工作点，记入表15-1中。

表15-1 IC2＝IC3＝ mA UA＝2.5V UB（V） UC（V） UE（V） V1 V2 V3 注意：①在调到整RP2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

出管。 ②输出管静态电流调好，如无特殊情况，不得随意旋动RP2的位置。 2、最大输出功率Pom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uO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的电压Uom，则Pom?UomRL2。

（2）、测量效率η

当输出电压为最大不失真输出时，读出数字直流毫安表中的电流值，此电流即为直流电源供给的平均电流Idc（有一定误差），由此可近似求得PE?UCC?Idc，再根据上面测得的Pom，则可求出??PomPE。