电工学实验 (4)

界面上构建如图6-4-3所示的测试电路。

图6-4-5 放置在电路工作区中的元件件和仪表

2．操作步骤如下： ⑴RC一阶电路

①设置电路参数，R1=1k、R2=1k、C1=10μF。将示波器A通道连线的颜色设置为红色，将示波器的面板放大，使A通道Channel A的灵敏度为5V/div，扫描速度Timebase为20ms/div， 按下仿真按钮

，在激活电路后，单击开关 J1的动臂，使开关 J1打开和闭

合，在示波器上可观察到如图6-4-6所示的红色波形。

充电时间常数的测量

图6-4-6 RC电路的充放电暂态过程 图6-4-7 电容减小后RC电路充放电暂态过程及

图6-4-8 RC电路放电时间常数的测量

②把电容C1换成5μF，重新激活电路，单击开关 J1的动臂，并反复单击开关 J1的动臂，使开关 J1反复打开和闭合，在示波器上可观察到如图6-4-7所示的红色波形。

从图6-4-6和图6-4-7的结果看出，电容减小后，时间常数τ减小，充放电时间都减小，因此波形的上升和下降时间减小。

③按暂停仿真按钮，将波形锁定，根据电容充电到稳定值电压的63.2％左右所对应的时间就是一阶电路电容充电时间常数τ的定义，0.632U1≈6.3V，拉出示波器屏幕上两边的两条读数指针即游标1和2，在充电起始点使1号游标与“A”通道信号的交点VA1为最

16

小值，2号游标与“A”通道信号的交点VA2为6.3V，此时游标1与游标2之间的时间差t2-t1即示波器屏幕下方“t2-t1”栏的数据为该电路的充电时间常数τ充＝_______ms，如图6-4-7所示。

④根据电容放电到零输入初始电压的36.8％时所对应的时间为电容放电时间常数τ的定义，参照上述方法，在示波器屏幕上调出相应的波形和读数指针的位置。移动两个游标，在放电起始点使1号游标与“A”通道信号的交点VA1为最大值，2号游标与“A”通道信号的交点VA2为电源电压U1的36.8％即3.68V，此时游标1与游标2之间的时间差t2-t1即在示波器屏幕下方“t2-t1”栏的数据为该电路的放电时间常数τ放＝_______ms，如图6-4-8所示，试与计算结果相比较，

⑤将波形和测量数据放入实验报告中。 ⑵RC电路在脉冲序列作用下的响应 ① 积分电路

在软件Multisim10软件基本界面上建立如图6-4-9所示的积分电路。

图6-4-9 RC积分实验电路 图6-4-10 RC电路的积分波形

a．设置电路参数，R1=50kΩ、C1=1μF。按图6-4-9所示电路接线。

b．双击函数信号发生器图标，将它设置成10Hz、10V的对称方波。将示波器A通道连线的颜色设置为红色，B通道连线的颜色设置为蓝色。(选中导线单击右键，选择Color Segment项即可)

c．双击示波器图标，将示波器的面板放大，使A通道Channel A的灵敏度为10V/div，使B通道Channel B的灵敏度为5V/div，扫描速度Time base为50ms/div。按下仿真按钮，待电路稳定后，按下暂停按钮

，示波器放大面板的屏幕上可以看到积分波形，如图

6-4-10所示。

d．根据以上条件，请选择元件参数和方波信号频率，设计另一个积分电路，并仿真之。 ②微分电路

a．将R和C交换位置，使R=10k?，C=1?F，信号源选择频率为10Hz，幅值为10V的方波信号, 按图6-4-11所示电路接线。

b．双击函数信号发生器图标，将示波器A通道连线的颜色设置为红色，B通道连线的颜色设置为蓝色。

c．双击示波器图标，将示波器的面板放大，使A通道Channel A的灵敏度为5V/div，使B通道Channel B的灵敏度为10V/div，扫描速度Time base为50ms/div。按下仿真按钮，待电路稳定后，按下暂停按钮分波形，如图6-4-12所示。

17

，将波形锁定，从示波器放大面板的屏幕上可以看到微

d．根据以上条件，请选择元件参数和方波信号频率，设计另一个微分电路，并仿真之。

图6-4-11 RC微分实验电路 图6-4-12 RC电路的微分波形

电子技术实验

5.2 实验二 单级交流放大电路

5.2.1实验目的

1．学习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．学习测量放大电路电压放大倍数及最大不失真输出电压的方法。 3．进一步熟悉各种电子仪器的使用。

5.2.2实验原理

1．单级交流放大电路简介

如图5-2-1所示为电阻分压式偏置共射级电压放大电路，该电路中的晶体管能把输入回路（基极—发射极）中微小的电流信号在输出回路中（集电极—发射极）放大为一定大小的电流信号。晶体管在电路中实际上起着电流控制作用。它的偏置电路采用RB1=Rp1+R1和RB2=Rp2+R2组成的分压电路，并在发射级中接有电阻RE，用来稳定静态工作点。发射极电容C2对集电极电流的交流分量提供了交流通路；C1、C3能够隔离直流、通过交流电流，起到隔直流通交流的作用，它们分别把交流信号电流输入基极以及把放大后的交流信号电压送到负载，而不影响晶体管的直流工作状态。当在放大电路输入端输入信号ui后，在放大电路输出端便可得到与ui相位相反、被放大了的输出信号uo，实现了电压放大。

18

图5-2-1共射级单级交流放大电路原理图

2．静态工作点的测量与调试 当外加输入信号为零时，在直流电源的作用下，基极和集电极回路的直流电流和电压分别用IBQ、UBEQ、ICQ 、UCEQ表示，并在其输入和输出特性上各自对应一个点，称为静态工作点。此时电路的直流通路如图5-2-2所示。

假设I1?IBQ，UBE?0.7V，则有：

UBQ?RB2UCC （5.2.1）

RB1?RB2IEQ?UB?UBEUE （5.2.2）

?RERE

图5-2-2 电压放大电路的直流通路

IBQIEQ （5.2.3） ?1??由于ICQ?IEQ，则：

UCEQ?UCC?ICQ(RC?RE) （5.2.4）

放大电路的基本任务是在不失真的前提下，对输入信号进行放大，故设置放大电路静态工作点的原则是：保证输出波形不失真并使放大电路具有较高的电压放大倍数。

19

(a) (b) (c) (d)

图5-2-3 放大电路输出波形示意图

(a)输入波形 (b)不失真 (c)饱和失真 (d)截止失真

改变电路参数UCC、RC、RB都将引起静态工作点的变化，通常以调节基极上偏置电阻取得一合适的静态工作点，如图5-2-1中调节RP1，则RB1减小使得IC增加，使静态工作点偏高，放大电路容易产生饱和失真，如图5-2-3c）所示，U0负半周被削顶。当RB1增加，则IC减小，使工作点偏低，放大电路容易产生截止失真，如图5-2-3d)所示。U0正半周被缩顶。适当调节RB1可得到合适的静态工作点。

3．电压放大倍数的测量

如把放大电路看作一个“黑盒子”，在输出端断开（空载）及接通负载电阻RL（负载）两种情况下测定Ui及Uo，求出它们的比值Au，该比值称为放大电路的电压放大倍数。

电压放大倍数

AU?其中

U0R//RL （5.2.5） ???CUi?berbe?300?(1??)26(mV) （5.2.6）

IE(mA)4．最大不失真输出电压的测量

为了在动态时获得最大不失真输出电压，静态工作点应尽可能选在交流负载线中点，因此在上述调试静态工作点的基础上，应尽量加大Ui，同时适当调节偏置电阻RB1（RP1），若加大Ui先出现饱和失真，说明静态工作点太高，应将RB1增大，降低基极电位，使IC减小，即静态工作点低下来。若加大Ui时先出现截止失真，则说明静态工作点太低，应减小RB1使IC增大。直至当Ui增大时截止失真和饱和失真几乎同时出现，此时的静态工作点即在交流负载线中点，说明输入信号过大。这时应慢慢减小Ui，当刚刚出现输出电压不失真时，此时的输出电压即为最大不失真输出。

5.2.3实验设备及所用组件箱

名 称 模拟（模数综合）电子技术实验箱 数字式万用表 函数信号发生器 双踪电子示波器 数 量 1 1 1 1 备 注 5.2.4实验步骤

1．连接线路、简单测量。

⑴用万用表判断实验箱上三极管V的极性和好坏，电解电容C的极性和好坏。

⑵如图5-2-4所示，连接电路(注意：接线前先测量+12V电源，关断电源后再连线)，将RP1的阻值调到最大位置。连接并检查线路无误后再接通+12V的电源。（注意：接电源时一定不要忘记接地，即Vcc接+12V、COM接GND）

20

搜索“diyifanwen.net”或“第一范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，第一范文网，提供最新小学教育电工学实验 (4)全文阅读和word下载服务。