8)功率放大部分
(1)晶体管组成功放:两个电位器需要连接,另外LTP4、LTP5、LTP6实际上没有连在一起,需要我们连接。
(2)集成块组成的功率放大电路:仅输入输出端和+9V电源需要连接。
9)模拟可编程器件ispPAC 10、ispPAC 20、ispPAC 80部分
(1)模拟可编程器件ispPAC 80:完成低通滤波器的设计。
(2)模拟可编程器件ispPAC 10:完成基本放大。
(3)模拟可编程器件ispPAC 20:内含比较器。
10)A/D、D/A转换部分
(1)A/D转换部分:VCC为+5V电源引入端,通过CS2来选通通道,通过A/D转换软件来观察转换结果。
(2)D/A转换部分:VCC为+5V电源引入端,还须连接电路把IOUT2、IOUT1电流转换为电压,用软件实现转换,通过示波器观察结果。
11)电位器部分
实验箱上有五个不同值的电位器,分别为1K,10K,22K,47K,100K。此处分布了四个。在所有实验中,电位器起改变阻值作用,如图3-8(a)所示,连接如图3-8(b)所示任何一种都可以,只要知道改变阻值情况即可,在以后实验中要连接电位器时不再说明接法。
图3-8 电位器插孔图与连接方法
12)晶体管系列部分
此部分几乎都是分立元件,连线非常灵活,它和运放系列部分类似,组成电路图时可用其他部分的分立元件,可完成所有晶体管的实验。此处实验连线很多,认真连线,确保电路正确再通电实验。
13)差动放大部分
恒流源部分和对管部分分开来,可以做长尾式差动实验。
14)恒温控制部分
此为一个综合实验部分,注意电源不要接错。
从元件分布图可知,各分立元件都以插孔方式跟其他元件相连,各模块间的分立元件都可以互相借用,故按原理图连线组成实验电路时都非常灵活,只要所选元件参数正确就行。
15)放大器干扰、噪声抑制和自激振荡的消除
放大器的调试一般包括调整和测量静态工作点,调整和测量放大器的性能指标:放大倍数、输入电阻、输出电阻和通频带等。由于放大电路是一种弱电系统,具有很高的灵敏度,因此很容易接受外界和内部一些无规则信号的影响。也就是在放大器的输入端短路时,输出端仍有杂乱无规则的电压输出,这就是放大器的噪声和干扰电压。另外,由于安装、布线不合理,负反馈太深以及各级放大器共用一个直流电源造成级间耦合等,也能使放大器没有输入信号时,有一定幅度和频率的电压输出。噪声、干扰和自激振荡的存在妨碍了对有用信号的观察和测量,严重时放大器将不能正常工作。所以必须抑制干扰、噪声和消除自激振荡,才能进行正常的调试和测量。
(1)干扰和噪声的抑制
把放大器输入短路,在放大器输出端仍可测量到一定的噪声和干扰电压。其频率如果是50Hz(或100Hz),一般称为50Hz交流声,有时是非周期性的,没有一定规律。50Hz交流声大都来自电源变压器或交流电源线,100Hz交流声往往是由于整流滤波不良所造成的。另外,由电路周围的电磁波干扰信号引起的干扰电压也是常见的。由于放大器的放大倍数很高(特别是多级放大器),只要在它的前级引进一点微弱的干扰,经过几级放大,在输出端就可以产生一个很大的干扰电压。还有,电路中的地线接得不合理,也会引起干扰。
针对实验箱的结构,由于是分立元件连线的方式,容易受外界干扰,比如电源接入干扰信号,或连线不合理、或接地点不合理等,这样在做实验调试过程要求我们抑制干扰和噪声,采取一定的措施:
①搭建电路时连线要求合理,尽量用最少的线连接好电路,输入回路的导线和输出回路、电源的导线要分开,不要平行或捆扎在一起,以免相互感应。
②电源串入时可以适当加滤波电路。
③选择合理的接地点,尽量把地接在实验箱的插孔与测试钩上,不要把地引出外接而引入干扰。
(2)自激振荡的消除
检查放大器是否发生自激振荡,可以把输入端短路,用示波器(或毫伏表)接在放大器的输出端进行观察。自激振荡的频率一般为比较高的或极低的数值,而且频率随着放大器元件参数不同而改变(甚至拨动一下放大器连接导线的位置,频率也会改变)。高频振荡主要是由于连线不合理引起的。例如输入和输出线靠得太近,产生正反馈作用。对此要连线尽量少,接线要短等。也可以用一个小电容(例如1 000pF左右)一端接地,另一端逐级接触管子的输入端,或电路中合适部件,找到抑制振荡的最灵敏的一点(即电容接此点时,自激振荡消失),在此处外接一个合适的电阻电容或单一电容(一般100pF~0.1μF,由试验决定),进行高频滤波或负反馈,以压低放大电路对高频信号的放大倍数或移动高频电压的相位,从而抑制高频振荡。一般放大电路在晶体管的基极与集电极接这种校正电路。
低频振荡是由于各级放大电路共用一个直流电源所引起。最常用的消除办法是在放大电路各级之间加上“去耦电路”R和C。
电路可靠性和稳定性一直以来是一个很系统和复杂的问题,有兴趣的同学可查相关资料深入学习。
实验箱整个结构以分立元件为基础,这种搭建电路方式易受干扰与自激,但这也是实际设计电路时常常面临的问题,也是我们学习更多知识的最好平台。在做实验时可能碰到许多异常问题,这需要我们在做实验时不仅要学会动手,学会扎实的理论知识,同时,要学会用理论知识解决这些实际问题的能力,从而得到更多的理论知识与实际经验。希望通过本实验箱实验内容的学习,能逐步提高实际动手能力与工程设计能力。
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