第一篇：鎖相放大實(shí)驗(yàn)報(bào)告

鎖相放大 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

摘要

本實(shí)驗(yàn)利用鎖相放大器對(duì)微弱信號(hào)中的噪聲進(jìn)行抑制并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，了解相關(guān)檢測(cè)原理，鎖相放大器的基本組成；掌握鎖相放大器的正確使用方法及在檢波上的應(yīng)用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)鎖相放大器的使用，掌握利用鎖相放大器來(lái)觀察信號(hào)輸入信號(hào)通道前后的幅值以及波形情況，獲得相位角與電壓、放大倍數(shù)與電壓的關(guān)系，并且通過(guò)噪聲的觀察知道如何消除噪聲。

關(guān)鍵詞

鎖相放大器，通道，噪聲帶寬，信噪比 正文

鎖相放大器己成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中必不可少的常備儀器。國(guó)內(nèi) 72 年南京大學(xué)首先從事這方面的研究工作，1974 年研制成了第一臺(tái)實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)，繼后物理所等單位相繼進(jìn)行了這一方面的研究工作，1978 年才有了工廠生產(chǎn)產(chǎn)品?，F(xiàn)在測(cè)量毫微伏量級(jí)的信號(hào)已是可能。鎖相放大器在涉及到微弱信號(hào)檢測(cè)的各個(gè)領(lǐng)域都已得到了廣泛的應(yīng)用。

一、實(shí)驗(yàn)原理簡(jiǎn)析 鎖相放大器就是用來(lái)檢測(cè)淹沒(méi)在噪聲中的微弱交流信號(hào)。本質(zhì)上，鎖相放大器是一個(gè)具有任意窄帶寬的濾波器，其頻率調(diào)諧到信號(hào)的頻率，排除掉大多數(shù)不需要的噪聲而只允許被測(cè)量信號(hào)通過(guò)。除了濾波，鎖相放大器也能夠提供增益，鎖相放大器可以從噪聲中提取比噪聲小 1000 倍甚至 10000 倍的信號(hào)，鎖相放大器的信噪改善比特別高它可用于測(cè)量交流信號(hào)的幅度和相位。有極強(qiáng)的抑制干擾和噪聲的能力，有極高的靈敏度。

1.相關(guān)檢測(cè)原理 所謂相關(guān)就是指兩個(gè)函數(shù)間有一定的關(guān)系，如果他們的乘積對(duì)時(shí)間求平均（積分）為零，則表明這兩個(gè)函數(shù)不相關(guān)（彼此獨(dú)立）；如不為零，則表明兩者相關(guān)。由于互相關(guān)檢測(cè)抗干擾能力強(qiáng)，因此在微弱信號(hào)檢測(cè)中大都是采用互相關(guān)檢測(cè)原理。

如果)(1t f 和)(2? ? t f 為兩個(gè)功率有限的信號(hào)，則可定義其相關(guān)函數(shù)為：

? ?? ?? ?TT ldt t f t f T R)()(2 / 1 lim2 1)(?? 由于噪聲的頻率和相位都是隨機(jī)量，它的偶爾出現(xiàn)可用長(zhǎng)時(shí)間積分使它不影響信號(hào)的輸出。因而可以認(rèn)為信號(hào)和噪聲，噪聲和噪聲之間是互相獨(dú)立，相關(guān)函數(shù)為零，通過(guò)推導(dǎo)，則：

? ?? ?? ?YTr sdt t v t T R)()(2 / 1 lim)(? ???

由此可知，對(duì)兩個(gè)混有噪聲的功率有限信號(hào)進(jìn)行相乘和積分處理（即相關(guān)檢測(cè)）后，可將信號(hào)從噪聲中檢出，噪聲被抑制，不影響輸出。

根據(jù)相關(guān)檢測(cè)的原理設(shè)計(jì)的相關(guān)檢測(cè)器是鎖定放大器的心臟。

通常相關(guān)器由乘法器和積分器組成。常采用方波做參考信號(hào)，而積分通常由ＲＣ低通濾波器構(gòu)成。

待測(cè)信號(hào)：ts se t??cos)(? ； 參考信號(hào)：? ? ? ? ? ? ? ?? ?tr re t? ?? ?cos)(； 式中 ? 為兩信號(hào)的延遲時(shí)間，他們進(jìn)入乘法器后，變換輸入為)(t?，若有兩個(gè)信號(hào)頻率相同，則 0 ? ? ?。通過(guò)低通濾波器后，高頻信號(hào)被濾去，于是：（Ｋ為低通濾波器的傳輸系數(shù)有關(guān)的常數(shù)）

因而，兩個(gè)相關(guān)信號(hào)為同頻正弦波時(shí)，經(jīng)相關(guān)檢測(cè)后，其相關(guān)函數(shù)與兩信號(hào)幅度的乘積成正比，同時(shí)與他們之間的相差余弦成正比，特別是當(dāng)待測(cè)信號(hào)和參考信號(hào)同頻同位相，即 0 ? ? ?，0 ? ? 時(shí)輸出最大，即r s ome Ke ? ?。

由此可知，參考信號(hào)也參與了輸出?；谀M乘法器對(duì)參考信號(hào)穩(wěn)定要求極高的缺陷，現(xiàn)行設(shè)備中常采用開(kāi)關(guān)式乘法器構(gòu)成。

開(kāi)關(guān)乘法器,稱為相敏檢波器（PSD）。相關(guān)器由 PSD 與 LPF 組成。此時(shí)待測(cè)信號(hào))(ts? 為正弦信號(hào)。參考信號(hào))(ts? 為方波信號(hào)，即

當(dāng)ωr=ωs 時(shí) Vo(t)=Ke s cosφ，上式表明，輸出僅與待測(cè)信號(hào)的幅度 e s 成正比，也是兩信號(hào)的相差φ成正比。

以上我們假設(shè)噪聲與信號(hào)不相關(guān)，通過(guò)相關(guān)檢測(cè)器后噪聲被抑制，到由于低通濾波器的積分時(shí)間不可能無(wú)限大，實(shí)際上仍有噪聲輸出，它與時(shí)間常數(shù)有關(guān)，通過(guò)加大時(shí)間常數(shù)可以改善信噪比。

2、鎖相放大器對(duì)噪聲的抑制 （1）等效噪聲帶寬 對(duì)于輸入噪聲通常用等效噪聲帶寬（ENBW）來(lái)表征濾波器抑制噪聲的能力。PSD 的基波等效噪聲帶寬應(yīng)為 RC 低通濾波器等效噪聲帶寬的 2 倍。

對(duì)于白噪聲，相應(yīng)諧波等效噪聲帶寬為：,總的等效噪聲帶寬為

（2）信噪比改善（SNIR）

信噪比改善是指系統(tǒng)輸入端信噪比 與輸出信噪比 的比值，鎖相放大器的信噪比改善常用輸入信號(hào)的噪聲帶寬與 PSD 的輸出噪聲帶寬之比的平方根表示：

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1、相關(guān)器的 PSD 波形觀察及輸出電壓測(cè)量和波形記錄

（1）按上圖要求正確連接電路；（2）接通電源，預(yù)熱二分鐘，調(diào)節(jié)多功能信號(hào)源，輸出正弦波，輸出頻率為1kHz左右；（3）調(diào)節(jié)輸出幅度旋鈕，用交流、直流、噪聲電壓表測(cè)量輸出交流電壓，使輸出100mv；（4）置相關(guān)器直流放大倍數(shù)×10，交流放大倍數(shù)×1，用示波器觀察PSD的輸出波形，調(diào)節(jié)寬帶相移量觀察PSD的輸出波形；（5）測(cè)量相關(guān)器輸出直流電壓與相關(guān)器的輸入信號(hào)對(duì)參考信號(hào)之間相位差之間的關(guān)系，用相位計(jì)測(cè)量φ值的大小，并用示波器觀察記錄下波形，從0°開(kāi)始相位每隔30°測(cè)一次，總共測(cè)一個(gè)周期，即360°。

2、相關(guān)器諧波形響應(yīng)的測(cè)量與觀察 （1）同實(shí)驗(yàn) 1 把上述實(shí)驗(yàn)連接圖略作如下改變：將寬帶相移器輸入信號(hào)由1/n 輸出（即 1/n 分頻）送給；（2）多功能信號(hào)源功能“選擇”置分頻，由于相關(guān)器的參考信號(hào)為輸入信號(hào)的 1/n 分頻，即相關(guān)器的輸入信號(hào)為參考信號(hào)的 n 次頻；（3）先置分頻數(shù)為 1，由示波器觀察 PSD 波形及測(cè)量 PSD 輸出直流電壓，調(diào)節(jié)相移器，使輸出直流電壓最大，觀察示波器波形，并記下電壓值；（4）改變 n 為 1，2，3??14，15，對(duì)任意 n 值重復(fù)上述操作，觀察示波器波形，記下最大的電壓值。

3、噪聲的觀察 （1）將兩臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀保持第一步的原電路，將兩臺(tái)電路連接在一起，一臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀作為噪聲輸入另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀。

（2）觀察噪聲的變化關(guān)系。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程與數(shù)據(jù)處理 1 1、相關(guān)器的 D PSD 波形觀察及輸出電壓測(cè)量和波形記錄

表 1：電壓與相位的關(guān)系與波形記錄 相位差 ? /度 直流電壓/mv 波形 8-780-913

58-806 略 78-626

略 117-220

119-77.9

略 122 8.9

略 121 1.9

23.8

略 125 49.4

略 127 71.6

略 138 183.5

略 142 251

286

略 177 635

略 195 814 略 210 865

253 644

略 273 508 略

282 325 略 286 292

292 243

略 297 41.6

略 301 17.8

略 308 5.6

略 309 1.7

略 307-1.2

備注：由于圖像變化有一定的規(guī)律，因此表格中只選擇了幾個(gè)比較特殊的具有代表性的圖像顯示，其余的省略。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)作相位角與直流電壓的變化關(guān)系曲線如下：

結(jié)果分析：

驗(yàn)證電壓與相位的關(guān)系的就是驗(yàn)證01cos()2r sV e e ? ?。

根據(jù)圖表可知，相位角與電壓的變化關(guān)系趨勢(shì)呈余弦變化趨勢(shì)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)相位角為零度的時(shí)候電壓達(dá)到反向最大值，理論上應(yīng)該是正向最大值，因此之間就存在了一個(gè)反向問(wèn)題，或者可以說(shuō)相位角相差了 180°。

由圖像可以看出實(shí)驗(yàn)存在著比較大的誤差，變化曲線不夠光滑并且峰值并沒(méi)有在 0°和 180°位置。分析原因可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：

（1）實(shí)驗(yàn)儀器本身的問(wèn)題，相位角調(diào)節(jié)旋鈕位置調(diào)節(jié)旋鈕與相位角的讀數(shù)顯示本身存在問(wèn)題，儀器本身存在著相位偏移；（2）實(shí)驗(yàn)本身為微波實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電路接線比較復(fù)雜，信號(hào)傳輸過(guò)程中，傳輸線之間存在著一定的干擾，接觸不良等很多因素，因此干擾是不可避免的。

總體來(lái)說(shuō)，雖然存在著很大的誤差問(wèn)題，但是相位角與電壓的變化關(guān)系仍然可以看出呈余弦變化，所以01cos()2r sV e e ? ?

可以通過(guò)本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2、相關(guān)器諧波形響應(yīng)的測(cè)量與觀察

表 2：放大倍數(shù) n 與直流電壓的變化關(guān)系以及波形記錄 n 直流電壓 波形 讀數(shù) 1（v）

讀數(shù) 2（v）1.2 1.30.04 0.030.37 0.410.01 0.020.24 0.230.02 0.010.18 0.220.01 0.010.14 0.130.02 0.01 略 11 0.11 0.12 略 12 0.01 0.02 略 13 0.09 0.08 略 14 0.01 0.01 略 15 0.08 0.08 略 備注：由于圖像變化有一定的規(guī)律，因此表格中只選擇了幾個(gè)比較特殊的具有代表性的圖像顯示，其余的省略。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)作放大倍數(shù)與直流電壓的變化關(guān)系曲線如下：

結(jié)果分析：

此步實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證01 4cos()r sV e en???。

實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果本身存在很多的誤差對(duì)結(jié)果取近似擬合后得到如上圖所示的圖像。由這些數(shù)據(jù)可知，01 4cos()r sV e en??? 是成立的，當(dāng) n 為偶數(shù)時(shí)是為零，奇數(shù)時(shí)是一倍時(shí)的奇數(shù)分之一倍。

實(shí)驗(yàn)誤差總的來(lái)說(shuō)都可以歸結(jié)為實(shí)驗(yàn)儀器的誤差與信號(hào)干擾誤差。

因此奇次諧波輸出的直流響應(yīng)電壓為基波的直流響應(yīng)電壓的 1n，偶次諧波的輸出直流響應(yīng)為 0。3、噪聲的觀察

將兩臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀連接測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示：

信號(hào)源（KHz）

噪聲頻率（KHz）

倍數(shù) 直流電壓變化范圍（V）

0.90693 0.90643 1-0.640~0.590 1.820 2 0.920 2.718 3 0.878~0.951 3.628 4 0.921 4.533 5 0.893~0.945 5.431 6 0.920 6.349 7 0.760~1.075 7.251 8 0.920 8.164 9 0.744~1.068 9.029 10 0.922 9.981 11 0.886~0.949 結(jié)果分析：

當(dāng)輸入一個(gè)噪聲信號(hào)時(shí)，若噪聲頻率和原參考信號(hào)頻率一致，或者為參考信號(hào)頻率的奇數(shù)倍，經(jīng)過(guò)相關(guān)器處理的輸出信號(hào)的電壓值有比較明顯的波動(dòng)，導(dǎo)致鎖相放大器的濾除噪聲的功能失效。

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 本次實(shí)驗(yàn)相對(duì)來(lái)說(shuō)還是成功的。其中遇到了許多的問(wèn)題，在老師的指導(dǎo)與幫助下，在小組成員的努力下，最終還是得到了正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)鎖相放大器的原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有了深刻的了解，知道了互相關(guān)函數(shù)的特征，及電噪聲函數(shù)的特點(diǎn)了解了正弦函數(shù)與同頻率、不同相位差的方波函數(shù)疊加后波形及幅值情況，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證；除此之外，我們驗(yàn)證了輸入信號(hào)和參考信號(hào)倍頻關(guān)系改變，輸出直流電壓的改變情況；最后還對(duì)噪聲進(jìn)行了觀察。

但是，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們也遇到了很多的問(wèn)題，比如沒(méi)有用過(guò)該型號(hào)的示波器，使用的時(shí)候操作不熟悉，并且雖然我們的線路連接時(shí)正確的，但連線過(guò)于繁瑣，導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)的信號(hào)不太穩(wěn)定等，實(shí)驗(yàn)中的電纜線中有些都是壞的，往往導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)沒(méi)有信號(hào)，做不出結(jié)果來(lái)。在實(shí)驗(yàn)中檢查信號(hào)在哪條電纜線處被中斷是很重要的，將信號(hào)傳送入一條電纜，另一端接入示波器檢測(cè)信號(hào)是否正確，來(lái)檢測(cè)電纜是否正常。這都給我們實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了很大的麻煩，但在以后的學(xué)習(xí)與工作中將面對(duì)更多的實(shí)驗(yàn)儀器的問(wèn)題，這次也算是對(duì)我們的一種鍛煉吧，為以后積累更多的經(jīng)驗(yàn)。

第二篇：多級(jí)放大電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告（定稿）

多級(jí)放大電路的設(shè)計(jì)與測(cè)試

電子工程學(xué)院

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.理解多級(jí)直接耦合放大電路的工作原理與設(shè)計(jì)方法 2.熟悉并熟悉設(shè)計(jì)高增益的多級(jí)直接耦合放大電路的方法 3.掌握多級(jí)放大器性能指標(biāo)的測(cè)試方法 4.掌握在放大電路中引入負(fù)反饋的方法

二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)與思考

1.多級(jí)放大電路的耦合方式有哪些？分別有什么特點(diǎn)？

2.采用直接偶爾方式，每級(jí)放大器的工作點(diǎn)會(huì)逐漸提高，最終導(dǎo)致電路無(wú)法正常工作，如何從電路結(jié)構(gòu)上解決這個(gè)問(wèn)題？

3.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求

（1）基本要求

用給定的三極管2SC1815(NPN)，2SA1015(PNP)設(shè)計(jì)多級(jí)放大器，已知VCC=+12V,-VEE=-12V，要求設(shè)計(jì)差分放大器恒流源的射極電流IEQ3=1~1.5mA，第二級(jí)放大射極電流IEQ4=2~3mA；差分放大器的單端輸入單端輸出不是真電壓增益至少大于10倍，主放大器的不失真電壓增益不小于100倍；雙端輸入電阻大于10kΩ，輸出電阻小于10Ω，并保證輸入級(jí)和輸出級(jí)的直流點(diǎn)位為零。設(shè)計(jì)并仿真實(shí)現(xiàn)。

三、實(shí)驗(yàn)原理

直耦式多級(jí)放大電路的主要涉及任務(wù)是模仿運(yùn)算放大器OP07的等效內(nèi)部結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化部分電路，采用差分輸入，共射放大，互補(bǔ)輸出等結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)出一個(gè)電壓增益足夠高的多級(jí)放大器，可對(duì)小信號(hào)進(jìn)行不失真的放大。

1.輸入級(jí) 電路的輸入級(jí)是采用NPN型晶體管的恒流源式差動(dòng)放大電路。差動(dòng)放大電路在直流放大中零點(diǎn)漂移很小，它常用作多級(jí)直流放大電路的前置級(jí)，用以放大微笑的直流信號(hào)或交流信號(hào)。

典型的差動(dòng)放大電路采用的工作組態(tài)是雙端輸入，雙端輸出。放大電路兩邊對(duì)稱，兩晶體管型號(hào)、特性一致，各對(duì)應(yīng)電阻阻值相同，電路的共模抑制比很高，利于抗干擾。

該電路作為多級(jí)放大電路的輸入級(jí)時(shí)，采用vi1單端輸入，uo1的單端輸出的工作組態(tài)。計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)：差動(dòng)放大電路的雙端是對(duì)稱的，此處令T1，T2的相關(guān)射級(jí)、集電極電流參數(shù)為IEQ1=IEQ2=IEQ，ICQ1=ICQ2=ICQ。設(shè)UB1=UB2≈0V，則Ue≈-Uon，算出T3的ICQ3，即為2倍的IEQ也等于2倍的ICQ。

此處射級(jí)采用了工作點(diǎn)穩(wěn)定電路構(gòu)成的恒流源電路，此處有個(gè)較為簡(jiǎn)單的確定工作點(diǎn)的方法： 因?yàn)镮C3≈IE3，所以只要確定了IE3就可以了，而IE3?UR4UE3?(?VEE)，?R4R4UE3?UB3?Uon?(VCC?(?VEE))?R5?Uon

R5?R6uo1?ui1采用ui1單端輸入，uo1單端輸出時(shí)的增益Au1?2.主放大級(jí)

?(Rc//RLRL?(P//）12??2

Rb?rbeR1?rbe本級(jí)放大器采用一級(jí)PNP管的共射放大電路。由于本實(shí)驗(yàn)電路是采用直接耦合，各級(jí)的工作點(diǎn)互相有影響。前級(jí)的差分放大電路用的是NPN型晶體管，輸出端uo1處的集電極電壓Uc1已經(jīng)被抬得較高，同時(shí)也是第二級(jí)放大級(jí)的基極直流電壓，如果放大級(jí)繼續(xù)采用NPN型共射放大電路，則集電極的工作點(diǎn)會(huì)被抬得更高，集電極電阻值不好設(shè)計(jì)，選小了會(huì)使放大倍數(shù)不夠，選大了，則電路可能飽和，電路不能正常放大。對(duì)于這種情況，一般采用互補(bǔ)的管型來(lái)設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)第二級(jí)的放大電路用PNP型晶體管來(lái)設(shè)計(jì)。這樣，當(dāng)工作在放大狀態(tài)下，NPN管的集電極電位高于基極點(diǎn)位，而PNP管的集電極電位低于基極電位，互相搭配后可以方便地配置前后級(jí)的工作點(diǎn)，保證主放大器工作于最佳的工作點(diǎn)上，設(shè)計(jì)出不失真的最大放大倍數(shù)。

采用PNP型晶體管作為中間主放大級(jí)并和差分輸入級(jí)鏈接的參考電路，其中T4為主放大器，其靜態(tài)工作點(diǎn)UB4、UE4、UC4由P1、R7、P2決定。

差分放大電路和放大電路采用直接耦合，其工作點(diǎn)相互有影響，簡(jiǎn)單估計(jì)方式如下：，UC4??VEE?IC4?RP2 UE4?VCC?IE4?R7，UB4?UE4?Uon?UE4?0.7（硅管）由于UB4?UC1，相互影響，具體在調(diào)試中要仔細(xì)確定。此電路中放大級(jí)輸出增益AU2?3.輸出級(jí)電路

輸出級(jí)采用互補(bǔ)對(duì)稱電路，提高輸出動(dòng)態(tài)范圍，降低輸出電阻。

其中T4就是主放大管，其集電極接的D1、D2是為了克服T5、T6互補(bǔ)對(duì)稱的交越失真。本級(jí)電路沒(méi)有放大倍數(shù)。

四、測(cè)試方法

用Multisim仿真設(shè)計(jì)結(jié)果，并調(diào)節(jié)電路參數(shù)以滿足性能指標(biāo)要求。給出所有的仿真結(jié)果。

電路圖如圖1所示

uo2??Rc ??uo1Rb?rbe

仿真電路圖

圖1 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量：

測(cè)試得到靜態(tài)工作點(diǎn)IEQ3，IEQ4如圖2所示，符合設(shè)計(jì)要求。

圖2 靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量

輸入輸出端電壓測(cè)試：

測(cè)試差分放大器單端輸入單端輸出波形如圖3，輸入電壓為VPP=4mV，輸出電壓為VPP=51.5mV得到差分放大器放大倍數(shù)大約為12.89倍。放大倍數(shù)符合要求。

圖3 低電壓下波形圖 主放大級(jí)輸入輸出波形如圖4

圖4 主放大級(jí)輸入輸出波形圖

如圖所示輸入電壓為VPP=51.5mV，輸出電壓為VPP=6.75V放大倍數(shù)為131.56倍。整個(gè)電路輸入輸出電壓測(cè)試如圖5

圖5 多級(jí)放大電路輸入輸出波形圖

得到輸入電壓為VPP=4mV，輸出電壓為VPP=4.29V，放大倍數(shù)計(jì)算得到為1062倍 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

本電路利用差動(dòng)放大電路有效地抑制了零點(diǎn)漂移，利用PNP管放大級(jí)實(shí)現(xiàn)主放大電路，利用互補(bǔ)對(duì)稱輸出電路消除交越失真的影響，設(shè)計(jì)并且測(cè)試了多級(jí)放大電路，得到放大倍數(shù)為1000多倍，電路穩(wěn)定工作。

第三篇：?jiǎn)喂芄采浞糯箅娐贩抡?-實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)

班級(jí)：

機(jī)電-156

姓名：

李學(xué)東

驗(yàn)

報(bào)

告

單管共射放大電路

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）掌握單管放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和電壓放大倍數(shù)的測(cè)量方法。

（2）了解電路中元件的參數(shù)改變對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)及電壓放大倍數(shù)的影響。

（3）掌握放大電路的輸入和輸出電阻的測(cè)量方法。

實(shí)驗(yàn)電路及儀器設(shè)備

（1）實(shí)驗(yàn)電路——共射極放大電路如下圖 所示。

圖（1）電路圖

圖（2）電路圖

（2）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

① 示波器

② 低頻模擬電路實(shí)驗(yàn)箱 ③ 低頻信號(hào)發(fā)生器

④ 數(shù)字式萬(wàn)用表 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

（1）連接共射極放大電路。

（2）測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)。

① 仔細(xì)檢查已連接好的電路,確

認(rèn)無(wú)誤后接通直流電源。

② 調(diào)節(jié)RP1使RP1＋RB11＝30k

③ 測(cè)量各靜態(tài)電壓值，并將結(jié)果記錄。

(3)測(cè)量電壓放大倍數(shù)

① 將低頻信號(hào)發(fā)生器和萬(wàn)用表接入放大器的輸入端Ui，放大電路輸出端接入 示波器，信號(hào)發(fā)生器和示波器接入直流電源，調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的頻率為1KHZ，輸入信號(hào)峰－峰值為20mv左右的正弦波，從示波器上觀察放大電路的輸出電壓UO的波形，測(cè)出UO的值，求出放大電路電壓放大倍數(shù)AU

② 保持輸入信號(hào)大小不變，改變RL，觀察負(fù)載電阻的改變對(duì)電壓放大倍數(shù)的

影響，并將測(cè)量結(jié)果記錄。

（4）觀察工作點(diǎn)變化對(duì)輸出波形的影響

① 實(shí)驗(yàn)電路為共射極放大電路

② 調(diào)整信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓幅值（增大放大器的輸入信號(hào)Ui），觀察放大

電路的輸出信號(hào)的波形，使放大電路處于最大不失真狀態(tài)時(shí)（同時(shí)調(diào)節(jié)

RP1與輸入信號(hào)使輸出信號(hào)達(dá)到最大又不失真），記錄此時(shí)的RP1＋RB11值，測(cè)量此時(shí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，保持輸入信號(hào)不變。改變RP1使RP1＋RB11分別為25KΩ和100KΩ，將所測(cè)量的結(jié)果記入表3中。（測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)需撤去輸入信號(hào)）

設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)

1、設(shè)計(jì)的過(guò)程中用理論去推算，但與實(shí)際還是有一定的誤差，但不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

2、設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，一但 發(fā)生變化那么放大倍數(shù)將會(huì)改變。

3、設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，整個(gè)過(guò)程中靜態(tài)工作點(diǎn)沒(méi)有發(fā)生改變，三極管工作在線性區(qū)；當(dāng)一但三極管沒(méi)有共工作在線性區(qū)或者說(shuō)三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生了改變，整個(gè)設(shè)計(jì)將要失敗，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須保持靜態(tài)工作點(diǎn)不變使三極管工作在線性區(qū)。

4、為了使設(shè)計(jì)的放大電路不受溫度的影響，即為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。設(shè)計(jì)中加了，這樣使得設(shè)計(jì)更加完美。

5、如果靜態(tài)工作點(diǎn)沒(méi)有測(cè)對(duì)，將影響設(shè)計(jì)的放大倍數(shù)，必須先確定好靜態(tài)工作點(diǎn)。

第四篇：實(shí)驗(yàn)十四正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)十四

正交鑒頻及鎖相鑒頻實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.熟悉相位鑒頻器的基本工作原理。

2.了解鑒頻特性曲線（S曲線）的正確調(diào)整方法。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.調(diào)測(cè)鑒頻器的靜態(tài)工作點(diǎn)。

2.并聯(lián)回路對(duì)波形的影響。

3.用逐點(diǎn)法或掃頻法測(cè)鑒頻特性曲線，由S曲線計(jì)算鑒頻靈敏度Sd和線性鑒頻范圍2Δfmax。

三、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路說(shuō)明

1．乘積型鑒頻器

（1）鑒頻是調(diào)頻的逆過(guò)程，廣泛采用的鑒頻電路是相位鑒頻器。鑒頻原理是：先將調(diào)頻波經(jīng)過(guò)一個(gè)線性移相網(wǎng)絡(luò)變換成調(diào)頻調(diào)相波，然后再與原調(diào)頻波一起加到一個(gè)相位檢波器進(jìn)行鑒頻。因此，實(shí)現(xiàn)鑒頻的核心部件是相位檢波器。

相位檢波又分為疊加型相位檢波和乘積型相位檢波，利用模擬乘法器的相乘原理可實(shí)現(xiàn)乘積型相位檢波，其基本原理是：在乘法器的一個(gè)輸入端輸入調(diào)頻波，設(shè)其表達(dá)式為

式中，為調(diào)頻系數(shù)，或，其中為調(diào)制信號(hào)產(chǎn)生的頻偏。另一輸入端輸入經(jīng)線性移相網(wǎng)絡(luò)移相后的調(diào)頻調(diào)相波，設(shè)其表達(dá)式為

式中，第一項(xiàng)為高頻分量，可以被濾波器濾掉。第二項(xiàng)是所需要的頻率分量，只要線性移相網(wǎng)絡(luò)的相頻特性在調(diào)頻波的頻率變化范圍內(nèi)是線性的，當(dāng)

時(shí)。因此鑒頻器的輸出電壓的變化規(guī)律與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的變化規(guī)律相同，從而實(shí)現(xiàn)了相位鑒頻。所以相位鑒頻器的線性鑒頻范圍受到移相網(wǎng)絡(luò)相頻特性的線性范圍的限制。

(2)鑒頻特性

相位鑒頻器的輸出電壓V0與調(diào)頻波瞬時(shí)頻率的關(guān)系稱為鑒頻特性，其特性曲線(或稱S曲線)如圖14-1所示。鑒頻器的主要性能指標(biāo)是鑒頻靈敏度Sd

和線性鑒頻范圍2Δfmax

。Sd定義為鑒頻器輸入調(diào)頻波單位頻率變化所引起的輸出電壓的變化量，通常用鑒頻特性曲線在中心頻率

處的斜率來(lái)表示，即,2Δfmax

定義為鑒頻器不失真解調(diào)調(diào)頻波時(shí)所允許的最大頻率線性變化范圍，2Δfmax可在鑒頻特性曲線上求出。

(3)乘積型相位鑒頻器

用MCl496構(gòu)成的乘積型相位鑒頻器實(shí)驗(yàn)電路如圖14-2所示。其中C13與并聯(lián)諧振回路L1C18共同組成線性移相網(wǎng)絡(luò)，將調(diào)頻波的瞬時(shí)頻率的變化轉(zhuǎn)變成瞬時(shí)相位的變化。分析表明，該網(wǎng)絡(luò)的傳輸函數(shù)的相頻特性的表達(dá)式為

當(dāng)

時(shí)，上式可近似表示為

或

圖14-2

正交鑒頻（乘積型相位鑒頻）(4.5MHz)

式中為回路的諧振頻率，與調(diào)頻波的中心頻率相等。

Q為回路品質(zhì)因數(shù)。

△f為瞬時(shí)頻率偏移。

相移與頻偏△f的特性曲線如圖14-3所示。

由圖可見(jiàn)：在f=f0即△f=0時(shí)相位等于，在范圍內(nèi)，相位隨頻偏呈線性變化，從而實(shí)現(xiàn)線性移相。MCl496的作用是將調(diào)頻波與調(diào)頻調(diào)相波相乘，其輸出經(jīng)RC濾波網(wǎng)絡(luò)輸出。

2．鎖相鑒頻

鎖相環(huán)由三部分組成，如圖14-4所示，它由相位比較器PD、低通濾波器LF、壓控振蕩器VCO三個(gè)部分組成一個(gè)環(huán)路。

鎖相環(huán)是一種以消除頻率誤差為目的的反饋控制電路。當(dāng)調(diào)頻信號(hào)沒(méi)有頻偏時(shí)，若壓控振蕩器的頻率與外來(lái)載波信號(hào)頻率有差異時(shí)，通過(guò)相位比較器輸出一個(gè)誤差電壓。這個(gè)誤差電壓的頻率較低，經(jīng)過(guò)低通濾波器濾去所含的高頻成份，再去控制壓控振蕩器，使振蕩頻率趨近于外來(lái)載波信號(hào)頻率，于是誤差越來(lái)越小，直至壓控振蕩頻率和外來(lái)信號(hào)一樣，壓控振蕩器的頻率被鎖定在外來(lái)信號(hào)相同的頻率上，環(huán)路處于鎖定狀態(tài)。

圖14-5

鎖相鑒頻

(4.5MHz)

當(dāng)調(diào)頻信號(hào)有頻偏時(shí)，和原來(lái)穩(wěn)定在載波中心頻率上的壓控振蕩器相位比較的結(jié)果，相位比較器輸出一個(gè)誤差電壓，如圖14-5所示，以使壓控振蕩器向外來(lái)信號(hào)的頻率靠近。由于壓控振蕩器始終想要和外來(lái)信號(hào)的頻率鎖定，為達(dá)到鎖定的條件，相位比較器和低通濾波器向壓控振蕩器輸出的誤差電壓必須隨外來(lái)信號(hào)的載波頻率偏移的變化而變化。也就是說(shuō)這個(gè)誤差控制信號(hào)就是一個(gè)隨調(diào)制信號(hào)頻率而變化的解調(diào)信號(hào)，即實(shí)現(xiàn)了鑒頻。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1．乘積型鑒頻器

1）調(diào)諧并聯(lián)諧振回路，使其諧振(諧振頻率fC=4.5MHz)。

方法是將峰－峰值Vp-p=500mV左右fC=4.5MHz、調(diào)制信號(hào)的頻率fΩ=1KHz的調(diào)頻信號(hào)從J6端輸入，按下“FM”開(kāi)關(guān)，將“FM頻偏”旋鈕旋到最大，調(diào)節(jié)諧振回路電感L1使輸出端獲得的低頻調(diào)制信號(hào)的波形失真最小，幅度最大。

2）鑒頻特性曲線(S曲線)的測(cè)量。

測(cè)量鑒頻特性曲線的常用方法有逐點(diǎn)描跡法和掃頻測(cè)量法。

①逐點(diǎn)描跡法的操作是：用高頻信號(hào)發(fā)生器作為鑒頻器的輸入

(見(jiàn)圖14-2)，頻率為

fC=4.5MHz，幅度；鑒頻器的輸出端接數(shù)字萬(wàn)用表(置于“直流電壓”檔)，測(cè)量輸出電壓值(調(diào)諧并聯(lián)諧振回路，使其諧振)；改變高頻信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率(維持幅度不變)，記下對(duì)應(yīng)的輸出電壓值，并填入下表；最后根據(jù)表中測(cè)量值描繪S曲線。

F(MHz)

4.5

4.6

4.8

4.9

5.0

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

V0(mV)

表14-1

鑒頻特性曲線的測(cè)量值

②掃頻測(cè)量法的操作是：將掃頻儀(如BT-3G型)的輸出信號(hào)作為鑒頻器的輸入信號(hào)，掃頻儀的檢波探頭電纜換成夾子電纜線接到鑒頻器的輸出端，先調(diào)節(jié)BT-3G的中心頻率使f0=5MHz(并聯(lián)諧振回路諧振)；然后調(diào)節(jié)BT-3G的“頻率偏移”、“輸出衰減”和“Y軸增益”等旋鈕，使BT-3G上直接顯示出鑒頻特性曲線，利用“頻標(biāo)”可繪出S曲線．調(diào)節(jié)圖14-2中諧振回路的電感L1，可改變S曲線的斜率和對(duì)稱性。

2．鎖相鑒頻

1）觀察系統(tǒng)的鑒頻情況

將峰－峰值Vp-p=500mV左右fC=4.5MHz，調(diào)制信號(hào)的頻率fΩ=1KHz的調(diào)頻信號(hào)從J4輸入，將S1的3撥上，觀察J2輸出的解調(diào)信號(hào)，對(duì)比調(diào)制信號(hào)，改變調(diào)制信號(hào)的頻率，觀察解調(diào)信號(hào)的變化?；蚋淖僐A1觀察J1、J2處波形。

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1.說(shuō)明乘積型鑒頻鑒頻原理。

2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出鑒頻特性曲線。

3.說(shuō)明鎖相鑒頻的原理。

六、實(shí)驗(yàn)儀器

1．高頻實(shí)驗(yàn)箱

1臺(tái)

2．雙蹤示波器

1臺(tái)

3．頻率特性測(cè)試儀（可選）

1臺(tái)

4．萬(wàn)用表

1塊

第五篇：《放大》影評(píng)

《放大》影評(píng)

《放大》就像一部現(xiàn)代派的小說(shuō)，沒(méi)有引人入勝的情節(jié)，卻有著精致的表現(xiàn)技巧與足夠的思想深度。

如導(dǎo)演所說(shuō)：影片“表述的是單獨(dú)的人物和現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系，現(xiàn)實(shí)、事件都是緊緊地圍繞著人物而存在的”，這里導(dǎo)演顯然已經(jīng)不再拘泥與對(duì)現(xiàn)實(shí)的記錄，開(kāi)始轉(zhuǎn)向更終極的探討：現(xiàn)實(shí)是什么？事實(shí)上此時(shí)意大利的新現(xiàn)實(shí)主義浪潮已經(jīng)開(kāi)始退潮，而安東尼奧尼自己也轉(zhuǎn)向了關(guān)于現(xiàn)實(shí)另一層次的思考。導(dǎo)演已經(jīng)說(shuō)明：影片中最關(guān)鍵的是人——處于現(xiàn)實(shí)中卻最終走向虛無(wú)的人。

于是《放大》中值得關(guān)注的是人，而非情節(jié)。實(shí)際上影片情節(jié)已被導(dǎo)演人為弱化，敘事線索不夠集中，甚至可以說(shuō)支離破碎。太多與情節(jié)不相關(guān)的人物不時(shí)出現(xiàn)，擾亂了觀影者對(duì)情節(jié)的注意力。我們完全可以想象《放大》若是再懸念大師希區(qū)柯克手上會(huì)和現(xiàn)在有多不同。如果一定要說(shuō)出影片的情節(jié)，那么可以簡(jiǎn)單的這樣表述：青年攝影師托馬斯在倫敦的一個(gè)公園里，偷拍了一組關(guān)于一對(duì)情人的照片，并被當(dāng)事人發(fā)現(xiàn)。照片上那個(gè)女子追蹤而至，拼命想要回照片和膠卷。這引起了托馬斯的懷疑。他把那些照片不斷放大，結(jié)果從那些照片中發(fā)現(xiàn)了一具尸體和一個(gè)拿著槍的人。他堅(jiān)信這是一起謀殺案的證據(jù)，并想根據(jù)這些照片揭露這起謀殺，但最終卻一無(wú)所獲，自己反而陷入一片生存的迷茫之中。

這讓我想起法國(guó)人的薩特的所謂存在主義的思考，撇開(kāi)記錄方式的差別，單從書(shū)名與主要觀點(diǎn)來(lái)看，其著作《存在與虛無(wú)》更像是對(duì)《放大》這部電影的哲學(xué)注腳?！叭耸且粋€(gè)自為的存在，現(xiàn)在是一個(gè)聯(lián)系著過(guò)去和將來(lái)的否定，實(shí)際上是一個(gè)虛無(wú)?！贝嬖谥髁x哲學(xué)家們認(rèn)為：存在是偶然的、荒謬的。人生活在一個(gè)孤立無(wú)援的世界上，人是被“拋”到世界上來(lái)的。人生是一場(chǎng)悲劇?！斗糯蟆酚靡粋€(gè)個(gè)鏡頭表達(dá)了對(duì)現(xiàn)實(shí)的質(zhì)疑、探尋而最終徹底困惑。攝影師的女鄰居和攝影師有何關(guān)系我們無(wú)從得知，可是解讀整部影片的一把鑰匙就握在她的手中。當(dāng)托馬斯借助工具——個(gè)體與現(xiàn)實(shí)的中介把照片不斷放大。最終得到的真相——那張沒(méi)有被人拿走的照片，在女鄰居看來(lái)就像一幅梵高的油畫(huà)。“油畫(huà)”無(wú)疑就像以影片結(jié)尾中并不存在的網(wǎng)球一樣是一個(gè)象征虛無(wú)的存在，另托馬斯忙碌整天所要探尋的真相其實(shí)是一場(chǎng)虛無(wú)。或許作為藝術(shù)的真實(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比現(xiàn)實(shí)的真實(shí)來(lái)的更加親切與可愛(ài)。如同作為油畫(huà)的照片遠(yuǎn)比作為真實(shí)拷貝的照片可愛(ài)，作為古董的螺旋槳可能遠(yuǎn)比作為飛機(jī)飛行工具的螺旋槳更加讓人珍視。

隨著技術(shù)的發(fā)達(dá)，以及不斷出現(xiàn)的技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的有利或不利的改變，西方人迅速分為了兩大陣營(yíng)：科技決定論與其反對(duì)者。在對(duì)技術(shù)抱以無(wú)限熱情與憧憬的同時(shí)，一大批藝術(shù)家和知識(shí)分子對(duì)技術(shù)的恐慌也與日俱增，安東尼奧尼就是其中一位。安的第一部彩色片《紅色沙漠》就是以此為主題的一部電影。說(shuō)到這里，有意思的是安東尼奧尼晚期對(duì)數(shù)字技術(shù)又表現(xiàn)出了無(wú)比的興奮，并在那場(chǎng)著名的與伯格曼的談話中反復(fù)提到技術(shù)的進(jìn)步多么神奇之類的話。這也許反映了人們對(duì)于科技進(jìn)步的普遍的復(fù)雜看法。

而在影片《放大》中，導(dǎo)演也毫不遮掩的表達(dá)了對(duì)技術(shù)和工具的不信任，照相機(jī)作為那個(gè)世紀(jì)最重大的一項(xiàng)發(fā)明讓人們可以幾乎無(wú)差別的記錄發(fā)生——卻永遠(yuǎn)無(wú)法記錄真實(shí)。照片可以被拿走，托馬斯的話不被任何人相信，就連肉眼看到的東西——公園的男尸也可以不翼而飛。作為對(duì)先進(jìn)技術(shù)和工具的優(yōu)秀使用者出現(xiàn)的攝影師托馬斯，在他的工作室就像國(guó)王一樣可以為所欲為。并希望通過(guò)工具——照相機(jī)、膠片、現(xiàn)形水、放大鏡等等追查真相，卻最終得到的是虛無(wú)。也許，虛無(wú)作為存在本身就是一種真相。

影片中最具符號(hào)特征的人物要數(shù)開(kāi)頭和結(jié)尾處出現(xiàn)一群人，這些人被涂上了白色的臉。我把他們理解為無(wú)差別的人。這些人獨(dú)立于影片中沒(méi)有臉譜的其他人，他們以種種行為藝術(shù)寓言這個(gè)世界。導(dǎo)演用他們作為高度抽象化的無(wú)聲的語(yǔ)言，告訴你他要表達(dá)的東西。而影片中最具象征意義的應(yīng)該是最后的一場(chǎng)打網(wǎng)球的戲。一群被涂了臉，象征無(wú)區(qū)別的熱衷游戲的人開(kāi)始了一場(chǎng)虛無(wú)的網(wǎng)球比賽。而這更像是一場(chǎng)行為藝術(shù)。參與者全神貫注，仿佛這是全世界最嚴(yán)肅的一件事情，球不時(shí)被打出邊界，當(dāng)主人公托馬斯被請(qǐng)求加入——撿起虛無(wú)的球時(shí)，他略微思考了一下，便放棄手中的相機(jī)，就像打球的人放棄球拍，一臉嚴(yán)肅的把球拋向空中。一個(gè)很長(zhǎng)的特寫(xiě)鏡頭里，托馬斯的眼睛開(kāi)始和眾人一樣追隨著空中球的飛行軌跡。而那是否存在卻似乎還是永恒的難題。

具有高度符號(hào)化、隱喻性的還有拿把破碎的吉他。托馬斯無(wú)意闖入一場(chǎng)搖滾演唱會(huì)，聽(tīng)眾仿佛被催眠似的集體呆滯，讓人懷疑他們對(duì)搖滾是否真正欣賞。一把被摔碎的吉他拋向人群，突然引起了眾人哄搶。托馬斯也像被催眠似的拼命奪得吉他。這仿佛在告訴我們，人類的務(wù)實(shí)有多么可笑。即對(duì)真正關(guān)鍵的虛的藝術(shù)的漠不關(guān)心，而對(duì)實(shí)際已經(jīng)殘破的實(shí)的物質(zhì)過(guò)分狂熱。而一旦離開(kāi)特定場(chǎng)所，破碎的吉他也不再重要。像垃圾一樣被丟在街角。這似乎在進(jìn)一步告訴我們，連實(shí)際的東西也不再重要。那么什么是重要的？誰(shuí)知道。與此類似的還有反戰(zhàn)游行的口號(hào)牌，吸毒女的那句“I'm in paris”。

此外，影片中表現(xiàn)出來(lái)的對(duì)于女性的態(tài)度，也值得討論。女權(quán)主義者看了這部影片很有可能會(huì)痛罵我們的安大師，同筆者一起觀影的一位女性朋友更表示其已經(jīng)出離了憤怒。影片中的女性角色的確沒(méi)有一個(gè)是比較光輝的。給人感覺(jué)是沒(méi)有大腦、墮落、失敗。那群擺不好造型的人像木偶一樣被攝影師喝叱，開(kāi)古董店的女老板也是失魂落魄，兩個(gè)想拍照的女孩一心只愛(ài)漂亮卻讓攝影師當(dāng)作玩物，公園的女子和別的男人偷情，更別提那個(gè)墮落的吸毒女了。安大師為什么會(huì)這樣刻畫(huà)一部電影里面的女性角色，筆者想除了為了表現(xiàn)攝影師在其工作室的控制力外可能還有一些其他什么原因，至于到底是什么原因，只有去問(wèn)云上的安東尼奧尼本人了，也許他正和伯格曼繼續(xù)那場(chǎng)曠日持久的討論呢。