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模拟电子线路实验教学之反思

时间:2022-03-21 08:28:54 浏览次数:

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三、实验教学内容中不能忽视的三个问题

实验是对理论的检验,所以在实验过程中非常有必要对概念或者实验中易出现错误的地方阐述清楚。下面我们就看在实验过程中容易出现错误的地方。

(一)反馈网络的负载效应

负反馈放大器的性能测试与分析是模拟电子技术实验中的一个很重要的验证性实验,该实验的目的是验证负反馈对放大器性能的影响以及负反馈放大器各项技术指标的测试方法。然而,很多实验参考书中所采用的测量电路都存在概念性的错误。

首先应该给学生讲清楚无反馈放大电路和基本放大电路的区别:基本放大电路的主要特点是在电路中引入了负反馈,但除此之外,由于负反馈的引入,使电路也随之出现了以几种影响: ①输入信号从输入端到输出端,在这个过程中会涉及电路的放大,会对应相应的反馈网络信息。②反馈信号从输出端传输到输入端,也实现了电路的放大和网络的反馈。③反馈电路对输入信号起到分压及分流的作用。④反馈网络也会干扰输出信号,有分流及分压的轻微影响。综合来说,无反馈的放大电路没有反馈电路的既定特点,也不存在反馈引起的各种影响。

根据负反馈放大器的分析方法,开环电压放大倍数[Av]是指在负反馈放大器中取掉反馈信号,保留反馈网络的负载效应时的电压放大倍数。因此,在测量开环电压放大倍数[Av]时,必须对反馈放大电路的输入、输出回路做相应的变换处理。由此在实验过程中,必须考虑上述效应,而不是简单地去掉或者加上反馈网络。在下面的实验图1(说明:图1、图2中均未画出负载部分,但实际实验时必须有)中可以看到反馈网络是由[Rf1]和[Rf2]支路组成的,常见的求开环[Av]的不精确做法有以下情况:①仅仅把开关S1断开就可以了,认为去掉反馈就是开环状态,这就是把上述的基本放大电路和无反馈放大电路的概念理解错了。②把开关S1断开,并且电阻[Rf2]左端通過导线接地。此种思路从放大电路的输出回路来看,好像反馈网络的负载效应已经考虑进去了,其实按照负反馈放大电路的放大分析,还应考虑[Rf1]在输出端的负载效应,所以也是错误的。并且对于输入回路来说,此种接法下只有[Rf1]的负载效应体现出来了,并没有考虑[Rf2]的,这也是错误的。③把[Rf2]并联在T1管的发射极等。所以,正确的方法是同时考虑反馈网络在输入回路和输出回路的负载效应,即按照图2进行开环放大倍数的计算。考虑反馈网络在输入回路的负载效应时,需在T1管的发射极与地之间并联上[Rf2]支路(包括电容[Cf]);考虑反馈网络在输出回路的负载效应时,需在输出端并联由[Rf1]和[Rf2]组成的串联网络。这样测量的电压放大倍数[Av]才是真正意义上的开环电压放大倍数,与理论一致。

根据上述分析,实验电路如图2所示。测量开环电压放大倍数时,将开关S1和A端同时接到B端,反馈网络的负载效应就完全考虑进去了。测量闭环放大倍数时,将开关S1和B端同时接到A端即可。

该电路经过Multism实验仿真验证,结果表明图1错误方法和图2正确方法得到的结果差异非常小,如果是用实验室实测电路来做,更难反映出来。因此,要给学生明确地讲清楚原因,引起重视,避免概念的混乱。

(二) 运算放大器实验中的注意事项

运算放大器实验中,在讲解和指导实验的过程中,应着重强调以下几点:(1)在实验开始前要粗测运算放大器好坏,可以用万用表的电阻档来实现。测试时要注意,不要用小电阻档,以免测试电流过大;也不要用大电阻档,以免电压过高损坏运放。(2)调零消除失调误差,保证运放精度。(3)相位补偿消除高频自激。(4)要注意过载保护措施。使用运放时要注意,不能超过其性能参数的极限值,比如电源电压不能接反并注意电源退耦、最大输入电压范围等。(5) 运放同相端和反相端的电阻平衡对减小运放失调的重要性。

(三)实验过程中放大电路干扰、噪声抑制和自激振荡的消除

作为典型的弱电系统,放大电路灵敏度很高,也使得其更容易受到外界和内部不规则信号的干扰。一些噪声、干扰信息等会导致电路信号的观察与测量有失准确,严重的情况下会破坏放大电路的工作系统。因此,我们必须重视干扰信息,积极抑制或者消除干扰元素,确保放大电路测量结果的真实与稳定。

1.把放大电路输入短路,在放大电路输出端可测量到一定的噪声和干扰电压。而这些干扰电压的来源是变压器或者交流线,此外电路周围的电磁波信号也是常见的干扰因素。当前的实验室对应的试验台运用分立元件连线的方式,容易受到外界的干扰。因此,实验调试的过程中我们必须重点预防噪声与干扰信息的抑制,变被动为主动,通过合理的电路连线,通过接地点的合理选取,将干扰影响降到最小。

2.自激振荡的消除

自激振荡的频率对应的数值处于两极状态,要么极高,要么极低,频率也伴随放大电路的元件参数而变化,稍微小的连接导线的拨动也会导致频率的变化。而高频振荡产生的主因是连线的不合理。因此必须确保线路连接的合理与稳定。可以尝试用1000PF左右的电容分别接地及管子的输入端,找到抑制震荡的关键点,在此处外接一个合适的电阻电容或单一电容,开展高频滤波或者负反馈实验,以此实现放大电路高频信号的减压,或者移动高频电压的相位达到高频震荡抑制的目的。而与高频震荡对应的是低频震荡,其产生主因是各级放大电路共享一个直流电源,最有效也是最常用的解决办法则是在各级放大电路之间增加“去耦电路”R和C。

四、结语

教师应该通过教学实践不断发现新的问题,研究新的方法,以适应学生学习的需要。本文对模拟电子线路实验教学过程和实验教学内容出现的众多问题进行了分析。作为教师,既要不断随着学生群体的特点改革教学方法、教学模式来提高学生学习兴趣和取得好的教学效果,培养学生的实践能力、创新能力,同时更要加强对于教学内容的不断探索和深化。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 郭翌,孔庆生,王勇.模拟与数字电路基础实验教学改革与探索[J].实验科学与技术,2016(14):142-144.

[2] 王春静.模拟电路实验教学改革与探索[J].大学教育,2015(6):78-79.

[3] 李志军,陈万培,于卫.《模拟电路》实验教学改革探讨[J].实验科学与技术,2013(11):78-80.

[4] 黄慧敏.《模拟电子技术》实验教学改革的探索[J].实验室科学,2009(1) : 62-63.

[5] 李银轮.电压串联负反馈放大电路中开环电压放大倍数的测量[J].陕西师范大学學报(自然科学版),2005(33):35-36.

[6] 孟庆忠.反馈网络的负载效应[J].大学物理,1995(7):15-17.

[7] 童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:北京高等教育出版社,2002:263-265.

[8] 王勇.“模拟与数字电路实验”的课程设置[J].电气电子教学学报,2007(2):6-10.

[责任编辑:钟 岚]

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