实验2 线性放大器
一、实验目的
1. 了解线性放大器在核辐射测量仪器中的作用； 2. 掌握线性放大器的基本构成及工作过程、调试方法； 3. 认识线性放大器各主要工作点的输出波形及变化。
二、实验内容
观察线性放大器各个节点波形的变化，熟悉不同微分时间、积分时间和放大倍数的调节（包括粗调和细调）、了解极-零相消和基线恢复电路的结构和作用及输入与输出波形的关系。
三、实验原理
线性放大器主要由极-零相消电路，极性转换电路，可调放大节，积分电路，基线恢复电路组成。线性脉冲放大器的主要任务是对探测器的输出小信号进行线性放大和脉冲成形，以满足后继分析测量电路的需要。
1、极零相消电路
在几级相串联的系统中，将前级传递函数的极（零）点和后级的零（极）点相消，从而改善输出波形的方法称为极-零相消。
如图1所示，该电路由电位器RW1来调节极-零电阻的阻值，通过调节，使得下式中的τ1等于输入信号的时间常数τi，从而消除输出信号的下冲。至于，微分
电路的成形时间可通过改变C1和R1来调节。
S?H(S)?S?1
图1 极-零相消电路
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?22、极性转换电路
极性转换电路主要用于改变输入信号的极性。当前置放大器输出信号为负脉冲，如果想要将其转换为正脉冲可使其通过负反馈放大器
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图2 极性转换电路
的反相端，如果不想改变输入信号的极性可让其通过放大器的同相端。
3、可调放大节
可调放大节为负反馈放大节，通过调节电位器RW3的阻值来调节放大节的放大倍数。对于负反馈放大节的放大倍数计算可用下面的公式计算。
并联反馈：A??Rf
R串联反馈：A?1?Rf
R
图3 可调放大节电路
4、限幅器
如果输入脉冲的幅度比较大，通过极性转换电路后，脉冲会进一步放大，这将不利于后续电路进行分析。这主要是因为当运算放大器输入幅度比较大的脉冲时会引起失真，所以在可调放大节A2前面连了一个限幅器。一旦发现P3点的脉冲幅度过大可接通开关KD，使A2的输入脉冲幅度限制在0.7V左右。
5、积分电路
积分电路为多级积分成形，其作用是将信号成形为准高斯波形。实验电路板上有3级积分电路。图5所示为2级有源积分滤波电路，其后再接一级无源积分滤波电路。经过3次积分后可输出准高斯波形脉冲信号。
6、基线恢复电路 图6所示为一无源CDD基线恢复电路。当输入脉冲计数率很高的时候，由于耦合电容的充放电使得输出信号的基线产生偏移。为了使输出信号的基线恢复到原来的位置，引入了基线恢复电路，通过它可使输出信号的
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图4 限幅器电路
图5 有源积分滤波电路
基线恢复到原来的位置上。
图6 基线恢复电路
四、实验设备
线性放大器实验板、直流稳压电源、信号发生器、数字示波器、工具箱。
五、实验步骤
1. 按照实验原理图（图7）对照实验电路板，熟悉调节的元器件和观察点位置； 2. 将电路板接上直流稳压电源，在输入端接上信号发生器；
3. 接通电源，按实验内容要求操作，用信号发生器在输入端输入一个小方波信号（100mV），选择合适的频率，用数字示波器对各工作点进行输入观察，并记录各点波形的形状、幅度和宽度；
4. 调节电位器RW1使得输出波形没有下冲，并记录P2波形；
5. 把双向开关K3打向不同的方向，看P3点输出有什么变化，调节RW2观察P3输出波形变化，并记录波形；
6. P4前的电阻选择不同的大小，观察输出波形的变化，将开关KD接通，观察输出波形变化，并记录波形；
7. 断开KD，分别改变各可变电容C1、C2、C3、C4观察其对P2-P9等主要输出点的输出波形的影响（希通过望调节使得各微分、积分电路的时间常数一样，最终在P9点得到准高斯波形），并做记录；
8. 接通或断开K8观察输出波形变化，并做记录。
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六、实验报告编写要求
1. 画出各观测点的波形图，并写出其脉冲幅度与宽度； 2. 计算出实验用线性放大器的放大倍数。
七、实验思考题
1. 说明各输出端测得的波形变化原因？
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图7 线性放大器电路图
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