第3章單元電路

1、第第3 3章章功能電路特性及參數(shù)檢測功能電路特性及參數(shù)檢測學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握單管放大電路的特性參數(shù)及檢測方法2、掌握石英晶體振蕩電路的特性參數(shù)及檢測方法2、掌握低頻信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、電子毫伏表、雙蹤示波器的使用檢測用儀器檢測用儀器（一）低頻信號發(fā)生器（一）低頻信號發(fā)生器 低頻信號發(fā)生器頻率范圍一般為20Hz20KHz，故又稱音頻信號發(fā)生器。1.工作原理工作原理 （1）主振級 作用：是產(chǎn)生低頻的正弦波信號。它也是低頻信號發(fā)生器的最重要的電路，通常有差頻式的頻率形成電路和RC文氏電橋正弦振蕩電路。 （2）緩沖放大級 作用：為了隔離后級對主振級的影響，使主振級工作正常，起到穩(wěn)定頻率，并

2、兼有電壓放大的作用，減輕后級功放的負(fù)擔(dān)。 （3）衰減器 作用：為了適應(yīng)測試設(shè)備的要求，改變輸出電壓或輸出功率大小。衰減器有連續(xù)調(diào)節(jié)和步進(jìn)衰減。 （4）功率放大器 作用：為負(fù)載提供所需要的功率。 （5）阻抗變換器 一般輸出阻抗可進(jìn)行8、10、60、600和5k的切換。（6）指示電壓表 它由分壓器、限幅器、射極跟隨器、檢波器、表頭校正電路組成。指示器用磁電式電流表指示，電壓數(shù)值與指針的偏轉(zhuǎn)角度成正比，在刻度盤上可直接讀數(shù)。 （7）穩(wěn)壓電源 為各部分電路提供正常工作所需的穩(wěn)定直流電壓。2. 低頻信號發(fā)生器的使用低頻信號發(fā)生器的使用 v 將波形選擇開關(guān)分別按正弦波、方波、三角波，此時儀器將分別輸出正弦

3、波、方波、三角波（儀器默認(rèn)為正弦波）。v 改變頻率范圍選擇開關(guān)，LED窗口顯示的頻率及輸出波形將發(fā)生明顯變化。v 幅度旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)至最大，輸出波形幅度將20Vp-p。v 將電平開關(guān)按入，順時針旋轉(zhuǎn)電平旋鈕至最大，波形向上移動，逆時針旋轉(zhuǎn)，波形向下移動，最大變化量10V以上。注意：信號超過10V或5V（50）時被限幅。v 按下衰減開關(guān)，輸出波形將被衰減。檢測用儀器檢測用儀器（二）直流穩(wěn)壓電源（二）直流穩(wěn)壓電源1. 主要組成主要組成 一般直流穩(wěn)壓電源是由整流濾波電路、串聯(lián)型穩(wěn)壓電路、輔助電源和保護(hù)電路等部分組成 。（1）雙路（CH1、CH2）輸出可調(diào)電源的獨(dú)立使用（2）雙路（CH1、CH2）輸出

4、可調(diào)電源的串聯(lián)使用（3）雙路（CH1、CH2）輸出可調(diào)電源的并聯(lián)使用2. 使用說明使用說明檢測用儀器檢測用儀器（三）電子毫伏表（三）電子毫伏表v 毫伏表是用來測量交流電壓大小的交流電子電壓表，其指示機(jī)構(gòu)為磁電式微安表頭，因此它也叫做模擬式電子電壓表，有些毫伏表還可以進(jìn)行電平的測量。 v 在交流電的測量中，有許多交流電卻不能用普通萬用表進(jìn)行電壓測量。因?yàn)榻涣麟姷念l率范圍很寬，高到數(shù)千MHz的高頻信號，低到幾Hz的低頻信號，而萬用表則以測50Hz交流電的頻率為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn)；其次，有些交流電的幅度很小，甚至可以小到毫微伏，再高靈敏度的萬用表也無法測量。1、電子毫伏表的工作原理、電子毫伏表的工作原

5、理（1）指示電路： 由于磁電式微安表頭具有靈敏度、準(zhǔn)確度高，刻度呈線性，受外磁場及溫度的影響小等優(yōu)點(diǎn)，在毫伏表中被用作指示器，由表頭指針的偏轉(zhuǎn)指示出測量結(jié)果。 （2）放大電路： 放大電路用于提高毫伏表的靈敏度，使得毫伏表能夠測量微弱信號。 毫伏表中所用到的放大電路有直流放大電路和交流放大電路兩種，分別用于毫伏表的兩種不同的電路結(jié)構(gòu)中。 （3）檢波電路： 由于磁電式微安表頭只能測量直流電流，因此在毫伏表中，必須通過各種形式的檢波器。 將被測交流信號變換成直流信號，讓變換得到的直流信號通過表頭，才能用磁電式微安表頭測量交流信號。 2、毫伏表使用注意事項、毫伏表使用注意事項v 使用前應(yīng)垂直放置，因?yàn)?/p>

6、測量精度以表面垂直放置為準(zhǔn)。v 在未接通電源的情況下先進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。v 在測量時，選擇適當(dāng)?shù)牧砍毯苤匾?，特別是使用較高靈敏度檔位（mV檔）。不注意的話，容易使表頭指針打壞。v 接線時，先接上地線夾子，再接另一個夾子。v 測量完畢拆線時要相反，先拆另一個夾子，再拆地線夾子。這樣可避免當(dāng)人手觸及不接地的另一夾子時，交流電通過儀表與人體構(gòu)成回路，形成數(shù)十伏的感應(yīng)電壓，打壞表針。 3、例：用雙路毫伏表測量放大器的電壓放大倍數(shù)。 12/UUAu 檢測用儀器檢測用儀器（四）通用電子示波器（四）通用電子示波器v 電子示波器（簡稱示波器）是利用陰極射線示波管作為顯示器的一種電子測量儀器，它可以將人眼看不見的電

7、過程轉(zhuǎn)換成具體的可見圖像，既可用于觀測被測信號的波形，也可以用于測量被測信號的電壓、頻率、周期、相位、調(diào)幅系數(shù)等，亦可間接觀測電路的有關(guān)參數(shù)及元器件的伏安特性。v 通用電子示波器主要是由陰極射線示波管（CRT）、X軸與Y軸衰減器和放大器、鋸齒波發(fā)生器、同步電路、和電源等幾部分組成。 一、波形顯示原理一、波形顯示原理v 示波器能使一個隨時間變化的電壓波形顯示在熒光屏上，是電子束受ux、uy共同作用的結(jié)果，也就是基于示波管的線性偏轉(zhuǎn)特性，即電子束（從觀測效果看，是屏幕上的光點(diǎn)）在垂直和水平方向上的偏轉(zhuǎn)距離正比于加到相應(yīng)偏轉(zhuǎn)板上的電壓大小。電子束沿垂直和水平兩個方向的運(yùn)動相互獨(dú)立，打在熒光屏上的亮點(diǎn)

8、位置取決于同時加在兩副偏轉(zhuǎn)板上的電壓。v 當(dāng)兩副偏轉(zhuǎn)板上不加任何信號時，光點(diǎn)處于熒光屏的中心位置。v 當(dāng)Y軸不加電壓時，X軸加一個由本機(jī)產(chǎn)生的鋸齒波電壓ux ，就會在熒光屏上形成一條水平掃描線ab。v 當(dāng)Y軸加一個正弦信號uy ，X軸不加鋸齒波信號，則電子束產(chǎn)生的光點(diǎn)只作上下方向上的振動，電壓頻率較高時則形成一條豎直的亮線cd。 當(dāng)Y軸加一個正弦電壓uy ，X軸加上鋸齒波電壓ux ，且fx=fy，這時光點(diǎn)的運(yùn)動軌跡是X軸和Y軸運(yùn)動的合成。最終在熒光屏上顯示出一個完整周期的uy波形。如圖所示。 二、示波器的正確使用二、示波器的正確使用v 使用示波器時，“輝度”鈕不宜開得過亮，不能使光點(diǎn)長期停留在

9、熒光屏一處，因?yàn)楦咚俚碾娮邮Z擊熒光屏?xí)r，只有少部分能量轉(zhuǎn)化為光能，大部分則變成熱能。所以不應(yīng)當(dāng)使亮點(diǎn)長時間停留在一點(diǎn)上，以免燒壞熒光粉而形成斑點(diǎn)。若暫不使用，可以將“輝度”調(diào)暗一些。v 在送入被測信號電壓時，輸入電壓幅度不能超過示波器允許的最大輸入電壓。應(yīng)注意，一般示波器給定的允許最大輸入電壓值是峰峰值，而不是有效值。 v 低電容探頭的電容器C1應(yīng)定期校正。v 具體方法：以良好的方波電壓通過探頭加到示波器，若高頻補(bǔ)償良好，應(yīng)顯示圖a）波形。若補(bǔ)償不足或過補(bǔ)償，則分別會出現(xiàn)圖b）和c）波形，這時可微調(diào)C1，直至調(diào)到出現(xiàn)良好的方波。在沒有方波發(fā)生器時，可利用示波器本身的幅值校準(zhǔn)電壓。a）不需補(bǔ)償

10、 b）補(bǔ)償不足 c）過補(bǔ)償 三、示波器的測量三、示波器的測量1、電壓測量、電壓測量KyDy(V/cm)cm)( HU2、周期、頻率測量、周期、頻率測量KxDxABT3、相位差測量、相位差測量22)()(aTxxcmaccmb4、調(diào)幅系數(shù)、調(diào)幅系數(shù)m的測量的測量%100mBABA四、通用示波器的面板介紹四、通用示波器的面板介紹五、示波器的校正五、示波器的校正六、示波器測量高頻信號六、示波器測量高頻信號單元模擬電路單元模擬電路單管放大電路的檢測單管放大電路的檢測 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握單管放大電路的檢測方法2、掌握低頻信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、電子毫伏表、雙蹤示波器的使用檢測電路檢測電路單管放大

11、電路單管放大電路單管放大電路的檢測內(nèi)容和步驟單管放大電路的檢測內(nèi)容和步驟（1）靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測量）靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整和測量 用萬用表直流電壓檔測量晶體管B、E之間的電壓即為UBE測量晶體管C、E之間的電壓即為UCE。 測量靜態(tài)電流Ic的方法是：用萬用表直流電壓檔測量Rc兩端電壓URc，然后除以電阻Rc的阻值即可以得到電流Ic的值。把測量的數(shù)據(jù)記入表中。（2）研究靜態(tài)工作點(diǎn)對放大電路輸出波形的影響）研究靜態(tài)工作點(diǎn)對放大電路輸出波形的影響 截止失真：低頻信號發(fā)生器輸出信號為1kHz，幅度15mV的正弦波信號，并接入電路，用示波器觀察輸出信號。調(diào)節(jié)RP使示波器顯示的uo波形正半周出現(xiàn)削波，此時即為

12、截止失真波形，記錄波形。并記下此時工作點(diǎn)UBE、UCE、IC的值，再用電子毫伏表測量輸入端電壓ui和輸出端電壓uo。 飽和失真：完成上一步后，反向調(diào)節(jié)RP，使示波器顯示的uo波形負(fù)半周出現(xiàn)削波，此時即為飽和失真波形，記錄波形。并記下此時工作點(diǎn)UBE、UCE、IC的值，再用電子毫伏表測量輸入端電壓ui和輸出端電壓uo。 正常放大狀態(tài)：適當(dāng)調(diào)節(jié)RP，使示波器顯示的uo波形為不失真的正弦波，此時電路處于正常放大狀態(tài)，記錄波形。并記下此時工作點(diǎn)UBE、UCE、IC值，再用電子毫伏表測量輸入端電壓ui和輸出端電壓uo，并計算電壓放大倍數(shù)。（3）確定最佳工作點(diǎn)與最大不失真輸入、輸出電壓）確定最佳工作點(diǎn)與最

13、大不失真輸入、輸出電壓 調(diào)節(jié)低頻信號發(fā)生器增加輸入信號ui的幅度，使示波器觀察到的輸出波形uo變成單向失真的正弦波。 調(diào)節(jié)RP，使示波器顯示的uo波形由單向失真變成上、下都失真并且基本對稱的波形。減小輸入信號ui的幅度，在示波器上觀察輸出電壓uo上、下失真波形是否同時消失。 若輸出電壓uo上、下失真波形同時消失，則表明此時放大器靜態(tài)工作點(diǎn)已經(jīng)調(diào)到最佳狀態(tài)。若輸出電壓uo上、下失真波形不是同時消失，則表明此時放大器靜態(tài)工作點(diǎn)沒有調(diào)到最佳狀態(tài)，要重復(fù)上述步驟，直至輸出電壓uo上、下失真波形同時消失為止。 此時，用萬用表直流電壓檔測量工作點(diǎn)UBE、UCE、IC的值，即為最佳工作點(diǎn)。再用電子毫伏表測量

14、最大不失真輸出電壓Uomax，和相應(yīng)的最大不失真輸入電壓Uimax。（4）測量通頻帶）測量通頻帶 增加輸入信號ui的頻率f（同時保持ui幅度不變），uo將會減小，當(dāng)uo減小到0.707Uomax時，此時信號發(fā)生器的頻率即為該放大電路的上限頻率fH；減小輸信號ui的頻率f（同時保持ui幅度不變），uo也會減小，當(dāng)uo減小到0.707Uomax時，此時信號發(fā)生器的頻率即為該放大電路的下限頻率fL。 因此，該放大電路的通頻帶為Bw=fHfL，并在表中作幅頻特性曲線圖。檢測結(jié)果檢測結(jié)果檢測結(jié)果檢測結(jié)果檢測結(jié)果檢測結(jié)果檢測結(jié)果檢測結(jié)果單元模擬電路單元模擬電路石英晶體振蕩電路的檢測石英晶體振蕩電路的檢測

15、檢測目的檢測目的1、熟悉典型石英晶體振蕩電路的基本工作原理及 功能；2、掌握典型石英晶體振蕩電路的基本參數(shù)；3、掌握石英晶體振蕩電路特性及參數(shù)的檢測方法；4、掌握低頻信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、電子毫伏 表、雙蹤示波器的使用檢測電路檢測電路石英振蕩電路石英振蕩電路1. 石英振蕩電路的基本原理石英振蕩電路的基本原理 根據(jù)晶體在振蕩器線路中的作用，振蕩電路可以分為兩類基本形式：一類是石英晶體在電路中作為等效電感元件使用，這類振蕩器稱為并聯(lián)諧振晶體振蕩器；另一類是把石英晶體作為串聯(lián)元件使用，使它工作在串聯(lián)諧振頻率上，稱為串聯(lián)諧振石英振蕩器，當(dāng)f=fs時，石英晶體相當(dāng)于一個“短路”元件。 該電路中，R1

16、、R2和Rp是晶體管Q1的分壓式偏流電阻，R4為自偏電阻，R3為晶體管的集電極直流負(fù)載電阻；C1和C5為高頻旁路電容，C2為輸出耦合電容，RL為交流等效負(fù)載，L1和C3、C4互為異性的電抗元件。2、測試步驟、測試步驟v 按圖連接好電路，檢查無誤后，接通直流穩(wěn)壓電源，使其輸出為+12V，正確接入電路中。（1）研究晶體振蕩器的不同動作狀態(tài)，理解起振過程v 靜態(tài)工作點(diǎn)的測試（R4=1k），調(diào)節(jié)電位器Rp，使電路起振并使電路輸出幅度達(dá)到最大時，用毫伏表測得三極管VT1發(fā)射極電壓UEmax；調(diào)整電位器Rp，使電路起振并使電路輸出幅度達(dá)到最小時，用電子毫伏表測得三極管VT1發(fā)射極電壓UEmin；測量電路起

17、振輸出幅度最大及最小時所對應(yīng)的振蕩頻率和輸出電壓值，填入表格并畫出波形圖。v 在輸出幅度最大時，用萬用表直流2.5V檔測量三極管VT基極電壓，然后將電感L短路，使電路停振，觀察三極管VT1基極的電位變化情況，填入表中，并說明變化過程。（2）研究負(fù)載對石英晶體振蕩器的影響 工作點(diǎn)取UEmin和及UEmax的中間值，UE=(UEmin+UEmax)/2，RL分別取110K，10K，1K，測出電路振蕩頻率和幅度值，填入表格。檢測結(jié)果檢測結(jié)果檢測結(jié)果檢測結(jié)果單元數(shù)字電路單元數(shù)字電路 555 555應(yīng)用電路的檢測應(yīng)用電路的檢測 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、熟悉典型數(shù)字電路的基本工作原理及功能。2、能熟練使用檢測

18、工具及儀器儀表，掌握石英晶體振蕩電路特性及參數(shù)的檢測方法 ；3、能根據(jù)檢測結(jié)果分析判斷電路性能 。檢測用儀器檢測用儀器數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱 使用電子電路實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行電子電路實(shí)驗(yàn)，可以節(jié)省時間，減少元、器件損壞，提高實(shí)驗(yàn)效果。 ELB數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱由七個部分組成：v 多孔實(shí)驗(yàn)插座板（又稱面包板） v 顯示部分 v 操作板部分v 電位器板v 撥盤開關(guān)和印刷電路板插座v 直流穩(wěn)壓電源v 波形發(fā)生器及正負(fù)穩(wěn)壓電源 檢測電路檢測電路555應(yīng)用電路應(yīng)用電路一、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器檢測電路檢測電路555應(yīng)用電路應(yīng)用電路二、多諧振蕩器二、多諧振蕩器檢測電路檢測電路555應(yīng)用電路應(yīng)用電路三、施密特觸發(fā)器三、施密特觸發(fā)器555應(yīng)用電路的檢測內(nèi)容及步驟應(yīng)用電路的檢測內(nèi)容及步驟 將555定時器插入數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱中（注意器件方向），電源電壓VCC=5V。然后按以下步驟進(jìn)行。1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器v 按電路圖接線，組成單穩(wěn)