電路與模電實驗指導書 (模擬部分)(共14頁)

1、電路(dinl)分析與模擬(mn)電子(dinz)技術(shù)實 驗 指 導 書實驗(shyn)要求1實驗(shyn)前必須充分預(yù)習，完成指定的預(yù)習任務(wù)。預(yù)習要求如下：(1)認真閱讀實驗指導書，分析、掌握(zhngw)實驗電路的工作原理，并進行必要的估算。(2)完成各實驗“預(yù)習要求”中指定的內(nèi)容。(3)熟悉實驗任務(wù)。(4)復習實驗中所用各儀器的使用方法及注意事項。2使用儀器和實驗箱前必須了解其性能、操作方法及注意事項，在使用時應(yīng)嚴格遵守。3實驗時接線要認真，相互仔細檢查，確定無誤才能接通電源，初學或沒有把握應(yīng)經(jīng)指導教師審查同意后再接通電源。4模擬電路實驗注意：(1)在進行小信號放大實驗時，由于所用信號

2、發(fā)生器及連接電纜的緣故，往往在進入放大器前就出現(xiàn)噪聲或不穩(wěn)定，有些信號源調(diào)不到毫伏以下，實驗時可采用在放大器輸入端加衰減的方法。一般可用實驗箱中電阻組成衰減器，這樣連接電纜上信號電平較高，不易受干擾。(2)做放大器實驗時如發(fā)現(xiàn)波形削頂失真甚至變成方波，應(yīng)檢查工作點設(shè)置是否正確，或輸入信號是否過大，由于實驗箱所用三極管hfe較大，特別是兩級放大電路容易飽和失真。5實驗時應(yīng)注意觀察，若發(fā)現(xiàn)有破壞性異常現(xiàn)象(例如有元件冒煙、發(fā)燙或有異味)應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場，報告指導教師。找出原因、排除故障，經(jīng)指導教師同意再繼續(xù)實驗。6實驗過程中需要改接線時，應(yīng)關(guān)斷電源后才能拆、接線。7實驗過程中應(yīng)仔細觀察實驗

3、現(xiàn)象，認真記錄實驗結(jié)果(數(shù)據(jù)波形、現(xiàn)象)。所記錄的實驗結(jié)果經(jīng)指導教師審閱簽字后再拆除實驗線路。8實驗結(jié)束后，必須關(guān)斷電源、拔出電源插頭，并將儀器、設(shè)備、工具、導線等按規(guī)定整理。9實驗后每個同學必須按要求獨立完成實驗報告。實驗(shyn)1 常用電子儀器使用(shyng)練習及萬用表測試二極管、三極管一、實驗(shyn)目的1. 了解常用電子儀器的功能、主要技術(shù)指標和面板上各旋鈕的作用。2. 學習常用電子儀器儀表的正確使用方法。二、實驗器材1、雙蹤示波器 2、函數(shù)信號發(fā)電器 3、交流毫伏表 4、可調(diào)直流穩(wěn)壓源 5、萬用表 三、實驗內(nèi)容及步驟在模擬電子電路實驗中，經(jīng)常使用的電子儀器有示波器、函數(shù)信

4、號發(fā)生器、交流毫伏表及頻率計等。它們和萬用表一起，可完成對模擬電子電路的靜態(tài)和動態(tài)工作情況的測試。實驗中要對各種電子儀器進行綜合使用，可按照信號流向，以連線簡捷，調(diào)節(jié)順手，觀察與讀數(shù)方便等原則進行合理布局，各儀器與被測實驗裝置之間的布局與連接如圖所示。接線時應(yīng)注意，為防止外界干擾，各儀器的公共接地端應(yīng)連接在一起，稱共地。信號源和交流毫伏表的引線通常用屏蔽線或?qū)Ｓ秒娎|線，示波器接線使用專用電纜線。1示波器示波器的應(yīng)用很廣泛，它可以用來測試各種周期性變化的電信號波形，可測量電信號的幅度、頻率、相位等。示波器的種類很多，在本書實驗主要使用雙蹤示波器，其原理和使用詳細參見相關(guān)資料，現(xiàn)著重指出以下幾點：

5、 1）尋找掃描光跡點在開機半分鐘后，如仍找不到光點，可調(diào)節(jié)亮度旋鈕，并按下“尋跡”板鍵，從中判斷光點位置，然后適當調(diào)節(jié)垂直（ ）和水平（ ）移位旋鈕，將光點移至熒光屏的中心位置。2）為顯示穩(wěn)定的波形，需注意示波器面板上的下列幾個控制開關(guān)（或旋鈕）的位置。a、“掃描速率”開關(guān)（t/div） 它的位置應(yīng)根據(jù)被觀察信號(xnho)的周期來確b、“觸發(fā)(chf)源選擇”開關(guān)（內(nèi)、外） 通常選為內(nèi)觸發(fā)。c、“內(nèi)觸發(fā)源選擇(xunz)”開關(guān)（拉 YB） 通常置于常態(tài)（推進位置）。此時對單一從 YA或YB輸入的信號均能同步，僅在需雙路同時顯示時，為比較兩個波形的相對位置，才將其置于拉出（拉YB）位置，此時觸

6、發(fā)信號僅取自 YB，故僅對由YB輸入的信號同步。d、“觸發(fā)方式”開關(guān) 通?？上戎糜凇白詣印蔽恢?，以便找到掃描線開波形，如波形穩(wěn)定情況較差，再置于“高頻”或“常態(tài)”位置，但必須同時調(diào)節(jié)電平旋鈕，使波形穩(wěn)定。3）示波器有五種顯示方式屬單蹤顯示有“YA”、“YB”、“YA+YB”；屬雙蹤顯示有“交替”與 “斷續(xù)”。作雙蹤顯示時，通常采用“交替”顯示方式，僅當被觀察信號頻率很低時（如幾十赫茲以下），為在一次掃描過程中同時顯示兩個波形，才采用“斷續(xù)”顯示方式。4）在測量波形的幅值時，應(yīng)注意 Y軸靈敏度“微調(diào)”旋鈕置于“校準”位置（順時鐘旋到底）。在測量波形周期時，應(yīng)將掃描速率“微調(diào)”旋鈕置于“校準”位置

7、（順時鐘旋到底）。2函數(shù)信號發(fā)生器按需要可輸出正弦波、方波、三角波三種信號波形。輸出信號幅度可連續(xù)調(diào)節(jié)，幅度可以調(diào)節(jié)到mV 級，輸出信號頻率可進行調(diào)節(jié)，頻率范圍較廣，上限頻率可達 1MHz以上。函數(shù)信號發(fā)生器作為信號源，注意它的輸出端不允許短路。由于模電實驗是對低頻小信號的研究，信號源最好用音頻信號源，實驗箱自帶的簡易信號源精度有限，只能定性的分析實驗現(xiàn)象，在做實驗時最好自備信號源。以后做實驗時只說明輸入信號，不再說明如何調(diào)節(jié)，相關(guān)信號發(fā)生器的調(diào)節(jié)參看相關(guān)信號源操作手冊。3數(shù)字萬用表可測量直流交流電壓，電流，電阻等功能任何型號萬用表都可以，用數(shù)字萬用表便于讀數(shù)，由于本實驗箱測量交流電壓時一般萬

8、用表頻率規(guī)格不能滿足，故要用交流毫伏表。另外用萬用表測電流時先估計電流的最大值，調(diào)節(jié)最大檔來測量電流，以免燒壞表內(nèi)的保險管，然后在測量時逐擋減少量程。4交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作頻率范圍內(nèi)，用來測量正弦交流電壓的有效值。為了防止過載而損壞，測量前一般先把量程開關(guān)置于量程較大位置處，然后在測量時逐擋減少量程。交流毫伏表接通電源后，將輸入端短接，進行調(diào)零，然后斷開短路線，即可進行測量。本實驗箱的工作頻率不高，故任何毫伏表都可選用。四、實驗報告要求(yoqi)1. 總結(jié)如何(rh)正確使用示波器、信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、交流毫伏表及萬用電表。2、函數(shù)信號(xnho)發(fā)生器輸出小信號時，應(yīng)采取

9、什么措施？3、收獲、體會、建議。五、預(yù)習要求及思考題1、說明使用示波器觀察波形時，為達到下列要求，應(yīng)調(diào)節(jié)哪些旋鈕？1）波形清晰且亮度適中。2）波形在熒光屏中央大小適中。3）波形穩(wěn)定。2、說明用示波器觀察正弦波電壓，若熒光屏上分別顯示圖1-3所示的波形，是哪些旋鈕位置不對？應(yīng)如何調(diào)節(jié)？圖1-33、說明函數(shù)信號發(fā)生器面板上的0dB 、20dB、40dB、60dB在控制輸出電壓時的合理運用。當該儀器輸出電壓（有效值）最大為V，若需要輸出電壓為100mV時，衰減應(yīng)置于多少“dB”合適？4、為什么當電阻R151K，R2、R3等于100K時，用10V檔測圖1-2中電壓、誤差較大？實驗2 單管交流放大電路一

10、、實驗?zāi)康?1.熟悉電子元器件和模擬電路實驗箱， 2.掌握放大電路靜態(tài)工作點的調(diào)試方法(fngf)及其對放大電路性能的影響。 3.學習放大電路(dinl)的動態(tài)性能。二、實驗(shyn)儀器1雙蹤示波器2信號發(fā)生器3模擬電子技術(shù)實驗箱4數(shù)字式（或指針式）萬用表5交流毫伏表三、預(yù)習要求1.三極管及單管放大電路工作原理。2.放大電路靜態(tài)和動態(tài)測量方法。四、實驗原理實驗電路如圖2-1，電路參數(shù)如下:電路供電電源VCC=12V；輸入輸出耦合電容C1=C2=10uF/15V。三極管T為3DG型管，電流放大系數(shù)。680k圖2-1圖2-1為基本共射極放大電路，欲使該電路起到對低頻信號的放大作用，必須使電路有

11、一個合適的靜態(tài)工作點，否則將會產(chǎn)生飽和或截止失真。五、實驗內(nèi)容及步驟（一）按圖2-1接線，檢查無誤后接通(ji tn)電源（二）測試放大電路的靜態(tài)工作點Q、電壓(diny)放大倍數(shù)Av及輸出波形(b xn)的影響1學習對靜態(tài)工作點的測量方法將交流輸入端對地短路，輸出端不接負載，調(diào)節(jié)RP為某一合適數(shù)值（使VC=46V），測量靜態(tài)工作點，即分別測出晶體三極管各極對地電壓VC、VB、VE的值，將測量值填入表2-1中，然后按下列步驟計算靜態(tài)工作點。（1）計算基極靜態(tài)電流IB斷開電源及RB與晶體三極管基極的連線，用萬用表測出 RB(=Rp+Rb1)的值，將測量值填入表2-1中。按下面公式計算基極靜態(tài)電流

12、IB的值（2）計算基極電流IC（3）計算晶體三極管電流放大系數(shù)（4）計算壓降:VCE=VC-VE,VBE=VB-VE（5）將上述計算值即通過測量相關(guān)量并經(jīng)計算得到的靜態(tài)工作點參數(shù)填入表2-1中。表2-1測量值計算值VBVCVERBICIBVCEVBE調(diào)節(jié)RP使VC=46V2估算并實測放大電路的電壓放大倍數(shù)Av（1）調(diào)整RP 使 VC=46V，去掉交流輸入端對地短路線。（2）將信號發(fā)生器的頻率調(diào)至f=1KHZ、輸出信號幅度us=500mv（此時ui=5mV）。隨后接入單級放大電路的輸入端。（3）用示波器觀測輸出端信號VO1的波形，若無失真（若有失真，調(diào)整RW1直到使輸出端信號VO1的波形正常為止

13、），去掉示波器換上毫伏表測量輸出電壓 VO1的值。（4）計算實測電壓(diny)放大倍數(shù)（5）估算電壓放大(fngd)倍數(shù)，估算公式按下式計算其中(qzhng)： （6）將以上相關(guān)參數(shù)填入表2-2表2-2測量值計算值Vi1VO1IErbe實測AV估算AV3觀察RL對放大電路靜態(tài)工作點、電壓放大倍數(shù)及輸出波形的影響（1）將電路狀態(tài)VC、Vi1調(diào)到表2-2所示值。（2）將RL=5.1K接入放大電路輸出端，觀測RL接入前后波形的變化。（3）測量接入RL后電路靜態(tài)工作點及放大倍數(shù)，填入表2-3，并與表2-2比較。表2-3測量值計算值RLVi1VO1IErbe實測AV估算AV5.1K注：表2-3中計算值

14、的相關(guān)計算公式 實測 估算五、實驗報告要求1整理數(shù)據(jù)表格。2用實測(sh c)的數(shù)值估算( sun)電壓放大倍數(shù)，并與測量值相比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。3分析(fnx)靜態(tài)工作點對輸出波形的影響。六、預(yù)習要求及思考題1預(yù)習共射基放大電路的工作原理及電路各元件的作用。2預(yù)習直流負載線和交流負載線的概念。3如何測量RB的數(shù)值？不斷開與其極的連線行嗎？為什么？4負載電阻變化對放大電路靜態(tài)工作點有無影響？對電壓放大倍數(shù)有無影響？5若在本實驗電路輸出端出現(xiàn)下列輸出電壓失真波形，分析是什么類型的失真？是什么原因造成的？如何解決？abc6為什么減小RL值有利于減小飽和失真，而截止失真隨RL的減小反趨嚴重？實

15、驗3 比例求和運算電路一、實驗?zāi)康?1.掌握用集成運算放大電路組成比例、求和電路的特點及性能。 2.學會上述電路的測試和分析方法。二、實驗儀器 1.數(shù)字萬用表 2.示波器 3.信號發(fā)生器三、預(yù)習要求 1.計算表5.1中的UO和Af 2.估算表5.2的理論值 3.估算表5.3中的理論值 4.計算表5.5中的UO值四、實驗內(nèi)容 1.反相比例放大器實驗電路如圖5.2所示。圖5.2 反相比例放大(fngd)電路按表5.2內(nèi)容實驗(shyn)并測量記錄。表5.2直流輸入電壓UI(mV)30100300800輸出電壓UO理論估算(V)實際值(V)誤差(mV)2.同相比例放大(fngd)電路電路如圖5.3所

16、示按表5.3實驗測量并記錄。圖5.3 同相比例放大電路表5.3直流輸入電壓UI(mV)30100300800輸出電壓UO理論估算(V)實際值(V)誤差(mV) 3.反相求和放大電路。（提高檔） 實驗電路如圖5.4所示。按表5.4內(nèi)容進行實驗測量，并與預(yù)習計算比較。圖5.4 反相求和(qi h)放大電路表5.4UI1(V)0.30.3UI2(V)0.20.2UO(V)估算(V) 五、實驗報告 1.總結(jié)(zngji)本實驗中5種運算電路的特點及性能。2.分析理論計算與實驗結(jié)果誤差(wch)的原因。實驗4 RC正弦波振蕩器一、實驗?zāi)康?1.掌握橋式RC正弦波振蕩電路的構(gòu)成及工作原理。 2.熟悉正弦波

17、振蕩電路的調(diào)整、測試方法。 3.觀察RC參數(shù)對振蕩頻率的影響，學習振蕩頻率的測定方法。二、實驗儀器 1.雙蹤示波器 2.低頻信號發(fā)生器 3.頻率計三、預(yù)習要求 1.復習RC橋式振蕩電路的工作原理。 2.試計算圖6.1電路的振蕩頻率。四、實驗內(nèi)容1.按圖6.1接線。2.用示波器觀察輸出波形。3.用頻率計測上述電路輸出頻率，數(shù)據(jù)填入表6.1R11KR10KR10KC0.1C0. 110K10K10K10K圖6.1 圖6.3表6.1振蕩頻率f0輸出電壓理論值實測值R=10K,C=0.1159HZR=1K,C=0.0115.9KHZ4. 測定(cdng)運算放大器放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Auf先測出

18、圖6.1電路的輸出(shch)電壓VO值后，關(guān)斷實驗箱電源(dinyun)，保持2RP不變，斷開圖6.1中A”點接線，把低頻信號發(fā)生器的輸出電壓接至一個1K的電位器上，再從這個1K電位器的滑動接點取Vi接至運放同相輸入端。如圖6.3所示調(diào)節(jié)Vi的頻率為RC橋式振蕩電路的輸出頻率，使VO等于原值，測出此時的Vi值。輸入電壓Vi輸出電壓Vo放大倍數(shù)Au圖6.4CRRC5.改變振蕩頻率。在實驗箱上連接RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)如圖6.4所示，R=1K,C=0.01F。測量振蕩頻率注意：改變參數(shù)前，必須先關(guān)斷實驗箱電源開關(guān)再改變參數(shù)，檢查無誤后再接通電源。測f0之前，應(yīng)適當調(diào)節(jié)2RP使VO無明顯失真后，再測頻

19、率填入表6.1。五、實驗報告1.電路中哪些參數(shù)與振蕩頻率有關(guān)?將振蕩頻率的實測值與理論估算值比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。2.總結(jié)改變負反饋深度對振蕩電路起振的幅值條件及輸出波形的影響。3.完成預(yù)習要求(yoqi)中第2、3項內(nèi)容。實驗(shyn)5 串聯(lián)穩(wěn)壓(wn y)電路一、實驗?zāi)康?1.研究穩(wěn)壓電源的主要特性，掌握串聯(lián)穩(wěn)壓電路的工作原理。 2.學會穩(wěn)壓電源的調(diào)試及測量方法。二、實驗儀器 1.直流電壓表 2.直流毫安表 3.示波器 4.數(shù)字萬用表三、預(yù)習要求1.估算圖7.1電路中各三極管的各點直流電壓(設(shè)：各管的=100，電位器RP滑動端處于中間位置)。2.分析圖7.1電路，電阻R2和發(fā)光二極管LED的作用是什么