模拟电路实验指导书.docx
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模拟电路实验指导书
模拟电路实验指导书
一、实验大纲
二、实验一常用电子仪器的使用
三、实验二单级交流放大电路
四、实验三射极输出器
五、实验四负反馈放大电路
六、实验五集成运算放大器
七、实验六正弦波振荡器
八、实验七整流滤波电路
实验大纲
课程名称：
模拟电路
英文名称：
FundamentalsofAnalogElectronics
设置形式：
非独立设课
课程模块：
学科基础课
实验课性质：
专业基础实验
课程编号：
401803
课程负责人：
李悦科
大纲主撰人：
李悦科
大纲审核人：
李焕勤
一、学时、学分
课程总学时：
64
实验学时：
8
课程学分：
4
二、适用专业及年级
教育技术学二年级
三、课程目标与基本要求
课程目标：
通过实验教学环节，培养学生在模拟电子电路方面使用电子仪器、调试电路等方面的实际动手能力。
通过实验促使学生对理论课教学内容有进一步的深化理解；掌握通过实验学习课程内容的方法，包括新内容的方法，为今后通过科学实验进行研究打好必要的基础。
基本要求：
根据原国家教委颁发的电子技术基础实验教学基本要求以及结合本校实际，本课程的实验教学基本要求是：
1、正确使用常用的电子仪器设备；
2、掌握电子电路的基本测试技术；
3、学会正确地记录实验数据和写实验报告；
4、使学生学会查阅手册和相关的技术资料；
5、具有选择元器件设计电子电路小系统的和进行安装调试的能力；
6、具有初步的分析、寻找和排除常见故障的能力；
7、学会使用通用计算机分析软件对电子电路进行模拟仿真；
8、能独立地写出严谨、有理论分析、实事求是、文理通顺、字迹端正的实验报告。
四、主要仪器设备
万用电表、信号发生器、晶体管毫伏表、示波器等。
五、实验项目及教学安排
序号
实验项目名称
实验基本方法和内容
项目
学时
项目
类型
每组
人数
教学要求
1
常用电子仪器的使用
万用电表、低频信号发生器、晶体管毫伏表、示波器的使用
2
基础
2
必修
2
单管放大电路
电子元器件和模拟电路实验箱，掌握放大器的调试和测试方法，共射极电路的特性。
2
基础
2
必修
3
整流滤波电路
单项半波、全波及桥式整流电路，观察了解电容的滤波作用。
2
基础
2
必修
4
集成运算放大器
用集成运算放大器组成的比例、求和电路的特点及特性，用运算放大器组成积分、微分电路并掌握其性能特点。
2
基础
2
必修
5
集成电路RC正弦波振荡器
桥式RC正弦波振荡器的电路结构及工作原理，正弦波振荡器的调整及测试方法，观察RC参数对振荡频率的影响。
3
基础
2
选修
6
负反馈放大电路
研究负反馈对放大器性能的影响，反馈放大器性能的测试方法
3
设计
2
选修
六、考核方式及成绩评定
考核方式
实验考试：
实验操作，满分为100分。
成绩评定：
实验成绩=实验平时成绩×50%+实验考试成绩×50%。
实验成绩占本课程成绩的30%。
七、实验教科书、参考书
1．实验教科书
模拟电子技术基础实验指导书，王立新李悦科，2004
2．实验参考书
电子技术实验及课程设计，毕满清，机械工业出版社,2005.7
实验一常用电子仪器的使用
模拟电路实验常用仪器：
1、SAC-MS3模拟电路实验箱
组成：
电源开关
直流电源
信号源
单管、两级、负反馈
差放
集成运放
功放
整流滤波稳压
扩展区
可调电位器
2、SG1651函数信号发生器
组成：
电源开关
频率调节
频率选择开关
频率指示
输出电压指示P-P
幅度调节
波形选择
信号输出
输出衰减：
-20db，-40db
3、SG2171交流毫伏表
组成：
电源开关
零点调节
显示窗口
量程旋钮，开机前调到最大
输入端口
输出端口
4、GDS-806S数字存储示波器
组成：
电源开关
CH1：
通道1；CH2：
通道2
CH1幅度调节、CH1上下移动
CH2幅度调节、CH2上下移动
波形频率调节
波形左右移动
自动设定"Autoset"
测量：
给出波形各参数值
帮助：
给出任意按键的功能
5、VC890D万用表
组成：
电源开关
液晶显示器
保持开关：
按下：
数据保持H
旋钮开关：
改变测量功能及量程
V,Ω,二极管正极插座
C,温度正极插座及公共地COM
C,温度负极插座及小于200mA电流测试插座
20A电流测试插座
实验要求：
熟悉各种实验仪器的使用方法，用万用表测试实验箱上的电阻、电容、二极管、三极管、直流电源、交流电源的数值，并于标称值相比较，对元件的误差有初步认识。
用信号发生器输出一信号，记录该信号的频率、幅度峰峰值，再用交流毫伏表测试，记录其交流有效值，用示波器观察该信号的波形，并记录示波器上的频率、峰峰值、有效值等数据。
实验二单级交流放大电路
一、实验目的
1、学习晶体管放大电路静态工作点的测试方法，进一步理解电路元件参数对静态工作点的影响，以及调整静态工作点的方法。
2、学习放大电路性能指标：
电压增益AV、输入电阻Ri、输出电阻RO的测量方法。
3、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。
二、实验设备
1、实验箱2、信号发生器3、毫伏表4、数字万用表5、示波器
三、预习要求
1、熟悉单管放大电路，掌握不失真放大的条件。
2、了解负载变化对放大倍数的影响。
四、实验内容及步骤
1、测量并计算静态工作点
按图3-1接线。
图2-1
将输入端对地短路，调节电位器RP2，使VC=Ec/2（取6～7伏），测静态工作点VC、VE、VB及Vb1的数值，记入表3-1中。
按下式计算IB、IC，并记入表3-1中。
表2-1
调整Rp2
测量
计算
Vc（V）
VE（V）
VB（V）
Vb1（V）
IC（mA）
IB（μA）
2、改变RL，观察对放大倍数的影响
负载电阻分别取RL=2KΩ、RL=5.1K和RL=∞，输入接入f=1KHz的正弦信号,幅度以保证输出波形不失真为准。
测量Vi和V0计算电压放大倍数：
Av=Vo/V1，把数据填入表3-2中。
表2-2
RL（）
Vi（mV）
VO（V）
Av
2K
5.1K
∞
3、改变RC，观察对放大倍数的影响
取RL=2K，按下表改变RC，测量放大倍数，将数据填入表2-3中。
表2-3
RC（）
Vi（mV）
VO（V）
Av
2K
3K
4、测量电压参数，计算输入电阻和输出电阻。
（选做）
按图2-2连线
图2-2
输入端接入f=1KHz、Vi=20mV的正弦信号（幅度以保证输出波形不失真为准）。
分别测出电阻R1两端对地信号电压Vi及Vi′按下式计算出输入电阻Ri：
测出负载电阻RL开路时的输出电压V∞，和接入RL（2K）时的输出电压V0,然后按下式计算出输出电阻R0；
将测量数据及实验结果填入表2-4中。
表2-4
Vi（mV）
Vi′（mV）
Ri（K）
V∞（V）
V0（V）
R0（K）
五、实验报告
1、整理实验数据，填入表中，并按要求进行计算。
2、总结电路参数变化对静态工作点和电压放大倍数的影响。
3、分析输入电阻和输出电阻的测试方法。
实验三射极输出器
一、实验目的1、熟悉射极输出器电路的特点。
2、进一步熟悉放大器输入、输出电阻和电压增益的测试方法。
二、实验设备1、实验箱2、信号发生器3、毫伏表4、数字万用表5、示波器
三、预习要求
1、复习射极输出器电路。
2、了解射极输出器在放大电路中作为输入级、输出级、中间级时所起的作用。
四、实验电路
射极输出器电路如图4-1所示。
图3-1射极输出器电路
注：
实验中如发现寄生振荡，可在T1管cb间接30pF的电容。
五、实验内容及步骤
1、测试静态工作点，将结果填写入表3-1中。
表3-1
VB（V）
VE（V）
VC（V）
理论值
实测值
2、测量电压放大倍数，实验电路中的RS代替信号源内阻，输入信号的频率为1KHz，输入信号的幅度选择应使电路输出在整个测量过程中不产生波形失真，在不接负载电阻RL=∞和接负载电阻RL=2K情况下将测量结果填写入表3-2中。
表3-2
待测参数
RL=2KΩ
RL=∞
Vs（V）
Vi（V）
V0=（V）
AV=V0/Vi
Avs=V0/Vs
V∞（V）
AV=V∞/Vi
Avs=V∞/Vs
理论值
实测值
3、测量并计算放大器的输入、输出电阻，（测量方法参考实验三）,负载电阻RL=2KΩ，将测量结果填写入表3-3中。
表3-3
Vs（mV）
Vi（mV）
Ri（K）
V∞（V）
V0（V）
R0（K）
六、实验报告
1、理论计算图3-1的静态工作点并与实测值比较。
2、整理实验结果，说明射极输出器的特点。
实验四负反馈放大电路
一、实验目的
1、学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。
2、学习两级阻容耦合放大电路电压放大倍数的测量。
3、熟悉负反馈放大电路性能指标的测试方法，通过实验加深理解负反馈对放大电路性能的影响。
二、实验设备
1、实验箱2、信号发生器3、毫伏表4、数字万用表5、示波器
三、预习要求
1、熟悉单管放大电路，掌握不失真放大电路的调整方法。
2、熟悉两级阻容耦合放大电路静态工作点的调整方法。
3、了解负反馈对放大电路性能的影响。
四、实验电路
实验电路如图4-1所示：
图4-1
实验注意事项：
实验中如发现寄生振荡，可采用以下措施消除：
1、重新布线，尽可能走短线。
2、避免将输出信号的地引回到放大器的输入级。
3、分别使用测量仪器，避免互相干扰。
五、实验内容及步骤
1、调整静态工作点
连接α、α’点，使放大器处于反馈工作状态。
经检查无误后接通电源。
调整RP1、RP2（记录当前有效值）,使VC1=（6～7V）、VC2=（6～7V），测量各级静态工作点，填入表4-1中。
断开电路测量并记录偏置电阻。
表4-1
待测参数
VC1（V）
VB1（V）
VE1（V）
VC2（V）
VB2（V）
VE2（V）
RA（K）
RB（K）
测量值
计算值
2、观察负反馈对放大倍数的影响。
●从信号源输出Vi频率为1KHz、幅度5mV左右的正弦波（以保证二级放大器的输出波形不失真为准）。
●输出端不接负载，分别测量电路在无反馈（α，α’断开）与有反馈工作时（α与α’连接）空载下的输出电压Vo，同时用示波器观察输出波形，注意波形是否失真。
若失真，减少Vi并计算电路在无反馈与有反馈工作时的电压放大倍数AV，记入表4-2中。
表5-2
待测参数
工作方式
Vi（mV）
V0（V）
Av
无反馈
RL=∞
有反馈
RL=∞
3、观察负反馈对放大倍数稳定性的影响。
RL=5.1K，改变电源电压将Ec从12V变到10V。
分别测量电路在无反馈与有反馈工作状态时的输出电压，注意波形是否失真，并计算电压放大倍数，稳定度。
记入表4-3中。
表4-3
待测参数
工作方式
EC=12V
EC=10V
dAv/Av
Vi（mV）
V0（V）
AV
Vi（mV）
V0（V）
AV
无反馈
有反馈
4、观察负反馈对波形失真的影响（选做）
⏹电路无反馈，Ec=12V,RL=5.1K，逐渐加大信号源的幅度，用示波器观察输出波形出现临界失真，用毫伏表测量Vi、Vo和值，记入表5-4中。
⏹电路接入反馈（a与a′连接）,其它参数不变，用毫伏表测量Vi、Vo值，记入表4-4中。
⏹逐渐加大信号源的幅度，用示波器观察输出波形出现临界失真，测量Vi、Vo和值，记入表4-4中。
表5-4
待测参数
工作方式
Vi（mV）
V0（V）
无反馈
有反馈
2.幅频特性测量（对带宽的影响）（选做）
在上述实验基础上，不接负载、EC=12V，分别在有、无反馈的情况下调信号源使f改变（保持Vi不变）测量Vo，且在0.707VO处多测几点，找出上、下限频率。
数据记入表4-5和表4-6中。
表4-5
频率
方式
f（KHz）
无反馈
Vi=（）mV
V0（mV）
0.707
0.707V（max）
1
Vomax
0.707
0.707V（max）
AV
Δf=（）KHz
表4-6
频率
方式
f（KHz）
有反馈
Vi=（）mV
V0（mV）
0.707
0.707V（max）
1
Vomax
0.707
0.707V（max）
AV
Δf=（）KHz
六、实验报告
1、整理实验数据，填入表中并按要求进行计算。
2、总结负反馈对放大器性能的影响
实验五集成运算放大器
一、实验目的
1、了解运算放大器的基本使用方法。
2、应用集成运放构成的基本运算电路，测定它们的运算关系。
1、学会使用集成运放uA741。
二、实验设备
1、实验箱（台）。
2、数字万用表。
三、实验说明
运算放大器有三种连接方式：
反相、同相和差动输入，本实验主要做比例运算。
四、实验内容及步骤
1、调零：
按图5-1接线，接通电源后，调节调零电位器RP，使输出V0=0（小于±10mV），运放调零后，在后面的实验中均不用调零了。
图5-1
2、反相比例运算：
电路如图5-2所示，根据电路参数计算Av=VO/VI=？
按表6-1给定的直流电压VI值计算和测量对应的V0值，把结果记入表5-1中。
图6-2
反相比例运算表5-1
输入直流电压VI（V）
0.3
0.5
0.7
1.0
1.1
1.2
理论计算值V0（V）
实际测量值V0（V）
实际放大倍数Av
3、同相比例运算：
电路图如5-3所示：
图5-3
根据电路参数,按给定的VI值计算和测量出V0值,把计算结果和实测数据填入表5-2中。
同相比例运算表6-2
输入直流电压VI（V）
0.3
0.5
0.7
1.0
1.1
1.2
理论计算值V0（V）
实际测量值V0（V）
实际放大倍数AV
五、实验报告
1、整理实验数据，填入表中。
2、分析各运算关系。
3、分析Vi超过1.0V时，输出Vo电压现象。
实验六正弦波振荡器
一、实验目的
1、学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件。
2、学习如何设计、调试上述电路和测量电路输出波形的频率、幅度。
二、实验设备
1、实验箱（台）。
2、示波器。
3、毫伏表。
四、实验内容及步骤
1.按图6-1接线（1、2两点接通）。
本电路为文氏电桥RC正弦波振荡器，可用
来产生频率范围宽、波形较好的正弦波。
电路由放大器和反馈网络组成。
图6-1文氏电桥RC正弦波振荡器
2.有稳幅环节的文氏电桥振荡器。
（1）接通电源，用示波器观测有无正弦波电压Vo输出。
若无输出，可调节RP，使Vo为无明显失真的正弦波，并观察Vo值是否稳定。
用毫伏表测量Vo和Vf的有效值，填入表6-1中，
表6-1
VO（V）
Vf（V）
（2）观察在R3=R4=10KΩ、C1=C2=0.01μf和R3=R4=10kΩ、C1=C2=0.1μf两种情况下的输出波形（不失真），测量V0、Vf及f0，填入表6-2中，并与计算结果比较。
有稳幅环节的文氏电桥振荡器表6-2
测试条件
R=10KC=O.01μf
R=10KC=O.1μf
测试项目
V0（V）
f0（KHz）
V0（V）
f0（KHz）
最小
最大
最小
最大
测量值
3．无稳幅环节的文氏电桥振荡器
断开1、2两点的接线，接通电源,调节
使Vo输出为无明显失真的正弦波,测量
V0、Vf和f0，填入表6-3中，并与计算结果比较。
无稳幅环节的文氏电桥振荡器表6-3
测试条件
R=10KC=O.01μf
R=10KC=O.1μf
测试项目
V0（V）
f0（KHz）
V0（V）
f0（KHz）
最小
最大
最小
最大
测量值
五、实验报告
1、整理实验数据，填写表格。
2、测试Vo的频率并与计算结果比较。
实验七整流滤波电路
一、实验目的
１．熟悉单相半波、全波及桥式整流电路。
２．观察了解电容的滤波作用。
二、实验仪器
示波器万用表毫伏表
三、预习
整流滤波电路的原理及相关参数
四、实验内容与步骤
1.整流电路
按图7.1、图7.2分别接成半波整流电路和桥式整流电路，用示波器观察V2及VL的波形，测量
，测量结果填入表１。
表7-1:
整流电路
半波整流
桥式整流
２．电容滤波电路
实验电路如图7.3
按图7.3接线，分别观察空载及带负载、滤波电容分别为10μ、470μ时的输出电压VL的波形，测量VL及VL并填表7-２。
表7-2（电容滤波电路）
RL=∞
RL=1KΩ
RL=150Ω
C=10μ
C=470
C=10μ
C=470
C=10μ
C=470
五、实验报告
总结半波整流、全波整流以及电容滤波电路的输出直流电压与变压器负边交流电压有效值、滤波电容、负载电阻的定量、定性关系。
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