模模拟电路实验指导书物理实Word文档格式.docx
《模模拟电路实验指导书物理实Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《模模拟电路实验指导书物理实Word文档格式.docx(41页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
②触发方式开关置“自动”。
③适当调节垂直
(
)、水平(
)“位移”旋钮,使扫描光迹位于屏幕中央。
(若示波器设有“寻迹”按键,可按下“寻迹”按键,判断光迹偏移基线的方向。
)
2)、双踪示波器一般有五种显示方式,即“Y1”、“Y2”、“Y1+Y2”三种单
踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。
“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。
“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。
3)、为了显示稳定的被测信号波形,“触发源选择”开关一般选为“内”触发,使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。
4)、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后,若被显示的波形不稳定,可置触发方式开关于“常态”,通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压,使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。
有时,由于选择了较慢的扫描速率,显示屏上将会出现闪烁的光迹,但被
测信号的波形不在X轴方向左右移动,这样的现象仍属于稳定显示。
5)、适当调节“扫描速率”开关及“Y轴灵敏度”开关使屏幕上显示
一~二个周期的被测信号波形。
在测量幅值时,应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。
在测量周期时,应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置,即顺时针旋到底,且听到关的声音。
还要注意“扩展”旋钮的位置。
根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数(div或cm)与“Y轴灵敏度”开关指示值(v/div)的乘积,即可算得信号幅值的实测值。
根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数(div或
cm)与“扫速”开关指示值(t/div)的乘积,即可算得信号频率的实测值。
2、函数信号发生器
函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。
输出电压最大可达20VP-P。
通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮,可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。
函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。
函数信号发生器作为信号源,它的输出端不允许短路。
3、交流毫伏表
交流毫伏表只能在其工作频率范围之内,用来测量正弦交流电压的有效值。
为了防止过载而损坏,测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上,然
后在测量中逐档减小量程。
三、实验设备与器件
1、函数信号发生器2、双踪示波器
3、交流毫伏表
四、实验内容
1、用机内校正信号对示波器进行自检。
1)扫描基线调节
将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示(Y1或Y2),输入耦合方式开关置“GND”,触发方式开关置于“自动”。
开启电源开关后,调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮,使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。
然后调节“X轴位移”(
)和“Y轴位移”(
)旋钮,使扫描线位于屏幕中央,并且能上下左右移动自如。
2)测试“校正信号”波形的幅度、频率
将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道(Y1或Y2),将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”,触发源选择开关置“内”,内触发源选择开关置“Y1”或“Y2”。
调节X轴“扫描速率”开关(t/div)和Y轴“输入灵敏度”开关(V/div),使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。
a.校准“校正信号”幅度
将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置,“y轴灵敏度”开关置适当位置,读取校正信号幅度,记入表1-1。
表1-1
标准值
实测值
幅度
Up-p(V)
频率
f(KHz)
上升沿时间
μS
下降沿时间
注:
不同型号示波器标准值有所不同,请按所使用示波器将标准值填入表格中。
b.校准“校正信号”频率
将“扫速微调”旋钮置“校准”位置,“扫速”开关置适当位置,读取校正信号周期,记入表1-1。
c.测量“校正信号”的上升时间和下降时间
调节“y轴灵敏度”开关及微调旋钮,并移动波形,使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上,且上、下对称,便于阅读。
通过扫速开关逐级提高扫描速度,使波形在X轴方向扩展(必要时可以利用“扫速扩展”开关将波形再扩展10倍),并同时调节触发电平旋钮,从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间,记入表1-1。
2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数
调节函数信号发生器有关旋钮,使输出频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100KHz,有效值均为1V(交流毫伏表测量值)的正弦波信号。
改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置,测量信号源输出电压频率及峰峰值,记入表1-2。
表1-2
信号电压频率
示波器测量值
信号电压
毫伏表读数
(V)
周期(ms)
频率(Hz)
峰峰值(V)
有效值(V)
100Hz
1KHz
10KHz
100KHz
3、测量两波形间相位差
1)观察双踪显示波形“交替”与“断续”两种显示方式的特点
Y1、Y2均不加输入信号,输入耦合方式置“GND”,扫速开关置扫速较低挡位(如0.5s/div挡)和扫速较高挡位(如5μS/div挡),把显示方式开关分别置“交替”和“断续”位置,观察两条扫描基线的显示特点,记录之。
2)用双踪显示测量两波形间相位差
① 按图1-2连接实验电路,将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHz,幅值为2V的正弦波,经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号ui和uR,分别加到双踪示波器的Y1和Y2输入端。
为便于稳定波形,比较两波形相位差,应使内触发信号取自被设定作为测量基准的一路信号。
图1-2两波形间相位差测量电路
②把显示方式开关置“交替”挡位,将Y1和Y2输入耦合方式开关置“⊥”挡位,调节Y1、Y2的( )移位旋钮,使两条扫描基线重合。
③将Y1、Y2输入耦合方式开关置“AC”挡位,调节触发电平、扫速开关及Y1、Y2灵敏度开关位置,使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形ui及uR,如图1-3所示。
根据两波形在水平方向差距X,及信号周期XT,则可求得两波形相位差。
图1-3双踪示波器显示两相位不同的正弦波
式中:
XT——一周期所占格数
X——两波形在X轴方向差距格数
记录两波形相位差于表1-3。
表1-3
一周期格数
两波形
X轴差距格数
相位差
计算值
XT=
X=
θ=
为数读和计算方便,可适当调节扫速开关及微调旋钮,使波形一周期占整数格。
五、实验总结
1、整理实验数据,并进行分析。
2、问题讨论
1)如何操纵示波器有关旋钮,以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形?
2) 用双踪显示波形,并要求比较相位时,为在显示屏上得到稳定波形,应怎样选择下列开关的位置?
a)显示方式选择(Y1;
Y2;
Y1+Y2;
交替;
断续)
b) 触发方式(常态;
自动)
c) 触发源选择(内;
外)
d)内触发源选择(Y1、Y2、交替)
3、函数信号发生器有哪几种输出波形?
它的输出端能否短接,如用屏蔽
线作为输出引线,则屏蔽层一端应该接在哪个接线柱上?
4、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压?
它的表头指示
值是被测信号的什么数值?
它是否可以用来测量直流电压的大小?
六、预习要求
1、阅读实验附录中有关示波器部分内容。
2、已知C=0.01μf、R=10K,计算图1-2RC移相网络的阻抗角θ。
实验二 晶体管共射极单管放大器
1、学会放大器静态工作点的调试方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。
2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。
3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。
二、实验原理
图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。
它的偏置电路采用RB1和RB2组成的分压电路,并在发射极中接有电阻RE,以稳定放大器的静态工作点。
当在放大器的输入端加入输入信号ui后,在放大器的输出端便可得到一个与ui相位相反,幅值被放大了的输出信号u0,从而实现了电压放大。
图2-1共射极单管放大器实验电路
在图2-1电路中,当流过偏置电阻RB1和RB2的电流远大于晶体管T的
基极电流IB时(一般5~10倍),则它的静态工作点可用下式估算
UCE=UCC-IC(RC+RE)
电压放大倍数
输入电阻
Ri=RB1//RB2//rbe
输出电阻
RO≈RC
由于电子器件性能的分散性比较大,因此在设计和制作晶体管放大电路时,离不开测量和调试技术。
在设计前应测量所用元器件的参数,为电路设计提供必要的依据,在完成设计和装配以后,还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。
一个优质放大器,必定是理论设计与实验调整相结合的产物。
因此,除了学习放大器的理论知识和设计方法外,还必须掌握必要的测量和调试技术。
放大器的测量和调试一般包括:
放大器静态工作点的测量与调试,消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。
1、放大器静态工作点的测量与调试
1) 静态工作点的测量
测量放大器的静态工作点,应在输入信号ui=0的情况下进行,即将放大器输入端与地端短接,然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表,分别测量晶体管的集电极电流IC以及各电极对地的电位UB、UC和UE。
一般实验中,为了避免断开集电极,所以采用测量电压UE或UC,然后算出IC的方法,例如,只要测出UE,即可用
算出IC(也可根据
,由UC确定IC),
同时也能算出UBE=UB-UE,UCE=UC-UE。
为了减小误差,提高测量精度,应选用内阻较高的直流电压表。
2) 静态工作点的调试
放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流IC(或UCE)的调整与测试。
静态工作点是否合适,对放大器的性能和输出波形都有很大影响。
如工作点偏高,放大器在加入交流信号以后