电子线路实验指导书Word格式.docx
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根据拟定的测试方案，调整信号源的输出波形，将其接入板。
逐级检查电路的输出，并记录数据和波形计算电路的性能指标。
如不能满足设计要求，应分析原因，重新调整电路或改进电路。
实验过程中，发现电路异常，应立即断开电源，以免损坏元器件及仪器设备。
三、实验后
实验结束后，应及时对实验过程和结果进行分析总结，整理原始记录数据，撰写实验报告。
实验一二极管特性及应用………………………………………………….…..5
实验二三级管放大电路…………………………………..…………….………7
实验三场效应管放大电路…………………………………………….…...…..10
实验四信号运算电路…………………………………………….…………….12
实验五有源滤波器…………………………………………….……………….15
实验六波形发生器…………………………………………….……………….18
实验七功率放大电路……………………………………….………………….20
实验八直流稳定电流……………………………………….………………….22
实验十小信号调谐放大器…………………………………………………….2
附录A实验箱模块分布54
附录B主要集成电路58
实验一二极管特性及应用
一、实验目的
1.熟悉几种常用二极管及应用电路
2.学会用万用表测试二极管
3.测试二极管的伏安特性
二、实验原理
1.二极管种类
二极管种类很多，按用途可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管等，起表示符号如图1.1。
2.二极管极性判断
可从外表上判断二极管的正负极性。
通常涂有黑圈的一端为负极（N端），无黑圈的一端为正极（P端）。
用数字万用表测试二极管时，将万用表拨至档。
用红黑表笔接触二极管两极，测试一次，然后对调两表笔，再测试一次。
若一次读数为1（表示反向电流为零），另一次读数为0.5~08（表示正向导通降压，硅普通二极管），则被测二极管完好，且显示正向导通降压时，红表笔所接的一端为二极管的正极，黑表笔所接的一端为负极。
若两次测试读数均为1，则二极管断路。
若两次测试读数均很小，则二极管短路。
3.二极管应用
利用二极管的特性，可获得各种不同的应用，如图1.2所示。
三、实验内容
1.用万用表测试普通二极管、稳压管和发光二极管，判断其正负极。
2.观测二极管半波整流电路：
按图1.2（a）连接电路，信号发生器置于50Hz,2V正弦输出，接入Ui。
用示波器同时观察输入信号Ui和输出信号Uo，记录波形。
3.测试稳压管稳压特性：
按图1.2（b）连接电路，电源电压调整为0~12V，接入Ui。
改变电源电压，逐点测量稳压管的电流Iz和电压Uz，取10个点左右，记录于表格中。
4.测试发光二极管正向特性：
按图1.2（c）连接电路，电源电压调整为5V，接入Ui。
改变电位器Rw，观察发光二极管亮度变化，逐点测量发光管的电流的IF和电压UF，取10个点左右，记录于表格中。
四、实验报告
1.列出仪器和元件清单。
2.画出半波整流电路及输入输出波形。
3.画出稳压管稳压电路，并作出稳压特性曲线。
4.画出发光二极管显示电路，并作出发光管正向特性。
实验二三级管放大电路
1．学会用万用表判别三级管的类型管角和参数
2．掌握单管共射放大电路的设计方法
3．掌握共射放大电路静态工作点的调整方法
4．观察静态工作点对输出波形失真的影响
5．掌握放大电路倍数，输入输出电阻的测量方法
二、实验原理
1．三级管类型管脚判别
（1）基极b和管形的判别
三极管可看成是两个PN结结构，可仿照实验一，用万用表测试三极管的PN结。
先将任一表棒与管子某一管脚固定相接，另一表棒则分别与其余两脚相碰，若测得的读数均为0.5~0.8（或均为1），且调换表棒重复上述过程后，测得的结果与调换前相反，读数均为1（或均为0.5~0.8），则可判定与表棒固定相接的管脚为基极b。
若不符合上述结果，则可另换管脚，重复上述操作过程，直至出现上述结果（一管脚对另一管脚的测量读数均为0.5~0.8或均为1），判别出基极为止。
若测得的读数均为0.5~0.8,且红表棒与基极b相连，黑表棒与其它两级相连，则此管为NPN型三极管。
反之，若测得的读数均为0.5~0.8且黑表棒与基极b相连，则此管为PNP型三极管。
（2）发射极e和集电极c的判别以及β的测量
在三极管的类型和基级确定后，即可分清三极管的另两个管脚。
将万用表拨至hFE档，假设另两个管脚中某一个管脚为集电极c，将三极管按已知极性插入管座，测试一次。
然后再假设两个管脚中另一管脚为集电路c，再测试一次。
二次测试中读数较大的一次假设正确，其读数即为此三极管的β值。
2.单管共射放大电路
单管共射放大电路如图2.1所示
静态工作点：
；
交流性能：
Ri=RB1//RB2//rbe；
Ro=Rc
其中
输入电阻Ri的测量方法如下：
测得Us和Ui，即可计算出
输出电阻Ro的测量方法如下：
当RL断开时，测得输出电压为Voc，当RL接入时，测得输出电压为VOL，即可计算出：
四、实验内容
1.三极管类型和管脚判别
用万用表测试三极管，判别其类型、管脚，测量β其值。
2．单管共射电路设计
根据三极管的β值，按图2.1任选ICQ=4mA，5mA或6mA，设计一个Au=50的单管共射电路，确定RB1，RC的数值。
3．静态工作点的调整
根据设计结束，按图2.1连接。
调节Rw1使ICQ等于设计值。
4．测量电压放大倍数Au
合上K，将信号发生器置于1KHz正弦信号输出接入Us，调整信号发生器的输出幅度，使Ui为5mV。
测量RL接入时的输出电压，计算出电压放大倍数Au。
断开K，重新测量输出电压，并计算此时的电压放大倍数Au’。
5．测量输入和输出电阻
按实验原理中所述的方法分别测量输入电阻和输出电阻。
6．观察静态工作点对输出波形失真的影响
逐步增加信号发生器的输出电压，直至输出波形将要出现失真。
保持此时输入不变，增大或减小Rw1，改变静态工作点，观察并记录失真波形。
四．实验报告
1.画出设计的单管共射电路，列出元器件清单和所用仪器清单。
2.说明静态工作点改变时，电压放大倍数为什么会变化。
3.将放大倍数Au，输入电阻Ri和输出电阻Ro的理论值和实验值作比较。
4.说明Rw1增加或减小时，分别会出现什么失真，并画出失真波形。
实验三场效应管放大电路
一．实验目的
1．学会场效应管特性曲线和参数的测量方法
2．了解电压跟随器的作用
3．掌握场效应器放大电路的电压放大倍数及输入输出电阻的测量方法
二．实验原理
1．场效应管特征曲线和参数的测量
场效应管的特征曲线可用逐点测量法测试，如图3.1所示。
当UDS保持不变时，逐点作出UGS与ID的关系曲线，即场效应管的转移特征曲线，如图3.2所示。
当UGS保持不变时，逐点作出UDS与ID的关系曲线，对于不同的UGS即可测出多条漏极特性曲线。
从转移特性曲线上可获得UGS（off），IDSS和gm等参数。
2．场效应管源极跟随器
图3.3为场效应管源极跟随器的电路原理图。
电压跟随器具有输入电阻高，输出电阻低的特点，电压放大倍数近似为１，在电子电路中广泛用作阻抗变换。
UDS=－IDRS
Ri=RG
三、实验内容
1．场效应管转移特性曲线测试
按图3.1接线，调节RW，逐点测量UGS和ID，取10个点左右，记录在表格中。
2．源极跟随器静态工作点UGSQ和IDQ。
按图3.2接线，测量静态工作点UGSQ和IDQ。
3．电压放大倍数Au的测量
开关K合上,输入端接入1KHz,100mV正弦信号,测量输出电压Uo．然后打开K，再次测量输出电压Uoc。
4．输入电阻Ri和输出电阻Ro的测量
根据实验二中方法，测量源程序极跟随器的输入和输出电阻。
四、实验报告
1.列出元器件清单和所用仪器清单。
2.作出转移特性曲线，由图求出IDSS，UGS（off）并求出IDQ附近gm值。
3.比较静态工作的理论值和测量值。
4.比较Au、Ri、Ro的理论值和测量值。
实验四信号运算电路
一、实验目的
1.加深理解集成运算放大器的工作原理和基本特性。
2.掌握运算放大器构成的比例放大电路和工作原理。
3.掌握积分器、微分器和比较器的电路组成和工作原理。
1.比例放大
运放构成的反相放大器如图4.1所示。
闭环增益为
运放构成的同相放大器如图4.2所示。
当R1→∞时，Au＝1，同相放大器即成为电压跟随器，如图4.3所示
2.积分器
图4.4为积分电路，理想条件下：
3.微分器
图4.5为微分电路，理想条件下，
4.电压比较器分为基本电压比较器，滞回比较器和窗口比较器。
图4.8为一滞回过零比较器．电路翻转时，
本实验所用运算放大器为四运放LM324，其内部结构及引脚排列如图4.7，最大电源电压为±
16V，实验中取±
5V。
1.比例放大电路
分别按图4.1和4.2接线，输入信号Ui为1000Hz、100mV得正弦波，记录输出信号幅度，并观察输入和输出波形的相位关系。
2.积分器和微分器
分别按图4.4和4.5接线，当输入Ui分别为1KHz、1V的方波、三角波和正弦波时，分别纪录输入输出波形及幅度。
3.比较器
按图4.6接线，输入信号Ui为1KHz、2V三角波，记录输入输出波形及翻转电压阈值。
1.列出元器件和仪器清单。
2.比较同向放大器和反向放大器放大倍数Au的理论值和实测值。
3.分别画出积分器和微分器实验中的输入和输出波形曲线（将每一种输入和对应的输出画在同一坐标系中，以便作出比较）。
4.画出滞回比较器的输入和输出波形，并作出其传输特性。
实验五有源滤波器
1．掌握而阶无限增益多路反馈高通低通和带通滤波器的电路主成。
2．熟悉上述而阶滤波器的设计方法。
3．学会测量电路的频率响应及滤波器的幅频特性。
二阶无限增益多路负反馈滤波器是常用的二阶有源滤波器电路，分为高通低通带通和带阻滤波器。
1.高同滤波器
图5.1为高通滤波器电路，
其传递函数为
，
2.低通滤波器。
图5.2为低通滤波器电路，其传递函数为
3.带通滤波器电路
图5.3为带通滤波器电路，其传递函数为
1．滤波器设计
任选下列一组性能指标，设计一个二阶无限、增益多路反馈滤波器。
（1）低通滤波器
Aup=－1，fo=1KHz，Q=0.7、1或1.5
（设计时取C2=10nF，R1=R2，
）
（2）高通滤波器
（设计时取C2=10nF，C1=C2，
2．幅频特性测试
根据设计结果，按图5.1或图5.2接线，运放电源取±
5V，输入信号Ui接1V正弦信号。
保持输入信号幅度不变，改变输入信号频率逐点记录输入信号和输出信号幅度，取20点左右，记录于表格中。
1．画出设计完成的滤波器电路图，列出元器件清单和所用仪器清单。
2．作出所设计滤波器的幅频特性曲线
3．比较滤波器性能指标的理论值和实测值
实验六波形发生器
1．熟悉集成运放在波形发生方面的应用
2．掌握正炫波，方波和三角波发生电路的原理，设计和调试方法
1.正弦波振荡器
正弦波振荡电路有LC、RC和石英晶体振荡器三类。
图6.1为RC文氏电桥振荡电路。
振荡频率：
起振条件：
〉3
2.方波和三角波振荡器
方波振荡器又称多谐振荡器。
图6.2为一个基本的方波振荡器。
振荡周期为
Uc按指数规律变化，近似三角波。
（1）设计一文氏电桥正弦波振荡器，
fo=160Hz,320Hz,1.6KHz,3.2KHz,16KHz任选
（设计时取C=10nF）
（2）根据设计结果，按图6.1接线，测出振荡频率。
（3）调节Rw1,观察并记录负反馈适合，太强或太弱三种情况下的输出波形。
（1）设计一方波振荡器，
f=450Hz,900Hz,4.5KHz,9KHz,45KHz任选
（设计时取C=10nF,R1=Rf）
（2）根据实验结果，按图6.2接线，测出输出波形振荡频率。
（3）观察并记录输出波形和Uc波形.
四、实验报告
1.画出设计的正炫波振荡器和方波振荡器电路,列元器件清单和所用仪器清单。
2.整理实验数据,画出有关波形图,并将实测值和理论值作比较。
实验七功率放大电路
1.进一步了解功率放大器的原理、特点和应用。
2.掌握功率放大器主要性能指标的测量方法。
功率放大器分为集成和分立元件两种电路形式。
集成功放使用方便，性能优越，品种较多。
图7.1为LM386集成功放典型应用图。
图中T1~T4构成差动输入级。
T5、T6是恒流源电路，提供偏置。
T7为电压放大级，T8~T10构成互补推挽电路。
Vcc为4~18V，电压放大倍数Au为
1脚和8脚间串接电阻和电容可改变电压增益，增益范围为20~200dB。
1.测量输出功率
按图7.1接线，LM386的1脚、7脚和8脚悬空，调节Vcc′使Vcc=+6V，输入信号接1KHz正弦波。
增大Ui，同时用示波器观察输出波形直至最大不失真为止。
测出此时的输出电压Uomax、Ui和电源电流Icc（取R=10Ω上电压换算成电流），则最大输出功率为
电源提供的功率为
Pv=VccIcc
集成功放的效率为
测量时注意保持Vcc=+6V。
2.测量频率的响应特性
调整输入信号幅度，使输出电压波形不失真。
保持输入信号幅度不变，测量放大器的fl、fh及通频带，画出幅频特性曲线。
2.整理实验数据并填入纪录表格中，画出所测曲线。
实验八直流稳定电流
1.了解整流滤波电路工作原理。
2.掌握直流稳压电源主要技术指标的测试方法。
3.了解集成稳压器的使用方法。
直流稳压电流由整流，滤波，稳压三部分组成。
稳压电路种类很多，有稳压管稳压电路，分立或集成串联稳压电路和开关稳压电路等。
图8.1为采用集成稳压器7805的直流稳压电源。
集成稳压器可分为固定和可调输出电压两种。
图8.2为采用LM317的可调稳压电源。
其输入电压为
稳压电源的主要性能有电压调节范围，输出电流，电压调整率，纹波示数和内阻等。
电源内阻Ro反映了负载电流变化对输出电压的影响，
电压调整率S反映交流电网电压对输出电压的影响，一般在电网电压变化时测定，
%
1.固定输出稳压电流测试
（1）按图8.1接线
（2）改变Rw
在IL=10~100mA范围内选取10个点左右，测量IL和相应的整流波输出电压Uc以及稳压电路输出Uo，做出整流滤波电源外特征性Uc-IL曲线和稳压电源外特征Uo-IL曲线。
3.可调输出稳压电源测试
（1）按图8.2接线
（2）改变Rw，测量输出电压调节范围。
同时观察Rw变化时，Iw是否变化。
2.整理实验数据，填入记录表格，并作出负载时的电源外特征曲线，求出固定输出稳压电源的内阻。
3.画出以LM317构成的恒流电路原理图。
实验九信号调理电路
1．了解信号调理电路的主要功能。
2．掌握信号调理中的常用电路。
3．熟悉电桥电路测量原理。
4．掌握误差分析方法。
来自传感器的微弱信号，经过信号调理电路，进行放大、滤波或比较等处理，变换为归一化的电压信号，送入模数转换器进行数据采集，或变换为开关信号，完成其它控制功能。
图9为温度变送和报警电路。
温度传感器采用Pt100热电阻，在0～650℃的测温范围内，其特性为
Rt=Ro（1+At+Bt2）
其中A=3.96847×
10－3，B=－5.847×
10－7，Ro=100Ω。
表1给出了0～100℃的10点电阻值。
表1热电阻分度表
温度
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃
70℃
80℃
90℃
100℃
电阻值Ω
100
104．0
107．9
111．9
115．8
119．7
123．6
127．5
131．4
135．2
139．1
温度测量采用电桥电路。
为使输出电压灵敏度达到最大，桥臂电阻必须满足下列条件：
R1=R2=R，RW1=R0，Rt=R0+ΔR。
电桥的输出电压ΔU=
E。
电桥的不平衡输出电压经过A1、A2构成的仪表放大器进行放大。
放大器为同相输入的差动放大电路，其放大倍数Au=1+R6/R5。
放大后的电压信号送入A3、A4构成的窗口比较器，超出设定的温度范围时进行报警。
三．实验内容
1．温度变送电路设计
设计一个仪表放大器电路，要求温度范围0～100℃时，输出电压为0～2.5V，确定电阻R6、R5的值。
2．温度报警电路设计
设计一个窗口比较器，要求温度范围超过20～40℃时，比较器输出低电平，点亮发光二极管，计算二个阈值电压，确定电阻R7、R8和R9的值（可取R7+R8+R9=10K）。
3．温度变送电路调整和测试
按照电路设计的结果，完成电路连接，用电位器代替热电阻，电源电压取±
分别调节RW1、RW2进行零点和满量程调整，使0℃时的输出电压为0V，100℃时的输出电压为2.5V。
在0～100℃间选取10个温度点，测量放大电路的输出电压，记录在表格中。
4．温度报警电路测试
调节电位器模拟温度变化，测出窗口比较器的二个阈值电压。
四．实验报告
1．列出仪器和元件清单。
2．画出仪表放大器的灵敏度曲线Uo—t，分析产生非线性误差的原因。
实验十小信号调谐放大器
1．掌握谐振放大器电压增益、通频带、选择性的定义、测试及计算。
2．掌握信号源内阻及负载对谐振回路的影响，从而了解频带扩展。
3．了解放大器的动态范围及测试方法。
二、实验原理：
小信号谐振放大器是通信机收端的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。
其实验单元电路如图10所示。
该电路由输入回路CP1、放大器T1、选频回路CP2三部分组成。
它不仅对高频小信号放大，而且还有一定的选频作用。
本实验中输入信号的频率fs＝10MHz。
R1、R2和射极电阻决定晶体管的静态工作点。
拨码开关S1改变回路并联电阻，即改变回路Q值，从而改变放大器的增益和通频带，拨码开关S2改变射极电阻，从而改变放大器的增益。
1．静态测量
将开关S2置于4，调节电位器R54（10KΩ）
测量各静态工作点，计算并填表1.1，将短路插座J4断开，用直流电流表接在C.DL两端，调节电位器R54，记录对应Ic值
表1.1
实测
据Vce判断V是否作在放大区
原因
Re（R54）
Vb
Ve
Ic
Vce
是
否
*Vb，Ve是三极管的基极和发射极对地电压。
2．动态研究
1）测放大器的动态范围Vi－Vo（在谐振点）
将开关S1全部置于开路，开关S2将4拨向ON。
把高频信号发生器接到电路输入端（XXH.IN），电路输出端接毫伏表或接示波器，选择正常放大区的输入电压Vi，调节频率f使其为10MHz，调节Ct及中周磁芯使回路谐振，即输出电压为最大。
此时调节Vi由0.02V变到0.8伏，逐点记录Vo电压，并填入表1.2。
Vi的各点测量值可根据各自实测情况来确定。
表1.2
Vi（V）
0.02
0.8
Vo（V）
Re=500Ω
Re=1kΩ
Re=2kΩ
（S2位置：
S2=1电位器，S2＝22KΩ，S2＝31KΩ，S2＝4500Ω）
2）当Re分别为500Ω、2K时，重复上述过程，将结果填入表1.2。
在同一坐标纸上画出Ic不同时的动态范围曲线，并进行比较和分析（此时也可在J4两端测
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