模拟电子技术实验.docx

模拟电子技术实验.docx

《模拟电子技术实验.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术实验.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

模拟电子技术实验

实验一常用电子仪器的使用练习

一、实验目的

通过实验，学习双踪示波器（GOS-620型），函数信号发生器（DF-1461A型）和交流毫伏表（SX2172型）的正确使用方法。

二、实验原理

在模拟电路实验中，实验电路板安装完毕后，必须进行调试与测试，图1.1为实验示意图。

进行静态测试时，常用数字万用表直流档测静态工作点。

数字万用表红、黑表笔分别插入“V-Ώ”和“COM”孔，黑笔与电路中的地线相连，红笔可接入电路中各点测试有关数据。

进行动态测试时，常需加入输入信号。

信号发生器用来产生输入信号（例如正弦交流电压）；示波器用于显示输出波形（用单踪显示），有时示波器同时显示输入输出（用双踪显示）；毫伏表用来显示信号的交流有效值（不是幅值，也不是峰峰值）。

在实验中，所有测试仪器的接地端应与实验电路的接地端连接在一起，如图1.1所示，否则引入的干扰不仅会使实验电路的工作状态发生变化，而且将使测量结果出现误差。

注意：

测试仪器的信号端绝不能与接地端相连，否则发生短路。

图1.1实验电路的测量示意图

为了做好一个实验，电子仪器的使用方法是必须掌握的。

本实验通过图1.2与1.3的实验图，学习三种电子仪器的使用。

GOS-620型双踪示波器机内会产生一个校准信号（此端子在左下方），输出电压为方波，频率为1KHz±2%，电压幅度为2V峰峰值）。

如图1.2所示，用示波器显示并测试此标准方波的频率、幅度、上升下降沿时间，可对示波器进行自检与校核。

图1.2本实验示意图之一：

示波器进行自检与校核

用图1.3所示的实验图，可从示波器中显示并读出信号发生器输出的有关参数（幅度，频率等），毫伏表可用来显示信号的交流有效值。

图1.3本实验示意图之二：

示波器与毫伏表检查信号发生器的输出

三、实验准备

1．阅读电子仪器的使用方法（在本实验第六部分和本教材附录2中）；

2．根据实验内容，画出实验电路（画在预习报告中），并制订好实验数据记录表格（写入预习报告中，不要在本教材表格中记数据）。

四、实验内容

1、示波器“校准信号”的显示与测试

（1）调出波形

按图1.2接线，调节示波器各有关旋钮，使荧光屏上显示一至数个周期的稳定波形。

（2）校核校准信号的幅度

A）把Y轴微调灵敏度钮（VARIABLE）顺时针方向旋足接通开关,置于“CAL”位置（即右旋到底）；该钮不要拉出，否则读数被放大5倍。

B）把Y轴灵敏度开关（VOLT/DIV）置于适当位置，使在荧光屏上显示4div左右。

C）测量校准信号的幅度，将数据记入表1.1中。

（3）校核校准信号的频率

A）把“SWP.VAR”旋钮顺时针方向旋足,置于“校准”位置。

B）将扫速开关（TIME/DIV）置于适当位置，使在荧光屏上显示1—2个周期波形，

C）测得校准信号的频率，并将数据记入表

（4）测量校准信号的上升时间和下降时间

由于上升下降时间较短，应尽量让波形沿X轴扩展：

A）利用“扫速扩展（×10MAG）”开关将波形扩展10倍（读出的数据单位也差10倍）

B）把“扫速”开关（TIME/DIV）置于适当位置，以使波形尽量沿X轴扩展

C）将数据记入表

表1.2“标淮信号”的幅度、頻率和边沿时间

*原始数据系指从仪器刻度上直接读取的数据

2．用示波器检查信号发生器的输出波形

（1）按图1.3接线

（2）让信号发生器输出1KHz，1伏有效值的正弦电压（用交流毫伏表测出）

（3）然后用示波器测量其峰－峰值，将结果记入表1.2中

表1.2校核信号发生器

3、双踪显示

用双踪显示方式同时观察信号发生器的二个输出波形：

信号发生器输出端（OUT）上的lKHz﹑6V方波与示波器X端子相连，TTL/CMOSOUT上的lKHz﹑6V方波与示波器Y端子相连。

观察二个波形，并用波形图定性画出。

五、实验器材

（1）GOS-620型双踪示波器一台；

（2）DF1641A型函数信号发生器一台；

（3）SX2172型交流毫伏表一台。

六、本实验简要说明

在本教材附录2中，已对GOS-620型示波器、DF1641A型函数发生器、和SX2172交流毫伏表作了说明，现着重指出下列几点。

1．GOS-620型双踪示波器

（1）寻找扫描光点

在开机半分钟后，如仍找不到光点，可调节亮度旋钮，并置“CH1”、“CH2”于“GND”位置，从中判断光点位置，然后适当调节y轴和x轴移位旋钮，将光点移至荧光屏的中心位置。

（2）显示稳定波形

需注意GOS-620示波器面板图中，下列几个控制开关（或旋钮）的位置。

A）“扫速”开关——它的位置应根据被观察信号的周期确定。

B）“触发信号选择”开关——通常选为“内”（CH1﹑CH2﹑LINE）触发。

C）“触发方式”开关——通常可先置于“自动”位置，以便于找到扫描线或波形。

如波形稳定情况不佳，再置于"常态"位置，但必须同时调节触发电平旋钮，使波形稳定。

（3）示波器有四种显示方式

属"单踪"显示有三种——CH1,CH2,ADD。

属“双踪”显示有—种——DUAL。

（4）脉冲信号的幅度、频率、脉冲宽度、上升时间和下降时间的测量方法

脉冲参数如图1.4所示.

图1.4脉冲参数的定义

用示波器测量脉冲参数的方法如下：

（A）调出波形

a.开机后，首先要把扫描光点或光线找到，并移到荧光屏中心位置。

然后调节“辉度”、“聚焦”旋钮，使光点或光线最清晰，且亮度适中。

b.用GOS-620的专用电缆线把“校准信号”与CH1（或CH2）输入插口接通。

c．按照“校准信号”的频率和幅值，正确选择Y轴灵敏度开关和扫速开关位置，使荧光屏上波形的幅度和周期数适当。

d.为使波形稳定，与触发扫描方式有关的几个开关位置应置于下列位置：

“触发信号”选择开关----置于（CH1﹑CH2﹑LINE）位置

“触发方式”开关——先置于“AUTO”位置（此时，若扫速开关位置正确，即可得到数个周期的波形），同时调节“触发”电平旋钮，调出稳定的波形，以上步骤如调不出稳定波形，则可把“触发方式”开关置于“常态”（NORM），并同时调节“触发电平”，即可调出稳定的波形，从中可体会出几种触发方式的操作特点。

（B）幅度测量

首先应把Y轴灵敏度“微调”旋钮置于“校正”位置（顺时针旋到底，即听到关的声音），然后把Y轴的灵敏度开关置于适当位置，使被测波形在荧光屏上的显示幅度适中，于是被测波形在荧光屏上垂直方向所占的格数与Y轴灵敏度开关指示值的乘积即为幅度值。

（C）频率的测量

首先把“SWP.VAR”旋钮置于“校正”位置（顺时针旋到底），然后改变扫速开关位置，使荧光屏上显示一个或数个波形（为保证测量精度，被显示的波形个数不宜选得太多），根据一个波形在水平方向所占格数及扫速开关的指示，即可测得波形的周期。

同时，还要注意扫速“扩展”旋钮（×10MAG）的位置。

（D）上升沿时间和下降沿时间的测量

脉冲波形的边沿时间应在触发扫描条件下进行测量。

为此，需将触发方式开关置于“常态”位置。

当测量上升沿时间时，要求扫描信号从上升沿开始，所以“触发极性”开关应置于“十”。

调节“Y轴灵敏度”开关位置及其微调旋钮，并移动波形，使波形在垂直方向上正好占据中心轴上、下各3格位置。

通过扫速开关，逐级提高扫描速度，使波形在x轴方向上扩展。

（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，直至荧光屏上可以清楚地读出上升沿时间（约几微秒）。

测量下降沿时，只需将“触发极性”开关置于“一”。

（以上测量中，由于扫描扩展的结果，波形的上升沿或下降沿部份辉度将降低很多。

为便于观察，可适当增强辉度）。

注意用GOS-620型示波器测量波形幅值和时间参数时，各档误差均不大于土5％。

2．DF1641A型函数发生器

（1）输出波形：

按下FUNCTION下的开关，可以按需要输出正弦波、三角波和方波。

（2）输出电压控制：

在“输出衰减开关”和“输出幅度调节”电位器控制下，最大输出电压可达20Vp-p（峰峰值）。

可以在伏，毫伏，直至0．1毫伏级上均匀调节。

（2）输出频率控制：

函数发生器的频率可以在1Hz一2MHz之间通过“分档开关”和“频率调节”旋钮调节。

读数显示在数字屏上。

3．SX2172交流毫伏表

（1）交流毫伏表只能测量正弦交流电压在1mV一300V范围内的有效值。

如果输入信号中包含有直流成分，交流毫伏表则仅指示其中的正弦交流成分有效值。

（如果输入信号不是正弦波，其读数不能作为有效值读取。

）

（2）SX2172交流毫伏表的工作频率范围为5Hz一2MHz，输入阻抗为8MΩ//40PF，测量误差不超过各量程满度值的土2％。

（3）测量前，一般先把量程开关置于量程较大位置上,然后在测量中逐步减小量程，以免超过满刻度，将表针打坏。

一般仪表针指示在满刻度2/3附近测量精度较高。

实验二电子元件的测试技术

一、实验目的

学习用数字万用表测试常用电子器件（电阻、电容、半导体二极管和三极管）。

二、实验原理

1．电阻测量

电阻值测量如图2.1所示。

数字万用表红、黑表笔分别插入“V-”和“COM”孔，黑笔与地相连。

万用表“功能开关”需置于电阻档。

要注意读数的单位：

例如，读出的数值是5.6，如果电阻档处于10K或100K的，则均为5.6K；如果电阻档处于10M，则为5.6M。

图2.1电阻的测量示意图

2．电容器测量

电容器的精确测量，应借助于专门的测试仪器来进行，常用的有QS—18A型万用电桥,TH2811BLCR数字电桥等。

下面简单介绍利用数字万用表的电容挡来测试电容容量：

（1）数字万用表有专门测电容的二个插孔，如图2.2所示。

测电容时需把电容插入这二个插孔内，如果电容在电路板上不能拿下，还需要用引线帮助。

（2）测量时将“功能开关”置于F档的适当量程，此时数字屏显示的数字即为电容值，如显示数字为‘1’，则应提高量程，此表最大能测20uF的电容值。

图2.2电容的测量示意图

2．二极管极性的判别

数字万用表的“”档专门用来测试PN结的导电特性：

如图2.3所示，若将它的红笔（它与内电池“十”极性的一端相连）接二极管的阳极，它的黑笔接二极管的阴极，则二极管处于正向偏置状态，显示为压降0.3V或0.7V左右（分别对应锗管与硅管）。

反之，如果红笔接二极管“—”极，黑笔接二极管“+”极，则二极管处于反向偏置状态，流过电流很小，万用表显示为“1”。

因此，根据两种连接方式下测得电压值的大小就可以判别二极管的极性与材料类型（硅管还是锗管）。

图2.3二极管的测量示意图

3．晶体三极管管脚的判别

（1）管型和基极的判别

晶体三极管从结构上看，可以看成是由两个背靠背的PN结组成的。

对NPN型管来说，基极是两个等效二极管的公共"阳极”；对PNP型管来说，基极则是它们的公共“阴极”，分别如图2.4（a）和（b）所示。

因此，判别出三极管的基极是公共“阳极”还是公共“阴极”，即能判别出三极管是NPN型还是PNP型。

而且根据PN结正向压降是0.3V还是0.7V就可以判别出管子是硅管还是锗管,判别方法与二极管极性判别方法一样,不再重复。

（a）NPN型三极管（b）PNP型三极管

图2.4晶体三极管的结构

（2）集电极与发射极的判别

用数字万用表的“hFE”档可以判别三极管的发射极与集电极，并测出β值。

测试电路如图2.5所示。

在判明一个晶体三级管是PNP还是NPN的管型和基极的条件下，选取数字万用表测量“hFE”档，将晶体管E、B、C三极分别插入对应管型的E、B、C三孔，其中必须将已判明的基极B插入对应的B孔。

这时，数字屏上将显示一个数据；然后，保持基极B仍插在B孔，对换另外二极所插孔。

此时，数字屏上将显示另一个数据。

比较两次数据的大小，其中数据大的那一次，插在“E