电子技术II实验指导书Word格式文档下载.docx
《电子技术II实验指导书Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电子技术II实验指导书Word格式文档下载.docx(18页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
三、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
1
双踪示波器
GOS-6021
2
交流毫伏表
NY4510
3
函数信号发生器
SP1642B
四、实验内容
1.用示波器内校准信号进行自检。
(1)扫描基线调节
将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示(CH1或CH2),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INTEN”、“聚焦FOCUS”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。
(2)显示“校准信号”波形
将示波器面板上的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道(CH1或CH2),将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”,触发源(SOURCE)选择置“VERT↑AC”。
调节X轴“扫描速率”开关(time/div)和Y轴“输入灵敏度”开关(Volts/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。
(3)测量“校准信号”幅度
将“Y轴灵敏度调节”旋钮置于“校准”位置(VAR灯不亮),“Y轴灵敏度”(V/div)开关置适当位置,读取校准信号幅度,记入表1-1。
(4)测量“校准信号”频率
将“X轴灵敏度调节”旋钮置于“校准”位置,“X轴灵敏度”(t/div)开关置适当位置,读取校准信号周期,记入表1-1。
表1-1
项目
幅度
频率
标准值
0.5
1KHz
实测值
一般示波器的校准信号是频率为1KHz、峰值为0.5V的方波,若测量值与之相同,说明示波器工作正常。
2.用示波器和交流毫伏表测量交流信号参数
调节函数信号发生器,使之输出有效值均为1V(50Ω输出端,用交流毫伏表测量),频率分别为100Hz、1KHz、10KHz的正弦波信号。
调节示波器X轴“扫描速率”开关及Y轴灵敏度开关,测量信号源输出电压的频率及峰值
,填入表1-2。
表1-2
信号电压频率
示波器测量值
读数/V
周期/ms
频率/Hz
峰峰值/V
有效值/V(计算)
100Hz
1KHz,
10KHz
五、注意事项
1.函数信号发生器不能短路,交流毫伏表在小量程下不能开路。
2.函数信号发生器、交流毫伏表、双踪示波器等必须采用共地接法。
六、实验结果分析及问题简答
1.交流毫伏表能否测直流电压?
2.能否用数字万用表的交流电压档测量本实验中的信号幅度?
为什么?
3.电子测量中采用共地接法的目的是什么?
说明:
周期(频率)测量法:
1.读格(确认处于校准态)2.用测量游标3.直接读下部数据
电压测量法:
1.读格(确认处于校准态)2.用测量游标3.直接读下部数据(CH1)
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。
2.分析静态工作点对放大器性能的影响。
3.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电压的测试方法。
1.由于电子器件是非线形元件,性能的分散性又比较大,在制作晶体管放大电路时,除依据所用元器件的参数进行必要的设计外,还必须对放大器的静态工作点和各项性能指标进行实际调试。
2.图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器。
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。
图2-1单管放大器
3.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(一般设计时都应满足此条件),它的静态工作点可用下式估算:
电压放大倍数
输入电阻
输出电阻
4.晶体管放大电路的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易产生饱和失真,此时uO的负半周将被削底,如图2-2(a)所示;
如工作点偏低则易产生截止失真,即uO的正半周被缩顶(一般截止失真不如饱和失真明显),如图2-2(b)所示。
这些情况都不符合放大器不失真放大的基本要求。
5.通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点。
6.为了在输出端得到较大幅度的不失真信号,静态工作点应设置在交流负载线的中点附近。
图2-2(a)饱和失真图2-2(b)截止失真
表2-1
备注
模电实验箱
浙江天煌
4
数字万用表
UT58
5
6
直流稳压电源
GPS-3303C
1.测量静态工作点
按图连接电路,接通12V直流电源,调节RW,使UE=2.0V(即IC=2mA),用数字万用表直流电压档测量UB、UC与UE,数据记录于表2-2。
表2-2
测量值
计算值
UB/V
UE/V
UC/V
UBE/V
UCE/V
IC/mA
2.0
2.测量电压放大倍数
在放大器输入端加入1KHz的正弦信号Us,调节函数信号发生器输出信号大小使Ui(B点与地之间的输入电压)为10mV,用示波器观察放大器输出电压Uo,在输出波形不失真条件下,分别用交流毫伏表测量RL=2.4kΩ和空载情况下的Uo以及函数信号发生器输出信号Us。
数据记录于表2-3。
表2-3
RL/kΩ
Uo/V
Av
Uo—Ui波形相位关系
(用两种颜色画图、标注坐标单位)
2.4
∞
3.观察输入、输出信号的相位关系
用双踪示波器同时观察输入Ui、输出Uo的信号波形,记录其相位关系于表2-2。
4.观察静态工作点对输出波形失真的影响
①置RL=∞。
确认放大器的静态为UE=2.0V(即IC=2mA),用示波器观察输出信号,确认输出无失真(否则重新在无交流信号输入的前提下重调RW)。
②逐步加大函数信号发生器的输入信号,使输出电压u0足够大但不失真。
③保持输入信号不变,减小RW值,使输出波形Uo出现饱和失真,测出相应的UCE、IC,记录于表2-3。
(注:
用测UE的方法测IC:
IC=UE/RE)
④保持输入信号不变,增大RW值,使输出波形Uo出现截止失真,测出相应的UCE、IC,记录于表2-3。
UO波形
失真情况
饱和失真
不失真
截止失真
注:
①用测UE的方法间接测IC。
②每次测静态值IC和UCE等时都要令即使Ui=0(即把信号源的输出旋钮旋至零)。
五、实验报告
1.简答:
若静态工作点偏上,易发生什么失真?
若静态工作点偏下,易发生什么失真?
2.简答:
如果无论怎么调节RB2,在输入不失真得情况下,输出都有明显失真,可能是什么原因?
实验三集成运算放大器的应用(模拟运算电路)
1.研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的方法。
2.掌握运算放大器的使用方法,了解其在实际应用时应考虑的问题。
1.集成运算放大器是一种电压放大倍数极高的直接耦合多级放大电路。
当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
2.基本运算电路
几种典型的运算电路如下:
图3-3同相比例运算电路
图3-5uA741管脚排列
1.反相比例运算电路
(1)调零,按图3-1连接实验电路,接通±
12V电源,输入端对地短接,调节Rp,使U0=0。
(2)输入f=100Hz,Ui=0.5V的正弦交流信号,用交流毫伏表测量相应的U0,并用示波器观察ui和u0的波形,填入表3-1中。
注意ui和u0的相位关系。
2.同相比例运算电路
(1)按图3-3(a)连接实验电路。
实验步骤同上,将结果填入表3-1中。
(2)电压跟随器实验,将图3-3(a)中的R1断开,得图3-3(b)电路,重复
(1)的内容。
表3-1(f=100Hz,Ui=0.5V)
Ui/V
AV
ui波形、u0波形
反相比例
同相比例
3.反相加法运算电路
(1)按图3-2连接实验电路,调零和消振。
(2)输入信号采用直流信号,用直流电压表测量输入电压Ui1、Ui2及输出电压Uo,填入3-2中。
4.减法运算电路
(1)按图3-4连接实验电路,调零和消振。
(2)采用直流输入信号,实验步骤同内容3,填入表3-2中。
表3-2
Ui1/V
0.2
–0.2
Ui2/V
0.1
0.3
反相
加法
减法
1.整理测量结果,填写相关表格。
2.把实测值与理论计算值比较,分析误差原因。
3.如果没有交流毫伏表能否完成本次实验?
实验四逻辑门与组合逻辑电路
1.熟悉TTL、CMOS门的逻辑功能。
2.掌握用“与非”门构成其他常用逻辑门电路的方法。
3.掌握组合逻辑电路的分析方法与测试方法。
根据逻辑代数的知识,用“与非”门可实现其他逻辑门的逻辑关系:
Y1=
Y2=
Y3=AB=
Y4=A+B=
Y5=
=
Y6=
实验前按下图给出的Y1-Y6逻辑电路图,根据集成片的引脚排列分配好各引脚。
(a)(b)(c)
(d)(e)(f)
图4-1用“与非”门实现各种基本逻辑关系
数电实验箱
集成芯片
74LS00,74LS86或
CD4011,CD4030
1组
2选1
1.按图4-1(f),分配好74LS00(或CD4011)集成片的各引脚并正确接线,将测试结果填入表4-1,验证其逻辑功能。
表4-1
A
B
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
2.按下图分配好74LS00和74LS86(或CD4011和CD4030)集成片的引脚,并正确接线,即用“异或”门和“与非”门组成的全加器电路。
图4-2用“与非”门实现“异或”逻辑关系
3.将测试结果填入表4-2,验证其逻辑功能。
图中Ai,Bi为加数,Ci-1为来自低位的进位;
Si为本位和,Ci为向高位的进位信号。
表4-2
Ai
Bi
Ci-1
Si
Ci
1.Y6具有何种逻辑功能?
2.若“或非”门有多余的输入端,应该如何处理?
注意事项
1.TTL逻辑门输入端悬空相当于输入高电平,但实际使用时一般不悬空以免引入干扰。
CMOS逻辑门输入端不允许悬空,多余的输入端必须作相应的处理。
处理的方法是:
或并,或接高电平,或接低电平,使之不影响逻辑功能。
2.看清集成电路的管脚排列位置,切忌电源接错或输出短路,以免损坏集成块。
3.74LS系列只能用5伏电压。
附:
芯片引脚排列(顶视图)
74LS0074LS86
CD4011CD4030
版本信息:
实验三增加标注了运放管脚。
反相减法电路30K改为10K.
实验二增加了IC的测量方法说明。
实验四修改了图4-1(d)输出短接错。
修改了表格4-1中Y2项。