模电指导书修改版1.docx
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模电指导书修改版1
实验一、仪器仪表的使用方法
一、数字万用表（使用时，要按下右上方电源开关，使用完毕后切记弹起电源开关。
）
1、测电阻（用Ω档）
量程选择好后不需调零，直接读数，不需要乘以任何系数。
如果屏幕显示为“1...”，则表示量程选小了，需要加大量程。
2、测交流电压（用ACV档）
表笔不分正负，并接在被测电压两端，直接从屏幕上读数。
如果不知被测电压的范围，应该选择高量程档，要是读数偏小，再适当调小量程。
3、测直流电压（用DCV档）红表笔接高电位（或正极）黑表笔接低电位（或负极），并接在被测电压两端，直接从屏幕上读数。
如果不知被测电压的范围，应该选择高量程档，要是读数偏小，再适当调小量程。
4、测直流电流（红表笔改插“A”插孔，用DCA档）
测直流电流时，先将电源关断，再将被测电路断开，红表笔接电流的进端，黑表笔接电流的入端，开启电源直接从屏幕上读数。
如果不知被测电流的范围，应该选择高量程档，要是读数偏小，再适当调小量程。
5、测交流电流（红表笔改插“A”插孔，用ACA档）
测交流电流时，先将电源关断，再将被测电路断开，表笔不分电流的正负端，一个表笔接电流的进端，另一个表笔接电流的入端，开启电源直接从屏幕上读数。
如果不知被测电压的范围，应该选择高量程档，要是读数偏小，再适当调小量程。
6、测三极管β（用hFE档）
将PNP型三极管或NPN型三极管的e、b、c三个电极对应插入标有“PNP”区域或“NPN”区域的e、b、c小插孔里，直接从屏幕上读数。
7、测频率（用HZ档）
测不平衡信号时（信号有一端接地），红表笔接信号端，黑表笔接地，直接从屏幕上读数。
测平衡信号时表笔不分正负，并在被测信号两端，直接从屏幕上读数。
8、测电容（用F档）
将被测电容插进“CX”插孔里，直接从屏幕上读数。
二、直流稳压电源（仪器具有自动保护功能，当输出端电路出现短路时，保护电路启动，输出电压为零，此时应关断电源、排除故障、重新启动电源。
）
1、JWY—30F型双路稳压电源
两路独立的0---30V稳压输出。
正面有两个表，“指示选择”拨向“V”时，表针指示的是电压，“指示选择”拨向“A”时，表针指示的是电流。
（不论电压或是电流，都是直接读数，不需乘任何系数。
）
2、JWY—30C型双路稳压电源
两路独立的0---30V稳压输出。
正面有三个表，两路各有一个电流表，中间是一个电压表，通过“电压指示”开关来控制，当开关拨向右边时，电压表显示的是右路的电压，当开关拨向左边时，电压表显示的是左路的电压。
（不论电压或是电流，都是直接读数，不需乘任何系数。
）
三、函数信号发生器
1、开机状态
由微电脑控制的预置开机状态：
输出A路频率1000HZ正弦波，幅度1V（峰-峰值）（在此状态下，可以直接调整频率）
2、调整频率
按“频率”键，进入频率调整状态。
●间断调节：
直接按所需要频率的数字，再按“HZ”或者“KHZ”键。
●连续调节：
按“﹤”或者“﹥”，数字上方会出现一个黑三角，将黑三角移动到所需的位数上，旋动“电子调节”大旋扭，可以连续调节频率。
3、调整幅度
按“幅度”键，进入幅度调整状态。
●间断调节：
直接按所需要幅度的数字，再按“V”或者“mV”键。
●连续调节：
按“﹤”或者“﹥”，数字上方会出现一个黑三角，将黑三角移动到所需的位数上，旋动“电子调节”大旋扭，可以连续调节幅度。
（幅度显示的是峰—峰值）
四、示波器（常用测试状态：
）
1、工作方式选择
“Y1”：
信号从左下方Y1通道输入。
“Y2”：
信号从右下方Y2通道输入。
“组合”方式即按“MATH”键。
2、幅度调整（Y轴方向调整，VOLTS/DIV旋扭）
●当垂直方向信号过大或者过小时，需要进行幅度调整。
（左旋幅度减小，右旋幅度增大）
●示波管垂直方向每一大格代表的幅度，与幅度旋扭的指示相对应。
●测量幅度时，VOLTS/DIV旋扭的微调应向右旋关断，否则误差会很大。
3、时间调整（X轴方向调整，TIME/DIV旋扭）
●当水平方向信号过大或者过小时，需要进行时间调整。
（左旋减小，右旋增大）
●示波管水平方向每一大格代表的时间，与时间旋扭的指示相对应。
●测量时间时，TIME/DIV旋扭的微调应向右旋关断，否则误差会很大。
4、垂直位移
上下平移波形，便于观察。
5、水平位移
左右平移波形，便于观察。
六、实验练习
1、开启稳压电源、万用表，按下表调整、测试、记录：
稳压电源显示值
万用表测量值
稳压电源左路
10V
稳压电源右路
12V
2、开启信号发生器、示波器，按下表调整、测试、记录：
信号发生器输出
示波器显示的幅度
衰减20db
衰减40db
正弦波1000HZ1VP--P
正弦波200HZ2VP--P
实验二、电阻、电容的认识与测量
一、电阻
符号：
1、固定电阻2、可变电阻3、电位器
代号：
R
单位：
Ω（欧姆）、KΩ（千欧）、MΩ（兆欧）
进率：
1000
作用：
电阻是电子电路中用的最多的元件，它的作用是分压、分流、变换阻抗等等。
分类：
固定电阻、可变电阻、电位器等。
材料：
碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻、线绕电阻等。
测量：
用万用表电阻档测量。
（注意：
测量时要切断电源，被测电阻要与其它电路脱开，如果使用的是机械万用表，则要在测量前和每次换档时注意校零。
）
参数：
1、额定功率
常用的有0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、5W、10瓦等。
2、标称阻值
误差等级
系列代号
标称系列值
±20%
E6
101522334768
±10%
E12
101215182227333947566882
±5%
E24
101112131516182022242730333639434751566268758291
注：
常用固定电阻的阻值都是以上表格内的数值乘以十的n次方，n为正、负整数。
附：
色环电阻的识别方法
第一道色环：
第一位数（靠近电阻引线一端）
第二道色环：
第二位数
第三道色环：
第三位数（也可能没有这道环）
第四道色环：
零的个数
第五道色环：
小数位数（银环为1位小数，金环为2位小数。
或者表示误差，银环误差为±10%，金环误差为±5%）
单位是欧姆。
颜色所代表的数字：
棕
红
橙
黄
绿
蓝
紫
灰
白
黑
银
金
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
І
П
二、电容
符号：
1、固定电容器2、可变电容器3、电解电容器
代号：
C
单位：
F（法拉）μF（nF、）μμF（pF）
进率：
1000000
作用：
隔断直流、耦合交流、滤波、振荡等等。
分类：
固定电阻器、可变电阻器、可调电阻器。
材料：
陶瓷、涤纶、独石、电解等等。
测量：
万用电桥、万用表的专用电容测量档。
参数：
1、耐压值
常用电容器的耐压值有以下几个档次：
6.3V、10V、16V、25V、40V、63V、100V、160V、250V、400V等
2、标称电容值
电容器的容量都是直接标在器件的表面，但是有两种表示方法，一种是直接表示容量，如：
2200PF，0.01μF等。
另一种是用3位数字来表示，第一位表示十位数，第二位表示个位，第三位表示“0”的个数，单位是μμF（PF）,如：
101表示100PF，103表示10000PF，（0.01μF），222表示2200PF等等。
还有一种电容器在外壳上标有“+、-”极性，其引线长的是正极，短的是负极，这种电容器叫电解电容器，它的绝缘介质是电解液，这种电容器必须在正确的电场下才能呈现低损耗，否则相当于一个大电阻并接在电容器的两端。
电解电容器的特点是电容量大、耐压高、体积大，适用于低频段的滤波、偶合。
实验三、晶体二、三极管的测试
一、学习目的
1、熟悉两种晶体管器件。
2、学会测量晶体管的方法。
二、二极管
作用：
整流、检波、变容、做发光器件。
材料：
硅、锗
型号：
国产二极管的型号由四部分组成，第一部分用数字“2”表示晶体管的电极数。
第二部分用字母“A、B”表示锗材料，字母“C、D”表示硅材料。
第三部分用字母表示功能，如“P”表示普通型，“Z”表示整流，“X”表示小功率，“G”表示高频小功率，“D”表示低频大功率……等等。
第四部分是生产厂家规定的序号，代表了二极管的主要参数，这些参数可以通过晶体管手册查到。
国外晶体管型号和我国的不一样，如日本晶体二极管的型号是1N400X系列，“X”随二极管参数变化而变化，这些型号、参数都可以从晶体管手册中查到。
测量：
晶体二极管是由一个“PN”结做成的，它的特性就是“PN”结
的特性——单向导电性。
利用这一点可以用万用表的电阻档来
测量晶体二极管。
启用万用表的电阻档，表内的电池就加到了
万用表的表笔两端，黑表笔加的是电池的正极，红表笔加的是
电池的负极。
测试的正确结果如下表：
材料
红笔接“＋”、黑笔接“－”
红笔接“－”、黑笔接“＋”
硅
（反向电阻）
800Ω～1200Ω（正向电阻）
锗
200Ω～600Ω（正向电阻）
20KΩ～2000KΩ（反向电阻）
注：
万用表的电阻档应选用Ω×10或Ω×100，以防电流、电压过大。
三、三极管
作用：
放大、振荡、开关、稳压、等等。
材料：
硅、锗
类型：
PNP型（电子导电型）、NPN型（空穴导电性）
型号：
国产三极管的型号由四部分组成，第一部分用数字“3”表示晶体管的电极数。
第二部分用字母“A、B、C、D”表示，其意义如下：
A：
锗材料PNP型
B：
锗材料NPN型
C：
硅材料PNP型
D：
硅材料NPN型
第三部分用字母表示功能，“X”表示小功率，“G”表示高频小功率，“D”表示低频大功率、“K”表示开关……等等。
第四部分是生产厂家规定的序号，代表了三极管的主要参数，这些参数可以通过晶体管手册查到。
国外晶体管型号和我国的不一样，如日本晶体三极管的型号是“2SXX”系列，第一个“X”用A、B、C、D表示三极管的材料和型号，其意义和我国的一样。
第二个“X”是用数字表示三极管的参数。
这些型号、参数都可以从晶体管手册中查到。
引线排列：
三极管有不同的外型结构，常用的有铁壳圆柱型、铁壳帽
型、塑料矩型等等。
常见的引线有以下两种：
测量：
晶体三极管是两个背靠背的“PN”结构成的，所以在测量时要测量两个PN结，简单的测量，比如测量三极管的好坏，可以用万
用表来判断，更多的参数要用晶体管的专用测试仪器来测量
用万用表电阻×100Ω档测量三极管的参考数值如下表：
材料、类型
红笔接基极，黑笔分别接发射极、集电极
黑笔接基极，红笔分别接发射极、集电极
锗PNP
200Ω～600Ω
20KΩ～300KΩ
锗NPN
20KΩ～300KΩ
200Ω～600Ω
硅PNP
800Ω～1200Ω
（反向电阻）
硅NPN
（反向电阻）
800Ω～1200Ω
四、实验练习
1、测试晶体二管，将测试数据记录于下表。
（用万用表的Ω×100档）
型号
正向电阻（Ω）
反向电阻（Ω）
2、测试晶体三极管，将测试数据记录于下表。
（用万用表的Ω×100档）
型号
红笔接基极
黑笔接基极
基极与发射极电阻（Ω）
基极与集电极电阻（Ω）
基极与发射极电阻（Ω）
基极与集电极电阻（Ω）
3、测试晶体三极管的直流放大倍数（β）。
（用万用表的hfe档）
型号
直流放大倍数
直流放大倍数
五、实验报告
1、整理测试数据。
2、判断实验所用晶体二极管、三极管的材料、导电类型、用途，并且按下表整理。
型号
材料
导电类型
用途
工作参数
实验四、三极管基本放大电路
一、实验目的
1、理解直流工作点对三极管基本放大电路的影响。
2、学习调整三极管静态工作点的方法。
3、学习测量放大电路的各项参数。
4、学习利用实验数据分析三极管的工作状态。
二、实验仪器与元器件
1、双踪示波器一台
2、万用表一块
3、函数信号发生器一台
4、XK系列实验仪一台
5、模板01一块
三、实验原理
1、实验电路
实验电路如图1.1所示，它是一个阻容偶合共发射极电路，参数如下：
电源电压VCC=12V；基极可调电阻W2=47K；基极上偏置电阻Rb1=20K；基极下偏置电阻Rb2=15K；集电极电阻Rc=3K；发射极电阻Re=1.5k，；发射极旁路电容C2=47F；负载电阻RL=3K；交流耦合电容C1=C2=10F；晶体管T为3DG6（或9013）；150。
2、工作原理
（1）静态工作点
三极管工作在放大区时发射极和集电极之间的直流电压VcE约为电源电压的三分之一到二分之一之间，小于这个范围，三极管将进入饱和区，大于这个范围，三极管将进入截止区。
调整RW，使三极管工作在放大区，此时Vb=VbQ，
VCEQVCCICQRcVe
（2）交流参数
电压放大倍数：
AV=νo/νi=－RL/rbe
输入电阻Ri=Rb1∥Rb2∥rbe
输出电阻RO≈RC
四、预习内容
估算静态工作点、放大倍数AV,将估算值填入表1.（150；VCC=12V；RW2在中间位置）
表1.
VB（V）
VE（V）
VC（V）
VCE（V）
IC（mA）
IE（mA）
Ib（mA）
AV
五、实验任务
1、静态工作点调试（输入端νi不接信号时三极管的直流工作状态称为“静态工作点”,以下的步骤是通过调整三极管的基极电流使三极管处于放大状态。
）
（1）按照原理图接好电路。
（2）XK系列实验仪直流电源+12V接到模板+12V,GND接到模板地上，用万用表DCV20档，红表笔接集电极c，黑表笔接发射极e，调整W1，（左旋或右旋），使VCE=5～6V。
（3）测量表2所列各点电压（黑表笔接地线—电源的负极，红表笔分别接b,c,e），并记录。
注：
表2各电量用万用表（DCV20V档）测量。
VCC为实测的电源电压。
IE=Ve/Re。
表2
VCC（V）
VCE（V）
VB（V）
VE（V）
VC（V）
IE（mA）
2、测交流放大倍数
●输出端不接负载电阻RL
（1）开启函数信号发生器、示波器。
（2）在νi与地线端接函数信号发生器，输入正弦交流信号，f=1000HZ，在输出νo与地端接示波器监视输出信号（函数信号发生器、示波器的地线和电路的地线连在一起），调节信号发生器的“幅度调节”的“连续调节”功能，同时观察示波器,使输出的波形达到最大不失真状态。
（3）用示波器测出此时的νi值（输入端信号对地电压）
（4）用示波器测出此时的νo∞（不接负载电阻的输出端对地信号电压）。
并且计算放大倍数A∞=νo∞/νi，记录于表3。
）
●输出端接负载电阻RL
（1）在输出νo与地线端接3KΩ负载电阻。
（2）用示波器测出此时的νoL（接负载电阻的输出端对地线信号电压）。
（3）计算放大倍数AL=νoL/νi，记录于表3。
表3
νi（mV）
νO∞（V）
AO∞（倍）
νOL（V）
AOL（倍）
3、改变工作点对放大波形的影响
调整W1，（左旋、右旋）放大器输出波形会分别出现上削波和下削波,用万用表（DCV20V档）分别测量这两种情况下的VCE值，判断三极管的工作状态，并且和正常波形相比较，记录于表5。
表5
波形
VCE（V）
放大器状态
正常波形
5～6V
放大状态
上削波波形
截止失真
下削波波形
饱和失真
六、实验报告
1、画出实际实验原理图。
2、整理实验数据。
3、列表将实验和计算的工作点（IE、VB、VE、VC、VCE）放大倍数
进行比较。
4、分析实验中波形改变的原因及性质。
实验五、多级放大电路及其幅频特性
一、实验目的
1、测量多级放大器的频率特性。
2、了解工作点对动态范围的影响。
二、实验仪器与元器件
1、双踪示波器一台
2、万用表一块
3、函数信号发生器一台
4、XK系列实验仪一台
5、模板02一块
三、实验原理
实验电路原理图见图1，放大器总的放大倍数A=01/i×02/01=A1×A2。
放大器的理想幅频特性是一条平坦的曲线，而实际上放大器只是在中频段的幅频特性曲线是平坦的。
这是因为放大器的输入和输出都串接有隔直流电容器，而这种方式连接的电容器对低频有衰减。
同时在放大器的输出端存在并联的等效电容，它对高频段也存在衰减。
一个放大器的幅频特性常常以通频带来衡量。
通频带是以放大器的中频增益AM为参考点，在低频段和高频段各取一个特殊的点，即当放大器的增益下降到0.707AM时，分别记为L和H，通频带就是L和H之间的频段。
图1
四、预习内容
计算图1电路的静态工作点、中频放大倍数、上限频率H、下限频率L，记录于下表。
表1
VB1
VE1
VC1
IE1
VB2
VE2
VC2
IE2
AM1=
H=
AM2=
L=
五、实验任务
1、调试静态工作点
按照原理图接好电路，加直流电源+12V，调节W1和W2，使VCe1=VCe2=5--6V,用万用表DCV20V档测量），把T1和T2的工作状态记录于表2。
表1
VB1
VE1
VC1
IE1
VB2
VE2
VC2
IE2
2、测放大倍数A
在输入i端加=1000HZ的正弦交流信号电压，在输出O端用示波器监测输出信号，慢慢调节信号发生器的幅度调节系统，同时观察示波器使输出信号达到最大不失真状态。
用数字示波器测试表2的各项数据，并记录于表2。
表2
i
1
2
A1
A2
A0
3、测出幅频特性
用数字示波器测O的输出电压，保持输入信号的幅度不变，按照表3改变频率，将对应的输出电压值记录于表3。
4、测出下限频率L
（1）计算LO=O×0.707的值，并记录于表3。
（2）继续用数字示波器监测O的输出电压，改变i端信号频率，从1000HZ开始慢慢降低频率，找出输出电压等于LO时对应下的频率L，记录于表3。
5、测出上限频率H，
（1）计算HO=O×0.707的值，并记于表3。
（2）继续用数字示波器监测O的输出电压，改变i端信号频率，从1000HZ开始增高频率，找出输出电压等于HO时对应下的频率H，记录于表3。
表3
频率
20
50
100
400
800
1K
2K
5K
10K
20K
50K
100K
500K
O
LO=V
HO=V
L=HZ
H=KHZ
六、实验报告
1、画出实验的实际电路图。
3、整理实验数据，用描点法按照表3的数据画出原理电路的幅频特性曲线，并且标出L、H点。
实验六负反馈放大器
一、实验目的
了解负反馈对放大电路性能的影响。
二、实验仪器与元器件
1、双踪示波器一台
2、万用表一台
3、函数信号发生器一台
4、XK系列实验仪一台
5、模块一块
三、实验原理
放大器中采用负反馈，在降低放大倍数的同时，可使放大器的某些性能大大改善，负反馈的类型很多，本实验以一个输出电压、输入串联负反馈的两级放大电路为例，如图3-2所示。
CF、RF从第二级T2的集电极接到第一级T1的发射极构成负反馈。
在下面列出负反馈放大器的有关公式，供验证分析时作参考。
1、放大倍数和放大倍数稳定度
负反馈放大器可以用图3-1方框图来表示：
负反馈放大器的放大倍数为：
AVf=
式中AV称为开环放大倍数，反馈系数为：
FV=
反馈放大器反馈放大倍数稳定度与无反馈放大器反馈放大倍数稳定度有如下关系：
式中称负反馈放大器的放大倍数稳定度。
称无反馈放大器的放大倍数稳定度。
由上式可知，负反馈放大器比无反馈的放大器的稳定度提高了（1+AvF）倍。
2、频率响应特性
引入负反馈后，放大器的频响曲线的上限频率fHr比无反馈时扩展（1+AvF）倍。
即：
fHr=（1+AvF）fh
而下限频率比无反馈时减小到（）倍，即
由此可见，负反馈放大器的频率带变宽。
3、非线性失真系数
按定义：
式中Vd----信号内容包含的谐波成份总和，其中V2，V3….分别为二次、三次…..谐波成分的有效值）；
V1----基波成分有效值。
在负反馈放大器中，由非线性失真产生的谐波成分比无反馈时减小到倍，
即
同时，由于保持输出的基波电压不变，因此非线性失真系数D也减小到倍,
即
四、实验内容
负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试。
实验电路如图
图3-1反馈放大电路
1、按图3-1接线，RF先不接入，测量T1，T2的静态工作点，记录于表1中。
表1
IE1（mA）
VB1（V）
VE1（V）
VC1（V）
IE2（mA）
VB2（V）
VE2（V）
VC2（V）
2、在Vi输入端接入f=1KHz的正弦波，在V0端用示波器监视，调节信号发生器的幅度，使输出不失真，用示波器测量Vi，V0，V01值，记录于表2中。
3、在Vi输入端加大输入信号，使输出信号出现上下削波失真，测量此时Vi，V0，V01值，记录于表2中。
4、加接反馈电阻Rf,（此时失真应消失），再测量此时Vi，V0，V01值，记录于表2中。
5、改变输入信号频率，找出fh、fl值，记录于表2中。
表2
Vi（V）
Vo1（V）
Vo1（V）
Av1
Av
正常状态
失真状态
加反馈电路
H=KHZ
L=HZ
五、实验报告
1、画出实际实验原理图
2、整理实验数据，画出加反馈电路前后的幅频特性曲线。
3、分析负反馈对改善电路性能的影响。
实验七集成运算放大器的基本应用
一、实验目的
1、研究由集成运算
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