模拟电子技术实验指导书.docx

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模拟电子技术实验指导书

实验一常用电子仪器的使用练习

实验二常用元器件的识别与测量

实验三单级共射放大电路

实验四共射一共集放大电路

实验五带恒流源的差动放大电路

实验六负反馈放大器

实验七集成运算放大器的参数测试

实验八基本运算电路

实验九OTL互补对称功率放大器

实验十波形产生器

实验十一收音机的组装

实验一常用电子仪器的使用练习

－、实验目的

1.熟悉模拟电路实验常用电子仪器的面板上控制旋钮的名称，功能及使用方法。

2.了解常用电子仪器的主要技术指标。

3.学会使用常用电子仪器，测量和校正相互间读数误差。

二、预习要求与思考题

1.认真阅读实验教材中的附录，详细了解上述几种常用电子仪器面板旋钮的功能以及使用方法。

了解仪器使用和测量中的注意事项。

2.熟悉实验的内容，实验电路及有关表格。

3.现有一正弦信号，其峰-峰值Uipp=3v，f=1KHZ。

若想在COS5020双踪示波器光屏上显示五个完整周期的在弦电压，高度为6cm，试问，示波器的时基旋钮（s／cm），Y轴灵敏度旋钮（v/cm）各应为何档？

4.用示波器测出两组波形的幅度如图1·1所示（有关旋钮均不动），现用交流毫伏表测出正弦电压为5V，问方波的幅度应是多少？

图1.1

三、实验原理

1．M8900B型数字多用表。

该表可用来测量直流电压（V-），交流电压（V~），电阻器（Ω），直流电流（A－），交流电流（A~），电容器（Cx）和三极管的放大倍数（hFE）。

其主要技术参数是：

截止频率为400HZ，输人电阻：

交流电压为10MΩ/V。

最大允许输入电压：

DCV≥1000V，ACV≤700V。

2.DF1641型函数信号发生器。

该函数信号发生器能产生三角波，方波和正弦波，其频率从lHZ到IMHZ连续可调，输出电压幅值可达20Vpp，输出衰减从20db、4Odb、60db分三档。

同时输出电平为5v的TTL输出能驱动20只TTL负载。

3.COS5020型双踪示波器。

该示波器同时能测量二种不同的信号，其频率宽度为20MHZ，扫描时间，0.2μs/div＝0.5s/div分20档。

输入电阻为IMΩ；最大允许输入电压为400V（DC＋AC）峰值，输入电压可从5mv－5v/div分十档进行测量。

4.YB2172型交流毫伏表。

该电表是用于测量交流电压有效值，其频率范围为20HZ－2MZ，测量电压范围从1mv－300v分十一档。

输入阻抗：

在1KHZ时输入电阻为IMΩ，输入电容为50pF。

5.WYK302B型直流稳压电源。

该电源具有较高稳压系数，输出直流电压l－30V范围内连续可凋，输出电流从0－2A连续可调，最大输出电流为2A，具有输出电压和电流数字显示和短路保护的功能。

四、实验内容

1.用数字多用表直流电压档分别测量直流稳压电源的输出电压，学会调节直流稳压，稳流各旋钮，调节直稳压电源的输出电压显示表l.l中的电压值，用数字多用表分别测量输出端电压值并填人表1.1中，计算出误差值。

表1.1

稳压电源指示值（V）

1.5

2.0

4.5

6.0

7.5

9.0

数字多用表测量值（V）

误差

2.测量函数信号发生器的输出电压。

保证函数信号发生器的输出电压为IV（该值用交毫伏表3v档则量）频率为lKHZ。

函数信号发生器输出调节旋钮不动，改变输出衰减，用交流毫伏表、示则器和数字多用表同时测量函数信号发生器的输出电压，将测量结果填人表1.2中。

表1.2

函数信号发生器输出衰减

0db

20db

40db

60db

示波器的测量值（Vp-p）

交流毫伏表测量值（mv）

1000

数字多用表测量值（V）

3.测量函数信号发生器的输出频率。

用示波器直接测量函数信号发生的输出频率。

超始条件是：

函数信号发生器的频率调节到IKHZ，用交流毫伏表测量输出电压，调节函数信号发生器的输出调节旋钮，使f=1KHZ信号幅度值为1V。

在实验中不改动输出电压调节旋钮，仅改变输出频率，用示波器测量其周期（示波器测量时应将扫描时间因数微调旋钮VARLABLE，放置校准位置，如不放置校准位置时，扫描时间因数微调旋钮VARLABLE可以任意改变，没有一测量标准，所以产生测量误差。

）。

将数据填入表1.3中

表1.3

信号发生器输出频率（HZ）

150

50K

150K

750K

示波器扫描时间旋钮位置

示波器扫描时间测量值

计算频率测量值f=1/T

五、注意事项

1.使用仪器前，必须先阅读各仪器的使用说明书（见附录），严格遵守操作规程。

2.注意实验中所用稳压电源的十、一极性。

3.各仪器之间要严格接地，弄清什么是地线（公共线），什么是测量线。

4.在实验中不要经常开关仪器电源，做完实验后，方能关掉电源。

六、实验报告要求

1.认真记录实验中的数据并测绘出所得波形图。

2.把所测试结果与误差小的仪器作比较，分析误差原因。

在实验中应用什么仪器测量比较准确。

七、实验仪器与器件

示波器COS5020一台函数信号发生器DF1641一台

交流毫伏表YB2172一台直流稳压电源WYK301B2一台

数字多用表D8900D一块.

实验二常用元器件的识别与测量

一、实验目的

1.认识模拟电路实验中的常用元器件，并了解其性能。

2.学会使用数字多用表测量电阻器（固定电阻器和可变电阻器）、电容器、二极管、三极管，并熟悉测量方法。

二、预习要求与思考题

1.认真阅读实验讲义，了解实验内容。

掌握电阻器（固定电阻器和可变电阻器）、电容器、二极管、三极管的识别方法和测量方法。

2..认真阅读数字多用表的使用说明书，学会使用数字多用表测量元器件的方法，了解其测量误差。

三、实验原理

任何电子电路都是由元器件组成的，而常用的主要是电阻器、电容器、电感器和各种半导体器件（如二极管、三极管、集成电路等）。

为了能正确地选择和使用这些元器件，就必须掌握它们的性能、结构与规格等有关知识。

1.电阻器的识别与测量

电阻器主要分为薄膜电阻和线绕电阻两大类。

薄膜电阻又可分为碳膜电阻和金属膜电阻两类。

电阻器的识别：

（1）直读法。

如电阻器上标的（RT100KⅡ），可直读出电阻器的阻值，第一个字母R表示电阻器、W表示电位器。

第二个字母表示材料（T）碳膜、（H）合成膜、（S）有机实心、（N）无机实心、（J）金属、（Y）氧化膜、（C）沉积膜、（I）玻璃釉膜、（X）线绕等。

第三个字母用数字表示阻值，用数字直接读出100KΩ。

第四个符号是国家规定的误差标准，一般分六级，从0.05±0.5%、0.1±1%、0.2±2%、Ⅰ±5%、Ⅱ±10%、Ⅲ±20%。

（2）色环电阻值表示法：

在电阻器上用颜色一环一环的表示，常用的表示法有二种，一种是四环，一种是五环，当它们有一个共同点就是最后一环的数字表示误差，倒数第二环表示0的个数，第一环表示电阻阻值的第一位数，依次类推。

表示方法如图所示：

附电阻的色环：

色环

黑

宗

红

橙

黄

绿

乘积数

104

105

有效数

色环

蓝

紫

灰

白

银

金

乘积数

10-2

10-1

有效数

（3）文字表示法：

如R330（330）R表示后面电阻的数字，5R4（50000Ω），这里的R前面是电阻的有效数而后面数0的个数。

（4）数码表示法：

如103、512、331等，前面二位数表示电阻的有效值，而后面的数表示0的个数，如103（10KΩ）、512（5.1KΩ）、331（330Ω）等。

2.电容器的识别与测量方法

电容量：

电容量是指电容器加上电压后，贮存电荷的能力。

常用单位是：

法（F）、做法（μF）和皮法（PF）。

皮法也称微微法。

三者的关系为：

IF＝106μF＝1012PF

一般，电容器上都直接写出其容量。

也有的则是用数字来标志容量的。

如有的电容上只标出“332”三位数值，左起两位数字结出电容量的第一、二位数字，而第三位数字则表示附加上零的个数，以PF为单位。

因此“332”即表示该电容的电容量为3300PF。

标称电容量：

标称电容量是标在电容器上的“名义”电容量。

固定式电容器标称电容量系列为E24、E12、E6。

电解电容的标称容量参考系列为1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6．8（以μF为单位）。

电容器质量优劣的简单测试我们利用万用表的欧姆挡就可以简单地测量出电解电容器的优劣情况，粗略地辨别其漏电、容量衰减或失效的情况。

具体方法是：

选用“RX1k”或“RX100”挡，将黑表笔接电容器的正极，红表笔接电容器的负极，若表针摆动大，且返回慢，返回位置接近∞，说明该电容器正常，且电容量大；若表针摆动虽大，但返回时，表针显示的Ω值较小，说明该电容漏电能较大，若表针摆动很大，接近于OΩ，且不返回，说明该电容器已击穿；若表针不摆动，则说明核电容器已开路，失效。

该方法也适用于辞别其它类型的电容器。

但如果电容器容量较小时，应选择万用表的“RX10k”挡测量。

另外，如果需要对电容器再一次测量时，必须将其放电后方能进行。

3.二极管的识别与测量（此以指针式万用表为基础，实验中用的是数字多用表可直接测量。

）

发光二极管和普通二极管一样具有单向导电性，正向导通时才能发光。

发光二极管发光颜色有多种，例如红、绿、黄等，形状有圆形和长方形等。

发光二极管出厂时，一根引线做得比另一根引线长，通常，较长的引线表示阳极（＋），另一根为阴极

（一）。

若辨别不出引线的长短，则可以用辨别普通二极管管脚的方法来辨别其阳极和阴极。

发光二极管正向工作电压一般在1.5～3V，允许通过的电流为2～20mA，电流的大小决定发光的亮度。

电压、电流的大小依器件型号不同而稍有差异。

若与TTL组件相连接使用时，一般需串接一个470Ω的降压电阻，以防止器件的损坏。

4.三极管的识别与测量

在本实验中只能通过多用数字表D8900D测量三极管的直流放大倍数Hee。

来判断三极管的好坏。

但也可以用表中的二极管的档位来测量其正向电阻，反向电阻无法测量出来的。

四、实验内容

1.电阻器的识别与测量

用数字多用表测量电阻器，先识电阻器的色环后再根据电阻值的大小选择数字多用表的电阻档量程，用数字多用表的两支表笔分别接触电阻的两引线进行测量，分别将测量的数据填入表2.1中。

注意：

测量时不要用手接触表笔的金属部分，以免把人体电阻加入。

引起测量误差。

2.电容器的识别与测量

用数字多用表测量电容器，先识别电容器容量后再将数字多用表量程开关置于容量的相应量程把电容器插入数字多用表CX孔进行测量，此测量只能测到10μF以下，将测量的数据填入表2.2中。

表2.1

序号

R10

标称值

测量值

误差

表2.2

电容序号

标称值

测量值

误差

3..二极管的识别与测量

先识别二极管的型号和名称，在测量二极管的正、反向电阻，注意用数字多用表测量时，测量电流较小，反向电阻可能无穷大。

将测量的数据填入表2.3中。

4..三极管的识别与测量

先识别三极管的型号和名称，在测量三极管e、b、c的正、反向电阻（Reb、Rbe、Rbc、Rcb、Rce、Rec），注意用数字多用表测量时，测量电流较小，反向电阻可能无穷大。

可以用数字多用表的电阻档（或二极管档）来进行测量，测量时应注意表笔输出电压的极性？

放大倍数的测量可直接将三极管插入hfe测量孔，可直接读除数据。

将测量的数据填入表2.4中

表2.4表2.3

三极管序号

二极管序号

三极管名称

二极管名称

Reb

正向电阻

Rbe

反向电阻

Rce

Rec

+hfe

五.注意事项

1.用数字多用表测量二极管和三极管时，红表笔是正极、和黑表笔是负极，如Reb是将红表笔接发射极e，将黑表笔接基极b。

测量时不要将人体电阻接入两表笔间。

2.测量时应等数字多用表的数字稳定后，再读数。

如数字不动时应作无穷大处理。

六、实验报告要求

1.认真记录实验中的数据并观察实验中出现的现象。

所测试结果与标称值相比较，分析误差原因。

2.在实验中使用数字多用表测量选择什么档测量比较准确。

七、实验仪器与器件

数字多用表D8900D一块.

三极管：

9012、9013、3DG6、3AX31（各1只）

电阻器：

系列值选10支（各1只）。

电容器：

系列值小电容选10支（各1只）。

二极管：

1N4148、1N4001、2AP9、发光二极管（各1只）。

实验三单级共射放大电路

一、实验目的

1.学习单级放大电路静态工作点及动态参数的测试方法。

2.学习用示波器测量电压波形的幅值与相位，用数字多用表测量直流电压和用交流毫伏表测量交流的方法。

3.学习通频带的测量方法。

培养排除故障的能力。

二、预习要求与思考题

1.认真阅读电子技术基础对模拟部分）有关章节，熟悉单级共射放大电路静态工作点的设置。

2.根据本实验电路（4.2所示）参数，从获得较大不失真的输出幅度出发，大致估算静态工作点Q（Ico、VcEo）。

3.估算该电路的动态指标：

放大倍数Au，输入电阻Ri和输出电阻Ro。

4.根据实验中给出的Vi，初步确定当输出电压达到饱和失真（或截止失真）时，静态工作点的大致范围。

5．本实验中若出现图3.1所示失真波形，试判断是属于哪种类型的失真。

6．测量放大器静态工作点时，如果测得VCEQ＜0.5V，说明三极管处于什么工作状态？

如果VCEQ≈Vcc，三极管又处于什么工作状态？

图3.1几种失真波形

三、实验原理与参考电路

本实验选用的单级共射放大电路具有静态工作点稳定的优点。

我们测量静态工作点（即电流ICQ、电压VCEQ）为的是了解静态工作点选的是否合理。

若测出VCEQ＜0.5V，则三极管已饱和，若测出VCEQ≈Vcc，则说明三极管已截止。

对于线性放大电路，这种静态工作点是不合适的，必须对它进行调整，否则，放大后的信号会产生严重的非线性失真。

那么，如何来调整该电路的静态工作点呢？

在半导体三极管放大器的图解分析中我们已经知道，静态工作点的位置与电路参数Vcc、Rc或Rb1、Rb2有关。

通常Vcc、Rc都已事先确定，所以，静态工作点的调整一般都是通过改变偏置电阻Rb（或Rbl）来实现。

另外，如果用电位器来作偏置电阻Rb的话，那么最好要用一个固定电阻与电位器串联起来，以防止当电位器阻值过小时，使IC过大而烧坏三极管。

具体实验电路如图3.2所示。

该电路的动态指标计算公式如下：

Au=-[β（Rc//RL）/[rbe+（1+β）Re1]]

Ri=Rb11//Rb12[rbe+（1+ß）Re1]

Ro≈RC

四、实验内容

1.按图3.2认真检查实验板的单级共射放大电路，认清电路板上的输入Ui、输出Uo、正电源+12V及地线的位置。

经检查无误后，接通电源+12V。

2.测试电路在线性放大状态时的静态工作点。

图3.2单级共射放大电路

输入端从DF1640信号发生器接入F=1KHZ、Ui=30mv（有效值）的正弦波，输出端接到COS5020D示波器的输入端（CH1端），调整实验板上的电位器Rp，使示波器上显示的Uo波形在不失真的情况下达到比较大，然后关闭信号发生器，即Ui=0，测量此时的静态工作点，（用多用数字表只测三极管的三个极对地电压，即Vb、Ve、Vc，）填入表3.1。

表3.1

测量值

计算值

Vb（v）

Ve（v）

VC（v）

ICQ≈Ve/Re（mA）

VCE（V）

VBE（V）

测量电流入ICQ时，为避免更动接线，可以采用电压测量法来换算电流。

即；只要测出VE（发射级对地电压），可利用公式入ICQ≈IEQ＝VE／RE，算出ICQ。

。

3.测量该电路的动态指标Au。

（l）打开信号发生器，送入f=IkHz，Ui＝30mV的正弦波，用交流毫伏表测量输出电压Uo。

，计算电压放大倍数Au=Uo／Ui。

（2）用示波器观察Uo、Ui电压的幅值和相位。

把Uo接到示波器输入端（CH1端），把Ui接到示波器输入端（CH端），将示波器的工作方式选择“交替”用双踪示波器观察输入和输出信号的相位和幅度。

4.了解由于静态工作点设置不合理时放大器带来的非线性失真现象。

改变电位器Rp分别使其阻值减少或增加，观察输出波形的失真现象，测量出相应的静态工作点（注意测量时必须关闭信号源），填入表3.2中。

表3.2

工作状态

输出波形

静态工作点

ICQ（mA）

VCEQ（V）

VBE（V）

截止

放大

5．测量单级共射放大电路的通频带

（1）当输入信号f=kHz，Ui＝30mV（有效值），RL＝5．IkΩ时，在示波器上测出Uo的峰一峰值Vopp的数值。

（2）增加输入信号的频率（但必须保持Ui=30mV不变）Uo将会减小。

当减小到0．707Uopp时，此时信号发生器DF1641所指示的频率即为该放大电路的上限频率fH。

（3）同理，减小输入信号的频率（但必须保持Ui=30mV不变）Uo将会减小。

当减小到0．707Uopp时，此时信号发生器DF1641所指示的频率即为该放大电路的下限频率fL。

（4）通频带BW=fH-fL

表3.3

FUo

Uo=Uopp/2

通频带BW

6．输入电阻Ri的测量

我们可取一电阻R=1kΩ．按图3.3接入电路。

用交流毫伏表测出Us和Ui，即可通过表达式

Ri=[Ui/（Us–Ui）]R

求出Ri的值。

因为由图3.3可知，Ri=Ui/Ii，Ii=（Us-Ui）/R，所以，Ri=Ui/（Us-Ui）R

五、注意事项

1.检查电路板时，应注意三极管的三个电极，和电路板上的测试点（Ui、Us、Uo、+12v、地），电路板中的Us是信号源的电压，Ui是电路的输入信号。

2.测试静态工作点时、应关闭信号源。

使Us=0。

3.本实验测量时，用多用数字表只能测量电路的直流工作状态，交流电压只能用交流毫伏表和示波器来测量，注意：

交流毫伏表只能测有效值，而示波器测量的是峰峰值。

六、实验报告要求

1.认真记录和整理测试数据，按要求填入表格并画出波形图。

2.对测试结果进行理论分析，找出产生误差的原因。

3.详细记录实验过程中发生的故障，进行分析并排除故障。

七、实验仪器与器件

1.实验仪器

示波器COS5020一台函数信号发生器DF1641一台

交流毫伏表YB2172一台直流稳压电源WYK301B2一台

数字多用表D8900D一块

2.实验器件

三极管：

9013（1只）电位器：

100KΩ（1只）

电阻器：

51Ω、1KΩ、11KΩ、15KΩ（1只）；5.1KΩ、（2只）。

电容器：

10μf（2只）；47μF（1只）。

实验四共射一共集放大电路

一、实验目的

1.进一步熟悉放大电路技术指标的测试方法。

学习用示波器观察波形的幅值及相位关系。

2.了解多级放大器的级间影响。

3.进一步学习和巩固通频带的测试方法。

二、预习要求与思考题

1.阅读《电子技术基础》（模拟部分）第一章，熟悉阻容耦合两级放大器的工作原理及级间影响。

2.根据实验所给的电路参数，估算各级放大器的静态工作点。

3.当输入信号为f=IkHz正弦波时，试估算第一级电压放大倍数Au1和总的电压放大倍数Au，计算该放大器的输入电阻Ri和输出电阻Ro。

4.了解共集放大电路的特点。

5.测量放大器输出电阻时，利用公式Ro=（Uo-URL）/URL来计算Ro。

试问：

如果负载电阻RL改变，输出电阻Ro变化吗？

应如何选择RL的阻值，使测量误差较小？

6.在图4.1所示电路中，第二级的电压放大倍数Au2=1。

为什么将RL=5.1KΩ接到第二级输出端比RL直接接到第一一级输出端所得到的输出电压大些？

三、实验原理及参考电路

阻容耦合多级放大器，由于耦合电容的隔直作用，级与级之间的静态工作点是完全独立的，不会互相影响。

所以，我们可以一级一级地调整各级的最佳静态工作点。

但对于交流信号，各级之间却是有着密切联系的；前级的输出电压就最后级的输入信号，而后级的输入阻抗就是前级的负载。

本实验采用共射一共集放大电路。

第一级为共射电路，具有高电压增益，但输出电阻大。

第二级为共集电路，电压增益近似为1，但它输入电阻大（Ri2≈Rb2//βRL`），向对前级影响小；而输出电阻小，可弥补前级共射电路输出电阻大的弱点，带负载能力强，接近于恒压源输出。

该电路动态指标计算公式于下：

Åu1=[β1（Rc1//Ri2）]/[rbe1+（1+β1）Re1]

Ri2≈（Rb2+Rp）//β2RL

ÅU2≈1

Åu=Åu1.Åu2≈Åu1

Ri=Ri1=Rb11//Rb12//[rbe1+（1+β1）Re1]

Ro=Ro2=Rc2//[[rbe2+Rc//（Rb21+Rb22）]/（1+β2）]

图4.1共射一共集放大电路

四、实验内容

1.按图4.1检查两级放大电路板。

2.合上开关S，用数字多用表监视第二级发射极对地电压。

调节电位器Rp，当VCE2≈6V时，分别测量第一级和第二级的静态工作点。

方法同实验二。

将数据填入表4.1中。

表4.1

ICQ

VCEQ

VBE

（V）

（mA）

（V）

第一级

第二级

3.从函数信号发生器DF1641中输F=1KHZ、Ui=20mv的正弦波，接入放大器中测试多级放大器总的电压放大倍数Au和各级电压放大倍数Au1、Au2。

填入表4.2中。

表4.2

Uo1（V）

Uo2（Uo）

断开S

合上S

RL1=Ri2

RL=∞

RL=5.1KΩ

RL1=∞

RL1=5.1KΩ

输入20mv

4.定性测绘各级电压的波形

把Uo接到示波器输入端（CH1端），把Ui接到示波器输入端（CH端），将示波器的工作方式选择“交替”用双踪示波器观察输入和输出信号的相位和幅度。

（即Ui、UO1、Uo2）。

将表4.2中测量出的数据进行计算后填入表：

RL1=RI2

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