电子技术基础实训指导.docx

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电子技术基础实训指导

《电子技术基础实训》指导

电子技术基础实验

实验一常用电子仪器的使用

一、实验目的

1.掌握常用电子仪器的使用方法。

2.了解模拟电子电路的测量方法。

二、实验仪器及器件

稳压电源、万用电表、晶体管毫伏表、低频信号发生器、示波器、晶体管特性图示仪、1kΩ电阻、100kΩ电阻各一只，3DG61只、3A×211只，二极管1只、稳压二极管1只。

三、实验原理

1.电压测量分直流电压和交流电压测量。

测量电压时，一般测量仪器与电路并联，因此要考虑测量仪器内阻对测量电路工作的影响，必须保证在测量误差允许的范围内。

测量交流弱信号电压时，注意采用共地屏蔽措施，避免干扰信号引起测量误差。

2.电阻测量测量电阻的阻值或PN结导通电阻，常用万用表的电阻档进行。

一般万用表都是采用分流法比较电阻大小，被测元器件都要承受一定的电流和电压，所以选择电阻档位时，应使被测元器件上的电流与电压不超出其允许范围。

3.波形观察用示波器观察波形，可以测出正弦信号的幅值。

并通过波形直接观察失真情况。

四、实验内容与步骤

1.用万用电表的电阻档（1kΩ、100Ω档）测量二极管正反向电阻值和一个普通电阻，进行比较。

测量结果记入实验表1-1。

实验表1-1

电阻档位

电阻

二极管正向

二极管反向

1kΩ档

100Ω档

2.用万用电表的电阻档（1kΩ档）判断三极管的极性、类型与好坏、β值。

（准备NPN和PNP小功率三极管各一只，坏三极管一只，供测量和判断用）。

3.用晶体管毫伏表及示波器测量并观察一个低频信号发生器各衰减档输出电压及波形，至少选择三种频率，如100Hz，10kHz,100kHz，测量过程中要求信号发生器指示值一定（如取3V）。

把测量结果分别记录在实验表1-2中。

实验表1-2

输出指示3V

0dB

-20dB

-40dB

-60dB

-90dB

100Hz

V

V

V

V

V

10kHz

V

V

V

V

V

100kHz

V

V

V

V

V

五、思考题

1.为什么用万用电表不同电阻档测量二极管正向电阻时，其阻值相差很大，而指针位置很接近，这是由二极管的什么特性决定的？

这个电阻就是二极管的正向导通电阻吗？

为什么？

2.如果万用电表没有β（hFE）档，只有一只100kΩ电阻，你能用万用表的电阻档来区分三极管的集电极和发射极吗？

画出简单电路，并说明原理。

3.能用万用电表的交流电压档取代晶体管毫伏表测量低频信号发生器的输出电压吗？

用示波器是否可以代替晶体管毫伏表进行上述测量，其缺点是什么？

实验二单级交流放大电路

一、实验目的

1.掌握单级交流放大电路的静态和动态测试方法。

2.巩固单级交流放大电路的基本工作原理。

3.进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。

二、实验仪器及器件

模拟电子技术实验箱、万用电表、示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表、直流稳压电源。

三、实验原理

1.分压式偏置单管共射放大电路是放大电路的基本形式，要使放大电路工作在放大状态，必须设置合适的静态工作点。

当电路中UCC、RC、RE等参数确定以后，工作点的调整主要是靠调节偏置电路的电阻来实现。

调节偏置电阻也就改变了放大器中晶体管的基极电流IB，如果电位调整适当，就可以获得合适的静态工作点，保证放大电路工作于线性状态，防止产生截止失真与饱和失真。

2.放大电路的放大倍数A的测试

放大电路的放大倍数Au是在确定的静态工作点上，保证放大电路处于线性工作状态下测得的。

Au=

式中RL＇=RC∥RL

测出Ui及UO的值可以算出放大倍数。

Ui及UO须在uO＇波形不失真的条件下进行测量。

因此测试放大倍数要用示波器对输出波形加以监视。

Ui、UO的值可以用示波器也可用毫伏表测量。

四、实验电路图

五、实验内容及步骤

1.按图接好线路，调节直流稳压电源，使其输出为15V，线路及电源输出电压值经检查无误后报指导老师批准，方可将电源接入线路。

2.静态工作点调试与测量，调节RP1，使UB=4V（UE≈3.3V），用万用表测出IB、IC及UCE，所测值即该电路的静态工作点，记入实验表2-1（测量时若用数字万用表应注意其功能档及量程的适当选择）。

实验表2-1放大电路的静态工作点

UE（V）

IC（mA）

IB（μA）

UCE（V）

β

3.测量放大电路的放大倍数Au（空载）

（1）调节低频信号发生器，使其输出为1kHz、20mV的正弦信号，并接入放大电路的输入端。

（2）调整示波器，使其进入示波工作状态；根据预习题计算的结果适当设置“输入衰减”档级，根据信号频率适当设置“扫速选择”档级；然后将放大电路输出接入示波器Y输入端。

适当调整有关旋钮，使荧光屏上的波形大小适中，不失真且稳定。

（3）用毫伏表测出UO及Ui值，记入实验表2-2。

实验表2-2放大电路的放大倍数（输入信号f=1kHz）

负载

Ui（mV）

UO（V）

UO（波形）

A=UO/Ui

RL=∞

RL1=5.1kΩ

RL2=1kΩ

4.观察测量负载电阻RL对放大电路的放大倍数的影响

（1）用连接线连AB，将负载电阻RL1=5.1kΩ接入放大电路的输出端，观察波幅变化，测量UO、记入实验表2-2中。

（2）断开AB，连接CD，将负载电阻RL2=1kΩ接入放大电路，重复上述过程，记下波形和UO值填于实验表2-2中。

5.观察静态工作点对放大电路的输出波形的影响

调节RP1，直到观察到正、负半周波形被削顶的失真输出，此时为饱和失真与截止失真。

波形。

六、思考题

1.用调节偏置电阻RB影响静态工作点及输出波形的实验结果，说明设置静态工作点的意义。

2.试说明为什么负半周削顶为饱和失真，正半周削顶为截止失真？

单管放大器的输出波形失真应如何解决？

实验三负反馈放大器

一、实验目的

1.研究负反馈对放大器放大倍数的影响。

2.掌握负反馈放大器输入电阻和输出电阻的测量方法。

3.了解负反馈对放大器通频带和非线性失真的改善。

二、实验仪器及器件

稳压电源、示波器、音频信号发生器、电子电压表、万用电表。

三、实验原理

1.实验电路见实验图3-1所示。

元件参考数值：

R=4.7kΩ,Rb11=24kΩ,Rb12=39kΩ,Rb21=24kΩ,Rb22=24kΩ,

RC1=3.4kΩ,RC2=4.7kΩ,RE1=2.4kΩ,RE2=3.9kΩ,RF1=1.8kΩ,

RF2=200Ω,RF=2kΩ,RL=360Ω,Rw1=Rw2=200kΩ,

C1=C2=C3=22μF,CE1=CE2=47μF,VT1、VT2:

3AX31B,

β1=40,β2=70,EC=-12V。

2.基本原理实验图3-1所示实验电路是两级电压串联负反馈放大器，可用实验图3-2所示的方框图表示。

四、实验内容与步骤

1.测试静态工作点将K1置于位置2，使电路成基本放大器状态。

接入RL，输入端A加1kHz信号，用示波器监视输出波形，调节Rw1、Rw2，并改变输入信号幅度，使达最大不失真输出。

再去除输入信号，将输入短路，用万用表测试第一级和第二级放大器的静态工作点，记于实验表3-1。

实验表3-1静态工作点测试值

管号

参数值

测试参数

计算参数

UC（V）

UE（V）

UB（V）

IB（mA）

IB（mA）

UCE（V）

UBE（V）

IE≈IC（mA）

β

VT1

VT2

2.测量电压放大倍数和观察电压放大倍数的稳定性当K1置于位置2，放大器为基本放大器，处于开环状态；当K1置于位置1，放大器接成闭环状态。

在输入端施加频率为1kHz信号，在输出端用示波器监视输出波形，调节输入信号幅度，使输出为不失真波形。

再用电子电压表分别测试开环和闭环状态下的输入信号和输出端不带负载和带负载时的输出信号值，记于实验表3-2。

实验表3-2电压放大倍数的测试值

测试条件

参数值

测试值

由测试值计算

Ui

Uo

放大倍数

放大倍数的稳定性

开环K1→2

不接RL

Auˊ

=

接RL

Au

闭环K1→1

不接RL

Aufˊ

=

接RL

Auf

注：

输入信号幅度，开环约<10mV,闭环约<100mV。

3.观察负反馈对放大器频率响应的影响当放大器处于基本放大器或闭环放大器状态，在输入信号幅度不变条件下，按实验表3-5所列频率改变，用示波器监视输出电压波形，要求不失真。

用电子电压表测各对应频率下的输出电压，记于表内。

由此表测试值在实验图3-4所示的单对数坐标上绘出开环和闭环频率响应曲线，分别找出其电压下降到中频区电压值的70%处的下限和上限频率值：

foL、foH及ffL、ffH。

在理论上，开环与闭环间的下限或上限频率关系为

ffH=（1+AuFu）fOh；ffL=

实验表3-5频率特性测试值

测试条件

频率点（Hz）

f（Hz）

20

40

60

80

100

500

1k

10k

50k

100k

150k

160k

180k

200k

开环

Ui

Uo（V）

闭环

Ui

开环：

foL=（）Hz，foH=（）Hz

闭环：

ffL=（）Hz，fFh=（）Hz

4.观察负反馈对放大器输出波形非线性失真的改善

将频率为1kHz信号由输入端A处输入，并将放大器处于开环状态（K1→2），在负载开路时，用示波器观察输出波形，逐渐增加信号幅度，使波形有明显失真，记录波形。

然后，再将放大器处于闭环状态（K1→1），增大输入信号幅度，使输出电压仍保持原有大小，观察波形失真改善情况。

记录波形与前者比较之。

六、思考题

1.试分析实验测试中的开环与闭环各项参数，是否符合反馈深度（1+AuFu）的关系。

2.本实验电路是否可改接成电压并联、电流串联、电流并联等负反馈电路？

如何变动元件改接之？

实验四运算放大器的基本应用

一、实验目的

1.了解运算放大器的外形结构及各引线功能。

2.学习应用运算放大器组成加法、减法、比例、积分等基本运算电路的方法和技能。

二、实验仪器及器件

示波器、晶体管毫伏表、信号发生器、稳压电源、实验电路板。

三、实验原理

1.相加法运算：

uO=-（

ui1+

ui2+

ui3）

2.反相比例运算：

uO=-

ui

3.减法运算：

uO=ui2-ui1

四、实验线路

实验图4-1反相加法运算电路实验图4-2反相比例运算电路

实验图4-3减法运算电路实验图4-4LM324的外引线分布

五、实验内容及步骤

1.熟悉LM324运放芯片的功能、外引线分布，并判断好坏。

（1）LM324外引线分布及功能表：

外接引线

功能

4

正电源端+U（+5V～15V）

11

负电源端-U（0～-15V）

3、5、10、12

同相输入端U＋

2、6、9、13

反相输出端U-

1、7、8、14

输出端UO

LM324是一个四基本运放组合的集成芯片，四个运放电源共用，功能各自独立。

（2）用万用表粗测LM324，判断其好坏。

先R×1kΩ档测+U、-U两个电源引线，不能短路；仍用R×1kΩ档测各引线之间的阻值，应都足够大，一般阻值在数十千欧范围内，但不能是断路的，否则，芯片已坏。

2.反相加法运算电路的连接和功能验证按实验图4-1连接电路，取ui1=0.1V，ui2=0.2V，ui3=0.3V，ui为频率f=1kHz的正弦信号。

测出相应的uO，记入实验表4-1中。

实验表4-1反相加法运算测算表

电路参数

Ui（V）

UO（V）测量值

UO（V）计算值

R1=10kΩ

Ui1=0.1

R2=10kΩ

Ui2=0.2

R3=10kΩ

R1=20kΩ

Ui3=0.3

R1=R2=R3=Rf=10kΩ

Ui3=0.3

改变反馈电阻阻值，使Rf=10kΩ，其它各电阻值及输入各量不变，重测uO，与上面结果进行比较。

3.反相比例运算按实验图4-2接好电路，分别ui=1V和ui=3V，f=1kHz的正弦信号，测量出相应的uO，记入实验表4-2中。

实验表4-2反相比例运算测算表

电路参数

Ui（V）

UO（V）测量值

UO=-Rf/R1计算值

R1=7.5kΩ

R2=5kΩ

Rf=10kΩ

1V1kHz

3V1kHz

4.减法运算按实图4-3接好电路，分别ui1=1V和ui2=2V，f=1kHz的正弦信号，测量出相应的uO，记入实验表4-3中。

实验表4-3减法运算测算表

电路参数

Ui（V）

UO（V）测量值

UO（V）计算值

R1=R2=R3=Rf=10kΩ

Ui1=1V

Ui1=2V

六、考题

1.根据测量数据，验证有关运算电路的电压输入输出关系结论。

2.比较测量值与理论计算值，分析误差原因，提出对本实验的改进意见。

实验五整流滤波及稳压电源

一、实验目的

1.掌握直流电源整流、滤波、稳压各组成部分的工作原理与测量方法；

2.掌握三端集成稳压器的使用方法。

二、实验仪器与器材

模拟电子技术实验箱、万用电表、示波器等。

三、实验原理

1.整流本实验为桥式整流电路，是电子电路中最常用的全波整流。

其输出平均电压UO=0.9U2（U2：

变压器副边电压有效值）。

实际上，由于整流电路有一定内阻，故UO常小于这个平均值。

2.滤波为了使整流后电压波形平滑，减少其纹波成分，再整流电路后要加入滤波电路本实验采用电容滤波，这种滤波器的负载电阻及滤波电容C的数值越大滤波效果越好，它输出的直流电压平均值越接近变压器副边交流电压的峰值。

3.并联型稳压电路在整流滤波之后加入由稳压二极管组成的并联型稳压电路，可以稳定输出电压。

当电网电压波动或当负载变化引起输出电压变化时，由于稳压管的自动调节作用，可以使输出电压基本保持稳定。

4.三端稳压器三端稳压器有三端固定型和三端可调节型两类，前者输出一种电压，后者输出电压可在一定范围内调节。

本实验三端固定式输出稳压器。

所谓三端是指稳压器有三根外引线，分别为电压输入端，电压输出端和公共接地端。

应用最广的三端稳压器是78系列和79系列，78系列输出正电压，79系列输出负电压。

在78或79后面带有阿拉伯数字，如7812，表示该稳压器输出+12V电压。

该稳压器输出电流1.5A，允许最大输入电压35V。

四、实验线路

实验图5-1直流电源实验线路连接图

五、实验内容与步骤

1.桥式整流电路将电路接成桥式整流直接带负载RL的形式，调节调压器，使变压器副边电压有效值为U2=12V，并将调压器与桥式整流电路相连，接通电网。

用示波器观察输入电压u2和输出uO的波形，记入实验表5-1中。

用万用表的交流电压档测U2，直流电压档测UO，将测量值记入实验表5-1中。

实验表5-1桥式整流与滤波

电路结构

输入波形

输出波形

U2（V）

UO（V）

桥式整流

电容滤波

C1

RL1=200Ω

RL2=1kΩ

RL1

200Ω

C1=200μF

C2=2200μF

2.桥式整流滤波电路在桥式整流电路的输出端接入电容C滤波电路，用示波器观察其输出电压波形、测量输出电压值。

改变滤波电容量及负载电阻值的大小，重复以上观察和测量内容。

比较不同的滤波电容C及不同的负载电阻RL下的效果。

将观察和测量结果分别记入实验表5-1中。

3.并联型稳压电路将稳压电路并入滤波输出电路。

调节调压器，改变输入电压U2，使其先后为10V，12V，14V，分别测量输出电压值。

并用示波器观察稳压波形，记入实验表5-2中。

实验表5-2并联稳压

U2（V）

10

12

14

负载

RL1=200Ω

RL2=1kΩ

4.三端稳压器用三端稳压器代替并联型稳压电路接入电路。

调节调压器，使UO=12V，测量此时变压器副边电压有效值U2，并用示波器观察稳压输出波形，记入实验表5-3中。

电压调整率的测量

调节调压器，使交流电压在上面测得的U2的基础上上下波动10%，测量其相应的输出电压变量。

计算电压调整率，将有关量记入实验表5-3中。

实验表5-3三端稳压器的稳压分析

变压器副边U2

U2=

U2+10%U2=

U2-10%U2=

U2+20%U2=

输出U2（V）及波形

电压调整率

六、思考题

1.在整流滤波电路中，对比计算值与实测值，分析产生实测误差的主要原因，当在端接入一个负载时，若降低，主要是由什么原因引起的？

2.接入电容后，引起量值和波形的变化，除了与正弦波的幅值有关外，还受什么影响？

试在接入电容的情况下，用一个电阻并在两端，观察一下输出波形的变化。

3.串联稳压电路中引入电阻是否会影响稳压精度？

实验六集成逻辑门电路

一、实验目的

1.掌握测试门电路逻辑功能的方法。

2.掌握用TTL与非门组成其它门电路的方法。

二、使用仪器及器件

数字逻辑机、示波器、万用表、CC4001、74LS00

三、实验原理

在数字电路中，所谓“门”就是实现一些基本逻辑关系的电路。

最基本的逻辑关系有与、或、非三种，所以最基本的逻辑门是与门、或门和非门。

在门电路中，应用最广泛的是与非门，把与门和非门连接起来就是与非门。

它的逻辑关系的特点是：

只要有一个输入端是低电平，输出就是高电平；只有全部输入端为高电平，输出端才是低电平。

2输入端与非门的逻辑表达式可写成：

Y=AB。

同理，将或门同非门连接起来，就可构成或非门，它的逻辑关系的特点是：

只要有一个输入端是高电平，输出就是低电平；只有全部输入端为低电平，输出端才是高电平。

2输入端或门的逻辑表达式可写成：

Y=A+B。

CC4001是CMOS组成的四2输入或非门，电源电压为3～18V。

其外引线排列如实验图6-1所示；74LS00是TTL与非门，电源电压为5伏。

外引线排列如实验图6-2所示。

实验图6-1CC4001外引线排列图实验图6-274LS00外引线排列图

四、实验内容及步骤

1.与非门逻辑功能的测试任选74LS00中一个独立的与非门，按实验图6-3接线，输入端分别接逻辑开关，输出端接电平显示器（如：

发光二极管），用万用表测输出端的电位。

将结果记录如实验表6-1中。

实验表6-1测74LS00功能

输入

输出

A

B

电位（V）

状态Y

0

0

0

1

1

0

1

1

实验图6-3测与非门电路功能

2.用与非门组成电路功能测试用与门按实验图6-4连线即可构成异或门。

测试其功能，将结果记录实验表6-2中。

实验图6-4异或门电路

实验表6-2异或门功能测试表

输入

输出

A

B

状态Y

0

0

0

1

1

0

1

1

3.或非门的功能测试选CC4001中一个独立的或非门，按实验图7-5接线，输入端分别接逻辑开关，输出端接电平显示器，将结果记录如实验表6-3中。

实验图6-5或非门电路

实验表6-3或非门功能测试表

输入

输出

A

B

状态Y

0

0

0

1

1

0

1

1

五、思考题

1.与非门在什么情况下输出低电平？

什么情况下输出高电平？

2.对于或非门多余的输入端应如何处理？

实验七触发器及其应用

一、实验目的

1.掌握测试触发器逻辑功能的方法。

2.掌握集成JK触发器和D触发器的使用方法。

二、使用仪器及器件

数字逻辑机、万用表、示波器、T1074、T079、CC4013。

三、实验原理

1.器件介绍

T1074是TTL双D触发器，采用统一的、性能比较完善的维持-阻塞六门形式的电路结构，逻辑符号如实验图7-1所示,外引线排列如实验图7-2所示。

实验图7-1D触发器逻辑符号实验图7-2T1074外引线排列图

T079是TTL中速双JK触发器，逻辑符号见实验图7-3所示,实验图7-4是它的外引线排列图。

实验图7-3JK触发器逻辑符号实验图7-4T079外引线排列图

CC4013是CMOS双主从D型触发器，逻辑符号如实验图7-5所示,外引线排列如实验图7-6所示。

实验图7-5CC4013逻辑符号实验图7-6CC4013外引线排列图

2.实验原理

（1）异步输入端的控制作用。

异步输入端RD、SD（或R、S）不受时钟CP的限制，无论同步输入端和CP脉冲处于什么状态，只要在相应的异步输入端加入有效电平，就直接可以使触发器复位或置位。

当触发器用于同步工作时，必须将异步输入端RD置于无效电平。

（2）触发器的功能

T074D触发器具有置“1”、置“0”两种功能，当同步输入端D为“1”时，触发器置“1”，D为“0”时，触发器置“0”。

同步输入端D受时钟脉冲CP的控制，只有当CP信号作用后，才能完成以上功能。

T079JK触发器具有置“1”、置“0”、保持、翻转等多种功能：

J=0、K=0时，触发器保持原状态；

J=0、K=1时，触发器置“0”；

J=1、K=0时，触发器置“1”；

J=K=1时，触发器翻转。

同步输入端J、K受时钟脉冲CP的控制，只有当CP信号作用后，才能完成以上功能。

四、实验内容及步骤

（一）D触发器的逻辑功能测试

1.异步复位和置位功能的测试任选一个T1074D触发器，将触发器的CP端接单正脉冲源，将D、SD、RD分别接逻辑开关，Q端接电平显示器。

按实验表7-1的顺序测试，测试步骤如下：

（1）使SD=0、RD=1，观察Q端的状态，然后改变D端状态看Q端状态是否变化，再在CP端输入脉冲信号，看Q端状态是否改变。

实验表7-1测试D触发器复位、置位端功能

序号

CP

D

SD

RD

Q

（1）

Φ

Φ

0

1

（2）

Φ

Φ

1

0

（3）

单正脉冲

0

1

1

（4）

单正脉冲

1

1

1

（2）使SD=1、RD=0，观察Q端的状态，然后改变D端状态或在CP端输入脉冲信号后观察Q端状态是否改变。

（3）使SD=RD=1、D=0，从CP端输入一个正脉冲看Q端状态。

（4）同样，使D=1，再在CP端输入一个正脉冲，看Q端状态。

以上测试结果填入实验表7-1中。

2.测试同步输入端的逻辑功能

实验表7-2测试