模拟电子专业技术实验II指导书版.docx

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模拟电子专业技术实验II指导书版

模拟电子技术实验II指导书（版）

————————————————————————————————作者：

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模拟电子技术实验II

教学指导书

课程代码：

021*********

湘潭大学

信息工程学院

2017年10月8日

前言

一、实验总体目标

本课程为电子信息类专业本科生的学科基础课程。

通过实验培养学生理论联系实际的能力，提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。

通过规范的实验操作训练，使学生学会操作常用的电子仪器设备，掌握基本的模拟电路构建方法和实验调试的基本技能。

1．掌握常用电子仪器的选用及测试方法。

2．针对简单的模拟电路，能正确调试电路参数，掌握基本参数测试与功能分析方法。

3．针对简单的工程问题，能依据实验故障现象，分析问题并解决问题。

4．能正确观察实验现象、记录实验数据、并自拟部分数据表格，并通过正确分析实验结果，得出结论，撰写符合要求的实验报告。

5.具备电子电路仿真软件的初步应用能力。

二、适用专业年级

电子信息类专业二年级本科学生。

三、先修课程

大学物理、电路分析基础、模拟电子技术实验II

四、实验项目及课时分配

实验项目

实验要求

实验类型

每组

人数

实验

学时

实验一

单管放大电路实验

必做

验证性

实验二

多级放大电路实验

必做

综合性

实验三

运算放大器应用综合实验

必做

综合性

实验四

信号产生及有源滤波仿真实验

必做

综合性

五、实验环境

模拟电路实验台：

72套。

主要配置：

多种模拟电路实验模块、直流电压源、直流电压表、万用表、信号发生器、示波器、交流毫伏表等，仿真实验配置：

PC机、Multisim10电路仿真分析仿真软件。

六、实验总体要求

1、每次实验前预习实验原理，做好实验方案设计和理论计算，仿真分析观察与测试，提交实验预习报告；

2、正确使用电压表、万用表、信号发生器、示波器、交流毫伏表等实验设备；

3、按电路图联接实验线路和合理布线，能初步分析并排除故障；

4、具有根据实验任务确定实验方案、设计实验线路和选择仪器设备的初步能力；

5、认真观察实验现象，正确读取实验数据和记录实验波形并加以检查和判断，分析实验结果，正确撰写实验报告。

实验一单管放大电路实验

一、实验目的

1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路和射极输出器的组成。

2、掌握放大电路静态工作点的调试方法，加深静态工作点对放大电路性能的影响。

3、进一步熟悉常用电子仪器的使用方法。

二、实验设备及仪器

模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。

三、实验内容及步骤

（一）实验内容1：

三极管共射放大电路

1、连线如图1.1所示的分压式偏置共射放大电路。

2、共射放大电路静态工作点的测量

接通电源VCC，调节电位器RP1，使发射极电位UE＝2.6V，用直流电压表测量UB、UC以及电阻RC1上的电压URc的值，填入表1.1中。

表1.1静态直流工作点参数测量

测量值（V）

计算值

URc

IE（mA）

IC（mA）

UCE（V）

3、共射放大电路交流参数测量

维持已调好的静态工作点不变，在输入端加入f＝1kHz、us＝100mVrms的正弦波信号，分别用交流毫伏表和双踪示波器测量us、ui、uo的值，并观察输入、输出波形及其相位，将结果填入表1.2中。

表1.2动态交流参数测量

条件

测量值（mV）

计算值

波形

AVS

输入（ui）

输出（uo）

∞

2kΩ

输入电阻和输出电阻的计算方法如下：

∵

∴

∵

∴

式中：

uoo为RL＝∞时的输出开路电压，uo＝2kΩ时的输出负载电压。

4、观察负载电阻对放大倍数的影响

在上步实验的基础上，把负载电阻RL换成5.1kΩ，重新测定放大倍数，将结果填入表1.3中。

表1.3负载变化对交流动态参数的影响

AVS

5.1kΩ

5、最大不失真输出电压UOPP的测量

逐渐增大信号源电压us，并同时调节RP1，用示波器观察uo。

当输出波形同时出现削底和缩顶时，说明静态工作点已调到交流负载线的中点。

此时，反复调节us，使输出波形为临界不失真状态。

此时，测量放大器的静态工作点，并用示波器和毫伏表测量电路各处数值，并填入表1.4中。

表1.4最大不失真输出测量

测量仪器

UCE

us（mV）

ui（mV）

uo（V）

输入波形

输出波形

数字直流

电压表（V）

——

数字交流

毫伏表

—

示波器（UOPP）

—

6、观察静态工作点的变化对波形失真的影响

在最大不失真输入信号us不变的情况下，改变P1，用示波器分别观察到上部或下部削顶现象，将示波器观察波形填入表1.5中，然后撤除输入信号us，用数字直流电压表测量UC填入表1.5中。

表1.5饱和失真与截止失真

失真类型

波形

UC（V）

截止失真

饱和失真

7、电路故障状况观察

图1.1电路中Ce1开路时的故障现象观察、Re12短路时的故障现象观察，记录观察结果。

（二）实验内容2：

三极管共集放大电路

连线如图1.2所示的为共集放大电路。

（说明：

集电极电阻采用导线短路连接）

1、共集放大电路静态工作点的调试

调节RP1，使UB约为5V，用直流电压表测量的UC、UE的数据，将结果填入表1.6中。

表1.6静态直流工作点参数测量

测量值（V）

计算值

UBE（V）

IC（mA）

UCE（V）

2、共集放大电路交流参数测量

us输入幅值预置依次为100、300、500mVrms的1kHz正弦波，但应使电路输出在整个测量过程中不失真，在负载电阻RL＝∞和RL＝2kΩ的情况下，测量us、ui、uo数据，将测量数据填入表1.7中，并分别计算有关参数，输入电阻及输出电阻的计算方法参见共射放大电路。

表1.7动态交流参数测量

次数

测量值（mV）

计算参数

∞

2kΩ

∞

2kΩ

∞

2kΩ

（三）实验内容3：

场效应管共源放大电路

图1.3场效应管共漏放大电路

按照图1.3连线，构成场效应管共源放大电路。

1、静态工作点参数测量

表1.8场效应管共源静态直流工作点参数测量

测量值（V）

计算值

UGS（V）

UDS（V）

ID（mA）

2、交流参数测量

表1.9场效应管共源动态交流参数测量

条件

测量值（mV）

计算值

波形

输入（ui）

输出（uo）

∞

5.1kΩ

四、预习要求

4.1熟悉实验原理

1、熟悉分压式偏置共射极单管放大电路和射极输出器的构成。

2、熟悉共射放大电路和和射极输出器静态工作点及调试方法。

3、什么是信号源电压us？

什么是放大器的输入信号ui？

什么是放大器的输出信号uo？

如何用示波器和交流毫伏表测量这些信号？

4、如何通过动态指标的测量求出放大器的电压放大倍数AV、输入电阻Ri和输出电阻Ro？

5、了解负载变化对放大器的放大倍数的影响。

6、仿真共射放大电路观察静态工作点选择得不合适或输入信号ui过大所造成的失真现象，从而掌握放大器不失真的条件。

4.2预习报告

撰写实验预习报告，参见附录2关于预习报告的撰写要求。

1、理论计算部分：

1）设图1.1放大电路的参数为β＝120、Rb1＝60kΩ、Rb2＝20kΩ、RC＝RL＝2.4kΩ、Re1＝100Ω、Re2＝1kΩ、VCC＝12V，估算静态工作点Q和交流参数AV、Ri、Ro。

2）设图1.2放大电路的参数为Rb1＝60kΩ、β＝120，估算静态工作点Q和交流参数AV、Ri、Ro。

2、Multisim软件仿真部分：

1）图1.1放大电路中的三极管9013用2N2222，其余元件参数按照图1.1标示配置，仿真测试静态工作点Q和交流参数AV、Ri、Ro。

2）图1.2放大电路中的三极管9013用2N2222，其余元件参数按照图1.1标示配置，仿真测试静态工作点Q和交流参数AV、Ri、Ro。

理论计算及仿真测试，填写一份预习实验数据表，自己参照实验数据表拟出。

五、实验报告

实验报告由预习报告和实验结果、结果分析等构成。

参见附录2关于预习报告的撰写要求。

1、整理实验数据，得出实验结果。

2、并对实验结果进行比较和分析。

实验二多级放大电路实验

一、实验目的

1、学习两级阻容耦合放大电路静态工作点的调试方法。

2、学习两级放大电路电压放大倍数的测量。

3、掌握两级放大电路输入、输出的相位关系。

4、了解放大电路中引入负反馈的方法及反馈组态，以及负反馈对放大电路性能的影响。

二、实验设备及仪器

模拟电子技术实验台、数字存储示波器、数字万用表、函数信号发生器、数字交流毫伏表。

三、实验内容及步骤

（一）两级放大电路

1、晶体管两级放大电路原理图如图2.1所示。

2、静态工作点的调试

①分别调试各级的静态工作点，将每级的静态工作点设在交流负载线的中间（即VCE≈6V）。

两级的调试方法相同。

以第一级为例，在输入端输入频率为1kHz正弦波信号ui，用示波器观察本级输出波形，在逐渐增大ui的同时调节RP1，直至使输出信号波形幅度为最大且不失真。

②第二级输入端与信号源之间必须加接耦合电容。

③将信号源拆除，用直流电压表测量两级的三极管各脚的直流工作电压，将数据填入表2.1中。

表2.1两级放大电路的静态工作点参数测量

第一级T1（V）

第二级T2（V）

UB1

UE1

UC1

UCE1

UB2

UE2

UC2

UCE2

3、测量两级放大电路的电压放大倍数

连接好级间连线，在第一级输入端输入1kHz正弦波信号us，调节信号发生器，使us逐渐减小，用示波器观察输出信号uo的波形不失真，此时用交流毫伏表和示波器测量各级的输入、输出交流电压值和波形，记录于表2.2和表2.3中。

表2.2两级放大电路的动态交流参数测量

条件

交流毫伏表测量数据（mV）

示波器测量数据UOPP（mV）

uo1

uo2

uo1

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