模电指导书13.docx

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模电指导书13

实验一常用电子仪器的使用

一、实验目的

1、学习电子电路实验中常用的电子仪器一一示波器、函数信号发生器、

直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。

2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。

二、实验原理

在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。

它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。

实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1-1所示。

接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。

信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。

图1-1模拟电子电路中常用电子仪器布局图

1、示波器

示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形,

又能对电信号进行各种参数的测量。

现着重指出下列几点：

1）、寻找扫描光迹

将示波器丫轴显示方式置“丫1”或“丫2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：

①适当调节亮度旋钮。

②触发方式开关置“自动”。

③适当调节垂直（N）、水平（=）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。

（若示波器设有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。

）

2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“丫1”、“丫2”、“丫1+丫2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。

“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。

“断续”显示一般适宜于输入信号频率较底时使用。

3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的丫通道。

4）、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。

有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。

5）、适当调节“扫描速率”开关及“丫轴灵敏度”开关使屏幕上显示

一〜二个周期的被测信号波形。

在测量幅值时，应注意将“丫轴灵敏度微调”

旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。

在测量周期时，应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底，且听到关的声音。

还要注意“扩展”旋钮的位置。

根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div或cm）与“丫轴灵敏度”开关指示值（v/div）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。

根据被测信号波形一个周期在屏幕坐标刻度水平方向所占的格数（div或

cm）与“扫速”开关指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。

2、函数信号发生器

函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。

输出电压最大可达20VP-p。

通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。

函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。

3、交流毫伏表

交流毫伏表只能在其工作频率范围之内，用来测量正弦交流电压的有效值。

为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置上，然后在测量中逐档减小量程。

三、实验设备与器件

1、函数信号发生器2、双踪示波器

3、交流毫伏表

四、实验内容

1、用机内校正信号对示波器进行自检。

1）扫描基线调节

将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（Y或Y2），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”、

“聚焦”、“辅助聚焦”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“¥轴位移”（I*）旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。

2）测试“校正信号”波形的幅度、频率

将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的丫通道（Yi或丫2）,将¥轴输入耦合方式开关置于“AC或“DC，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“丫1”或“Y'。

调节Xtt“扫描速率”开关（t/div）和刑由“输入灵敏度”开关（V/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。

a.校准“校正信号”幅度

将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“y轴灵敏度”开关置适当位置，读取校正信号幅度，记入表1—1。

表1—1

标准值

实测值

幅度

Up-p（V）

频率

f（KHz）

上升沿时间

uS

下降沿时间

uS

注：

不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用示波器将标准值填入表

格中。

b.校准“校正信号”频率

将“扫速微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”开关置适当位置，读取校正信号周期，记入表1—1。

c.测量“校正信号”的上升时间和下降时间

调节“y轴灵敏度”开关及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上，且上、下对称，便于阅读。

通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在X?

轴方向扩展（必要时可以利用扫速扩展”开关将波形再扩展10倍），并同时调节触发电平旋钮，从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间，记入表1—1。

2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数

调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100Hz1KHz10KHzlOOKHz有效值均为1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。

改变示波器“扫速”开关及“刑由灵敏度”开关等位置，？

测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表1-2

表1-2

信号电

压频率

示波器测量值

信号电压

毫伏表读数

（V）

示波器测量值

周期（mS

频率（Hz）

峰峰值（V）

有效值（V）

100Hz

1KHz

10KHz

100KHz

3、测量两波形间相位差

1）观察双踪显示波形交替”与断续"两种显示方式的特点

Yi、Y2均不加输入信号，输入耦合方式置“GND,扫速开关置扫速较低挡位（如0.5s/div挡）和扫速较高挡位（如5^S/div挡），把显示方式开关分别置“交替”和“断续”位置，观察两条扫描基线的显示特点，记录之。

2）用双踪显示测量两波形间相位差

1按图1-2连接实验电路，将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHz幅值为2V的正弦波，经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号Ui和Ur,分别加到双踪示波器的丫1和Y输入端。

为便于稳定波形，比较两波形相位差，应使内触发信号取自被设定作为测量基准的一路信号。

图1-2两波形间相位差测量电路

2把显示方式开关置“交替”挡位，将Yi和Y输入耦合方式开关置“丄”挡位，调节Y、Y2的（||）移位旋钮，使两条扫描基线重合。

3将丫1、丫2输入耦合方式开关置“AC挡位，调节触发电平、扫速开关及Yi、Y2灵敏度开关位置，使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波

形Ui及Ur,如图1-3所示。

根据两波形在水平方向差距X,及信号周期Xt,贝U可求得两波形相位差。

f\

—

，丄

j

□

s

\L

/

1

J

-*-x

*

AT

图1—3双踪示波器显示两相位不同的正弦波

式中：

X——一周期所占格数

X――两波形在X轴方向差距格数

记录两波形相位差于表1-3

表1-3

一周期格数

两波形

X轴差距格数

相

位差

实

测

值

计算值

Xt=

x=

9=

9=

为数读和计算方便，可适当调节扫速开关及微调旋钮，使波形一周期占整数格。

五、实验总结

1、整理实验数据，并进行分析。

2、问题讨论

1）如何操纵示波器有关旋钮，以便从示波器显示屏上观察到稳定、清晰的波形？

2）用双踪显示波形，并要求比较相位时，为在显示屏上得到稳定波形,应怎样选择下列开关的位置？

a）显示方式选择（丫1；丫2；Y+丫2；交替；断续）

b）触发方式（常态；自动）

c）触发源选择（内；外）

d）内触发源选择（丫1、丫2、交替）

3、函数信号发生器有哪几种输出波形？

它的输出端能否短接，如用屏蔽线作为输出引线，则屏蔽层一端应该接在哪个接线柱上？

4、交流毫伏表是用来测量正弦波电压还是非正弦波电压？

它的表头指示

值是被测信号的什么数值？

它是否可以用来测量直流电压的大小？

六、预习要求

1、阅读实验附录中有关示波器部分内容。

2、已知C-0.01卩f、R=10K,计算图1—2RC移相网络的阻抗角9

实验二晶体管共射极单管放大器

一、实验目的

1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的

影响

2、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输出电压的测试方法。

3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。

二、实验原理

图2-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。

它的偏置电路采用RBi和FL组成的分压电路，并在发射极中接有电阻FE,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u相位相反，幅值被放大了的输出信号Uo,从而实现了电压放大。

+Ucc

+12V

C]1014

Rmn

20KU

图2-1共射极单管放大器实验电路

在图2-1电路中，当流过偏置电阻Rbi和Rk的电流远大于晶体管T的基极电流Ib时（一般5〜10倍），则它的静态工作点可用下式估算

Ub-Ube

Re

Uc尸UCc—Ic（Rd+RE）

电压放大倍数

Rc//Rl

一p

rbe

输入电阻

R=R31//Rb2//rbe

输出电阻

RcO^Rd

由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路

时，离不开测量和调试技术。

在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。

一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。

因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。

放大器的测量和调试一般包括：

放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。

1、放大器静态工作点的测量与调试

1）静态工作点的测量

测量放大器的静态工作点，应在输入信号Ui=0的情况下进行，即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合