模拟电子技术实验部分.docx

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模拟电子技术实验部分

实验一电子仪器的综合使用练习

一、实验目的

1）掌握常见电子仪器及实验设备的功能和使用方法。

2）会使用常见电子仪器及实验设备测试常见的一些电量。

3）了解电子技术实验的实验要求和实验安全注意事项。

二、实验仪器的功能简介

1）万用表简介（MF47D）

性能：

能测量直流电流、直流电压和交流电压和电阻等电量的仪表。

主要参数：

直流电流0-500mA（2.5%）-10A（5%）

直流电压0-1000V（2.5%）-2500V（5%）

交流电压0-2500V（5%）

电阻0-∞（2.5%）

内部电池的极性为红表笔（-）黑表笔（+）

使用方法：

根据需要选择不同档位来测试所需电量，测试直流电流时万用表串联在电路中，电流由红表笔流入黑表笔流出；测试直流电压和交流电压时万用表并联在电路中，由于交流电压没有方向所以测试交流电压红黑表笔可以任意联接，测试直流电压时红表笔接电压的+极、黑表笔接电压的-极；使用万用表的电阻档测试时，首先红黑表笔应短接，此时指针应指在电阻的零位，如果不为零应调节电阻档调零电位器使之为零，驱动电阻档工作的是万用表内部电池（+1。

5V和9V）其内部电池的极性为黑+、红-，1。

5V电池驱动X1至X1K档、9V电池驱动X10K档。

读数方法：

直流电流、直流电压和交流电压档所指示的数值是表示指针满偏时所测量的大小；电阻档是所没数值乘档位等于电阻值的大小。

使用注意事项：

测量前应使指针指在电压电流档的零位如果不是应机械调零；测量时为了减少测量误差应选择合适的档位使指针尽量大角度偏转；使用完毕后，档位应指在交流电压的最大档。

2）信号发生器简介（DF1641A）

性能：

能产生驱动电路所需的函数信号的仪表。

主要参数：

能产生正弦波、三角波和方波等函数信号

频率范围0。

1Hz-2MHz

幅值范围1mV-20Vp-p（空载）

使用方法：

信号输出插孔为OUTPUT；输出波形选择为FUNCTION键；输出频率调节键为RANGE（Hz）（范围键）和FREQUENCY（调节键）；输出频率显示；输出幅值调节键为ATTENUATOR（范围键）和PULLTOINVAMPLITUDE（调节键）

使用注意事项：

使用函数信号驱动电路时应注意黑夹子接电路的公共地，红夹子接信号输入点；信号发生器产生的频率可以从信号发生器上读出，而幅值不能读出应用其它仪器来读取；为了使输出信号稳定输出应选择合适的频率档和幅值来产生信号。

3）示波器简介（DF4326）

性能：

能单独或同时测量两路信号的运动轨迹的仪表

主要参数：

频率范围DC-40MHz

使用方法：

信号输入插孔为CH1orX和CH2orY；亮度调节旋钮为INTENSITY；聚集（粗细）调节旋钮为FOCUS；通道选择按健MODE；位移旋钮为VERTICAL论POSITION（水平）和HORIZONTALPOSITION（垂直）；耦合方式选择按键ACGNDDC；扫描方式选择按键SWEEPMODE（正常使用时就按AUTO）；触发源选择按键TRIGGERSOURCE（正常使用时应该是CH1或CH2）；稳定调节旋钮为LEVEL

LOCK（使轨迹稳定）；读数系统，垂直方向为VOLTS/DIV和水平方向为SEC/DIV和其中的小旋钮。

较准信号为PROBEADJUST（500mVp-p，1KHz的方波）。

读数方法：

垂直方向应读取峰峰值所占的DIV乘垂直方向电压/格，得到信号的峰峰值；

水平方向应读取变化一周所占的DIV乘水平方向时间/格，得到信号的周期。

使用注意事项：

测量时示波器探头红夹子接测量点，黑夹子接电路的公共接地点；测量前应用较验信号较验示波器，当不准时旋转小旋钮使之准确无误（平时应逆时针方向到头），测量时为了减少测量误差应选择合适的档位使轨迹尽量占满显示屏。

三、预习要求

1）仔细阅读电工电子技术实验室学生实验守则、实验要求。

2）结合实验内容预习实验箱、信号发生器和示波器的概述。

3）根据实验内容设计好实验步骤和实验电路图。

四、实验内容及要求

I、必做内容及要求：

1）学会使用万用表测量不同交、直流电压的大小用万用表测量电阻的大小；学会使用万用表不同档位测量不同阻值电阻的大小；要求设计记录表格。

2）掌握示波器的使用，学会示波器各功能按钮的作用，能用示波器测量直流电压的大小；要求掌握如何记录其测量过程及准确记录波形。

3）掌握函数发生器的使用，学会如何从信号发生器读取其频率，要求掌握如何使信号发生器产生出正弦波、方波、三角波的方法。

4）掌握实验系统的结构，熟悉如何插拨导线，熟悉电源的构造和输出端的正、负极，掌握在实验系统上如何构筑电路。

5）必须熟悉上述实验仪器的注意事项。

II、选做内容及要求：

（ABC三选一，A为较难、B一般、C为容易）

A）1．用万用表判别一个二极管的极性，并记录其步骤。

2．设计一个由电阻电容构成的一个移相电路，要求输入信号Vp-p=0.5V、f=1KHz，输出与输入相位差在π/4-π/2之间，要求通过实验验证并分析，用示波器观察并记录下输入与输出的波形。

B）1．用万用表判别一个三极管的极性，并记录其步骤

2．由函数发生器产生出幅度为0.5V、频率为1KHZ的正弦波、方波、三角波，用示波器来测量，并记录其波形。

C）1．用万用表判别一个二极管的极性，并记录其步骤。

2．由函数发生器产生出幅度为0.5V、频率为1KHZ的正弦波、方波、三角波，用示波器来测量，并记录其波形。

五、实验报告

1）完整表述实验内容和实验步骤、简介实验原理；正确绘出所得到的波形图和二、三极管实物与符号的对应图；把测量到的数据整理好并进行误差分析。

2）表述出你所得到实验仪器的注意事项。

3）提出你对电子技术实验建议和要求。

实验二单级放大电路

一、实验目的

1）进一步熟悉常用电子仪器及模拟电路试验箱的使用。

2）学会放大电路静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器形态的影响。

3）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻和最大不失真输出电压的测试方法

4）了解共射极放大电路的特性。

二、实验仪器

1）模拟电路实验箱1台

2）单级、多级放大电路实验板1块

3）函数发生器1台

4）示波器1台

5）万用表1台

三、实验电路

图2-1CE单级放大电路

四、预习要求

1）了解静态工作点的作用和调整方法。

①单级放大电路为什么要调节静态工作点？

②不同的Q点将会导致什么失真，为什么？

了解不同失真波形，如何可消除失真？

2）分压式共发射极电路静态工作点Q的理论计算方法及其稳定Q点的原理。

3）分压式共发射极电路动态性能参数Au，Ri和Ro的理论计算方法及实验室测量方法。

4）设计实验室测量步骤和数据记录表格。

五、实验内容和步骤

I、必做内容：

1）连接电路

接线前先检查连接导线；测量+12V电源，关断电源后再按图2-1连线，将可调电阻RW调到最大位置（思考：

为什么）。

接线完毕后仔细检查，确定无误并经实验指导老师同意后方可接通电源、进行实验。

2）静态工作点的初步调整：

令ui＝0（即不接函数发生器）

调整RP，使VCE＝6V，测量表1-1中各量，进行实测计算。

表1-1

已知

实测

实测计算

VCE（V）

VB（V）

VC（V）

RP（KΩ）

IB（mA）

IC（mA）

rbe（KΩ）

3.35

8.65

注意：

①在实验报告单上写出b极静态电流IB的测量和计算方法；

②上偏流电阻RP的测量应在断电后进行，由于Rb1和三极管的集电极并联，用万用表欧姆档测量时，应使RP与基极断开来进行测量。

3）动态研究

（1）测量电压放大倍数

①用函数发生器产生正弦信号ui，要求f＝1KHz，峰峰值为50mV；

②将信号接入输入端，观察ui和uo波形，并比较相位进行，填表1-2。

表1-2（RL=∞）

实测

实测计算

理论估算

Uipp（mV）

Uopp（V）

100

（2）输出电阻和负载电阻对电压放大倍数的影响

用函数发生器产生正弦信号ui，要求f＝1KHz，峰峰值为50mV不变；放大器接入负载RL，在改变Rc的情况下测量，填表1-3。

表1-3

给定参数

实测

实测计算

理论估算

Uipp（mV）

Uopp（V）

2.4K

5.1K

2.4K

1.5K

5.1K

1.5K

4）静态工作点对输出波形的影响

①用函数发生器产生正弦信号ui，要求f＝1KHz，峰峰值为250mV；

②保持幅值不变，增大和减小可调电阻Rw，观察输出电压uo波形，测量并填表1-3。

表1-4（RL=∞）

RP值

各极直流电位

U0输出波形

失真

类型

VB（V）

VC（V）

VE（V）

最大

合适

最小

注意：

①每次测各极直流电位时都要使函数发生器的输出为零；②若波形失真不明显，可增大输入电压幅值重测。

II、选做内容及要求：

（三选一，A为较难、B一般、C为容易）

A.放大器最佳Q点的动态调整

（1）预习报告单内容：

①什么是放大电路的最佳Q点？

②最佳Q点的调整方法和实验步骤。

（2）实验内容：

①设计最佳Q点动态调整的实验步骤。

②设计最佳Q点动态调整实验记录表格。

（3）实验报告单要求：

①测量Q点动态调整后的IB和IC并与表1-1中的值进行比较。

②测量经Q点动态调整后的AU和最大不失真输出UO。

B.输入、输出电阻的测量

（1）预习报告单内容：

①输入电阻Ri、输出电阻Ro的物理意义。

②不同输出的放大电路对Ro的要求不同。

分析输出信号分别为电压信号和电流信号时，电路对Ro的要求。

③分析输入信号分别为电压信号和电流信号时，电路对Ri的要求。

（2）实验内容：

C.最大不失真输出电压Uompp的测量（即最大动态范围）

（1）预习报告单内容：

①计算理论值；

②怎样得到最大不失真输出电压Uom？

设计实验步骤和数据记录表格。

（2）实验内容：

根据自己设计的实验步骤和表格，测量最大不失真输出电压Uompp。

（3）实验报告单要求：

将实验值和理论值加以比较，分析误差原因。

根据自己设计的实验步骤和表格，测量该放大电路Ro和Ri。

（3）实验报告单要求：

小结输出电阻R0和Ri对放大电路的影响；

六、实验报告要求

1）完整表述实验内容和实验步骤、简述实验原理

2）整理测量数据表格，并说明数据数据分析处理过程。

3）将实验值与理论值加以比较，分析误差原因；

4）分析静态工作点对Au的影响；

5）讨论提高Au的办法。

实验三互补对称功率放大器

一、实验目的

了解互补功率放大器的工作原理，掌握互补对称功率放大器调试方法和参数测试。

二、实验仪器

1）数字模拟实验装置1台

2）示波器1台

3）信号发生器1台

4）功放电路实验板1块

5）万用表1块

三、实验电路

图3-1互补对称功率放大器

四、模拟电路测试方法

1）测试功率→测电压和电流。

2）已知电阻测试功率→测电压

3）已知电阻测试电流→测电压

4）测试效率→测输入功率/测输出功率

五、预习要求

1.分析图11-1电路中各三极管工作状态及交越失真情况。

2．电路中若不加输入信号，V2、V3管的功耗是多少？

3．电阻R4、R5的作用是什么？

4.根据实验内容自拟实验步骤及记录表格。

（此内容在预习报告上反映）

五、实验内容及步骤

I、必做内容：

1）调整直流工作点，使M点电压为0.5Vcc。

2）测试此电路的动态放大倍数AV（RL=5.1K和8Ω）。

3）测量功率放大器在直流电压（+12V）和不同负载（5.1K和8Ω）时的最大不失真输出功率与效率。

4）比较放大器在带5K1和8Ω负载（扬声器）时的功耗和效率。

II、选做内容及要求：

三选一（A难、B一般、C容易）

A）分析如何使此电路上出现交越失真，观察并记录交越失真的波形；设计测试此电路中V2和V3功率三极管的静态功率损耗的实验步骤和测试表格。

B）设计测试此电路中V2和V3功率三极管的静态功率损耗的实验步骤和测试表格。

C）分析如何使此电路上出现交越失真，观察并记录交越失真的波形（此波形为最大不失真输出时的RL=5.1K）。

六、实验报告

1.分析实验结果，计算实验内容要求的参数。

2．总结功率放大器电路特点及测量方法。

实验四集成运放运算电路

一、实验目的

1）掌握用集成运算放大器组成比例、求和、积分和微分电路的特点及性能。

2）掌握上述电路的测试和分析方法。

二、实验仪器

1）XK—8HD数字模拟实验装置1台

2）运算放大器电路实验板1块

3）示波器1台

三、实验电路图

1）反相比例放大器电路图：

图4-1

2）同相比例放大器电路图

图4-2

3）反相求和放大器电路图

图4-3

4）双端输入求和放大器电路图

图4-4

5）积分电路电路图

图4-5

6）微分电路电路图

图4-6

四、预习要求

1）掌握上述电路的的工作原理。

2）掌握上述电路中Vo和Vi理论计算公式，并计算出测试表格中理论值。

3）写出理论推导的过程。

4）设计实验步骤

五、实验内容及要求

I、必做内容：

1）反相比例放大器

要求：

1、按表1内容进行实验并测量记录，并记录观察输入与输出的相位差。

2、设计测量此电路的上限截止频率的实验步骤。

3、测量此电路的上限截止频率。

4、记录Vi=3000mV时Vo的波形，并分析之。

表1

交流输入电压ViP-P（mV）

100

300

1000

3000

理论估算（mV）

实测值（mV）

误差

2）同相比例放大器

要求：

1、按表2内容进行实验并测量记录，并记录观察输入与输出的相位差。

2、设计测量此电路的上限截止频率的实验步骤，。

3、测量此电路的上限截止频率。

4、记录Vi=3000mV时Vo的波形，并分析之。

表2

交流输入电压ViP-P（mV）

100

300

1000

3000

理论估算（mV）

实测值（mV）

误差

3）反相求和放大器

要求：

1、掌握如何产生不同的直流输入电压的方法。

2、按表3内容进行实验并测量记录。

表3

直流电压Vi1（V）

0.3

-0.3

直流电压Vi2（V）

0.2

-0.2

Vo（V）（理论值）

Vo（V）（实测值）

4）双端求和放大器

要求：

1、掌握如何产生不同的直流输入电压的方法。

2、按表4内容进行实验并测量记录。

表4

直流电压Vi1（V）

0.2

直流电压Vi2（V）

0.5

1.8

-0.2

Vo（V）（理论值）

Vo（V）（实测值）

II、选做内容：

（二选一）

1）积分电路

要求：

1、在Vi端输入一个方波（VP-P=1V，F=1KHZ）信号，观察并记录Vi和Vo的

波形。

2、测量输出Vo的大小，并与理论值比较。

3、分析该电路理论波形和实际测量波形的差异并分析其原因，如何减少之。

2）微分电路

要求：

1、在Vi端输入一个三角波（VP-P=1V，F=1KHZ）信号，观察并记录Vi和Vo的

波形。

2、测量输出Vo的大小，并与理论值比较。

3、分析该电路理论波形和实际测量波形的差异并分析其原因，如何减少之。

六、实验报告

1.总结本实验中6种运算电路的特点及性能。

2．分析理论计算与实验结果误差的原因。

实验五集成运放构成的波形发生电路

一、实验目的

1）掌握用集成运算放大器组成方波发生电路和可调占空比矩形发生电路。

2）掌握用集成运算放大器组成三角波发生电路和锯齿波发生电路。

3）掌握用运算放大器组成的正弦波振荡电路。

二、实验仪器

1）数字模拟实验装置1台

2）运算放大器实验电路板1块

3）示波器1台

三、实验电路图

1）方波发生电路

图5-1

2）可调占空比矩形波发生电路

图5-2

3）三角波发生电路

图5-3

4）锯齿波发生电路

图5-4

5）正弦波振荡电路

图5-5

理论公式：

1）T=2ln（1+2R1/R2）（R3+Rp）C

2）T=ln（1+2R4/R2）（2R1+Rp）C；占空比D=（R3+Rp1）/（2R1+Rp）

3）T=4（Rp+R4）R3C/R1

4）T=2RpR1C/R2；占空比D=Rp1/Rp

5）T=2πRC

四、预习要求

1）预习上述集成运算构成的波形发生电路的的工作的原理。

2）根据实验内容设计实验步骤和测试表格。

3）根据波形发生电路的工作原理计算上述波形的周期理论值并填入设计好的表格。

五、实验内容及要求

1）方波发生电路和可调占空比矩形波发生电路。

（2选一，方波简单、矩形波难）

A．按实验电路图连线。

B．示波器观察输出的波形并记录。

（方波电路记录一个波形，矩形波电路记录Rp最大和最小时的2个波形）

C．测量其输出波形的幅值、频率和占空比并记录填表。

2）三角波发生电路和锯齿波发生电路。

（2选一，三角波简单、锯齿波难）

A．按实验电路图连线。

B．示波器观察输出的Vo1和Vo2波形并记录。

（三角波发生电路中记录在Rp最大和最小时的4个波形，锯齿波发生电路记录Rp最大和最小时的4个波形）

C．测量其输出波形的幅值、频率和占空比并记录填表。

3）正弦波发生电路

A．按实验电路图连线。

B．调节Rp观察Vo的波形，使Vo为稳定的正弦波。

C．测量正弦波的幅值和频率；分带稳压二极管和不带稳压二极管2种情况测试。

D．记录波形，并填写测试表格。

六、实验报告

1）报告实验内容和实验步骤。

2）简述实验原理和理论计算公式。

3）整理实验数据，描述实验现象，画出实验所得的波形。

实验六波形产生与变换电路的设计

一、实验目的

1）了解集成运算放大器的工作原理。

2）掌握集成运算放大器在信号发生电路中的应用。

3）掌握模拟电路的设计的方法。

二、实验仪器

1）模拟电路实验板2块

2）万用表1只

3）集成运算放大电路LM3241片

4）示波器1台

5）XK-8HD数字模拟实验箱1台

三、设计方法

1）根据要求与集成运算放大器的工作原理可以产生不同函数波形。

2）运算放大器还可以把一种函数波形变换成其它函数波形。

3）根据实验要求合理配置参数。

四、预习要求

1）根据实验内容进行完整设计。

2）描述清楚整个设计过程。

3）合理配置实验参数。

4）要求有正确的实验电路图。

五、实验内容及要求

设计出一个能同时产生出周期T=0.628ms的正弦波、方波和三角波发生电路。

六、实验报告要求

1）报告实验设计过程。

2）报告参数配置的依据。

3）报告实验步骤。

4）实验研究与数据分析。

实验七负反馈放大电路

一、实验目的

1）研究二级放大电路的的特性。

2）研究负反馈对放大器性能的影响。

3）掌握二级放大电路和反馈放大器性能的测试方法。

二、实验仪器

1）示波器1台

2）信号发生器1台

3）万用表1台

4）数字模拟实验装置1台

6）单级、多级、负反馈放大电路实验板1块

三、实验电路图

图7-1

四、预习要求

1．复习与实验相关的内容。

2．理论测算实验中所需测量的实验数据（Av、Avf、FL、FH），并判别此电路是否是深度负反馈电路。

3．设计负反馈放大电路的频率响应特性测量方法。

四、实验内容

I、必做内容：

1．静态工作点调整。

实验要求：

调整三极管的Q点，使Vc1=6V、Vc2=7V，让二个三极管工作在放大区。

2．开环放大倍数和闭环放大倍数的测试。

实验要求：

输入端接入Vs=10mV、f=1KHZ的正弦波；调整接线和参数使输出不失真无振荡。

接表7-1要求进行测量填表

表7-1

实测值

实验计算值

RL（KΩ）

Vi（mV）

Vc1（mV）

Vo（V）

Av1

Av2

Av（AVF）

开环

∞

1K5

闭环

∞

1K5

注意：

Av1=Vc1/Vi、Av2=Vo/Vc1、Av=Vo/Vi=Av1*Av2

实验报告要求：

A．根据电路图测算实验中所需测量的实验数据（Av、Avf、FL、FH），并判别此电路是否是深度负反馈电路。

B．根据实测值计算开环放大倍数的输出电阻ro。

C．根据实测值判别此电路是否是深度负反馈电路。

3．研究负反馈对失真的改善作用。

（1）将电路开环，逐步加大Vi幅度，使输出信号出现失真（注意不要过分失真）记录失真波形幅度。

（2）将电路闭环，观察输出情况，并适当增加Vi幅度，使输出幅度接近开环时失真波形幅度。

（3）画出上述各步实验的波形图。

4．设计测放大器频率特性实验步骤并填表7-2。

表7-2

fH（HZ）

fL（HZ）

开环

闭环

实验报告要求：

简述频率特性测试的实验步骤

II、选做内容：

（可选可不选）

把此电路的负反馈变为电流负反馈电路，并测试其AVF和输出电阻，并研究电流负反馈电路和特性；设计实验电路和实验步骤。

五、实验报告

1.将实验值与理论值比较。

分析误差原因。

2．根据实验内容总结负反馈对放大电路的影响。

实验八整流滤波及并联、串联稳压电路

一、实验目的

1）掌握桥式整流电路的原理，了解滤波电容对直流电压波形的影响。

2）掌握并联稳压电路的原理和主要特性以及使用方法。

3）掌握串联稳压电路的原理和主要特性以及使用方法。

二、实验仪器

1）数字模拟实验装置1台

2）示波器1台

3）万用表1台

4）电源实验板1块

三、实验原理简介

1）桥式整流电路简介：

电路原理图

图8-1

此图中C1、C2是滤波电容，滤波电容有改变桥式整流输出的直流的纹波的特性，有增大输出直流电压的大小特性，而不同的负载要求的滤波电容也不相同，要根据负载选择不同的滤波电容。

2）并联稳压电路简介：

电路原理图

图8-2

此图中滤波电容接C2，当满足一定条件时稳压二极管二端稳定输出6.3V的直流电压。

3）串联稳压电路简介：

电路原理图

图8-3

串联稳压电路简介：

是可调稳压器，调节330电位器可使其输出电压可调。

当调节好

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