电路与模拟电子实验讲义.docx
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电路与模拟电子实验讲义
电路与模拟电子技术
实验讲义
实验安排步骤
1.首先讲解课堂知识的理论基础（5-10分钟）；
2.说明实验的要求，实验的目的，实验器件，实验的主要内容和步骤（10-15分钟）；
3.带领学生开始做实验，首先为学生提供示范，并讲解其中需要注意和强调的地方，（10-15分钟）；
4.有学生开始做实验，在学生中间指导学生；
5.在下课前，总结实验中的问题，总结实验的结论，并指导学生将仪器归置整齐。
实验一常用电子仪器的使用
一实习目的
学习数字万用表，示波器、稳压电源、函数信号发生器的使用，为今后的实验打下基础。
二实验仪器
数字万用表，直流稳定电源，函数信号发生器，示波器
三实验原理及说明
本次实验内容为今后实验的基本技能，所有实验仪器设备后面都会用到。
1数字万用表（详细见附件一）
万用表用途广、体积小、价格低，是最常用的测量仪表。
分为模拟（机械指针式）万用表和数字万用表。
数字万用表具有精度高，体积小，功能强，显示直观等优点，随着数字万用表价格的降低，模拟万用表已面临被淘汰。
最常见的是三位半数字万用表，其最高位只有不显示（表示0）和显示1，其它各位可显示0~9，故称三位半。
数字万用表一般可测量交直流电压、交直流电流、电阻、电容、二极管、三极管等。
2直流稳压电源（详细见附件二）
实验中需要的直流电压的大小，根据实际需要可通过调节直流稳压电源得到，实验室内提供的直流稳压电源为三通道，最多一次可提供三组直流电压。
CH3通道为恒定电压，输出为5V，CH1，CH2通道电压和电流的大小可根据实际情况需要进行调节。
并能通过调节产生对称电压，为实际电路提供电源支持。
3函数信号发生器（详细见附件三）
主要为实验提供各种频率与大小的波形，本实验室采用EE1640函数信号发生器。
能直接产生正弦波，三角波，方波，锯齿波和脉冲波，且具有VCF输入控制功能。
TTL/CMOS与OUTPUT同步输出。
直流电平可连续调节，频率计可作内部频率显示，也可作外测频率，电压用LED显示。
4示波器（详细见附件四）
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。
它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。
利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。
示波器可分为模拟示波器和数字示波器，模拟示波器是利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。
在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。
随着科技的发展模拟示波器逐渐被数字示波器所代替，数字示波器是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。
数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。
还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。
四实验内容
1．用示波器和数字万用表测量直流电压。
选用直流稳压电源的CH1或CH2输出端，打开稳压电源（POWER）调节电流输出调节（CURRENT）为0.50。
按下（OUTPUT）按键，此时CH1、CH2或CH3都有电压输出。
调节电压调节旋钮（VOLAGE）使直流稳压电源的面板数字指示分别为表中的数字。
再分别用数万用表的直流电压档和数字示波器的ＤＣ直流稳压电源的输出电压进行测量．将测量的结果分别填入表中。
电源输出电压
3V
5V
10V
15V
万用表测量值
示波器测量值
2．用信号发生器分别输出f=100HZ,Vpp=5V；f=1000HZ,Vpp=300mV的不同信号，分别用测量（MEASURE）和游标（CURSOR）两种方法，测出其峰峰值、频率、周期，并于信号发生器的输出比较。
信号发生器输出
MEASURE测量
峰峰值
周期
频率
f=100HZ
Vpp=5V
正弦波
三角波
f=1000HZ
Vpp=300mV
正弦波
三角波
3、用示波器测相位差（选作）
电路如图：
令输入信号为f=1000HZ=5V的正弦交流信号：
双踪示波器分别接入电路的输入和输出端，可观察到输入，输出波形如图
，
则
五实验报告
1.整理实验中显示的各种波形和表格。
2.分析测量误差，说明造成误差的原因。
3.总结实验中所用仪器的使用方法及观测电信号的方法。
X
4.心得体会及其他。
实验二戴维南定理的验证
2.1实验目的
1.学习单口网络的外特性的测定方法。
2.加深对戴维南定理的理解。
验证戴维南定理的正确性。
3.掌握有源二端网络等效参数测量的一般方法。
2.2实验设备
可调直流稳压电源、数字万用表、实验箱
和
2.3实验原理与说明
1.单口网络的外特性
任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数
关系I=f（U）的来表示，即用I-U平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为元件的伏安特性曲线。
有源单口网络的外特性，可以用一个实际的电压源模型的外特性来代替，如图1-1所示。
其伏安关系为:
U=US一RSI
图1-1
2.戴维南定理
任何一个线性含源网络，如果仅研究其中一条支路的电压和电流，则可将电路的其余部分看作是一个有源二端网络（或称为含源单口网络）。
如图1-2（a）所示。
戴维南定理:
线性含源二端网络可以用一个电压源UTH与一个电阻RTH串联的等效电路替换。
其中，UTH是端口的开路电压UOC，RTH是令独立源为零后端口的等效电阻RO如图1-2（b）所示
图1-2
3.戴维南等效参数的测量
Uoc（UTH）和Ro（RTH）称为有源二端网络的等效参数。
开路电压的测量比较容易，直接用电压表测量开路时的电压就可以了。
测量等效电阻的方法主要有两种：
（1）伏安关系法：
当将一个含源单口网络采用如图1-3所示连接电路，外接负载为可调电阻R，当R从0—∞之间调节，分别测得不同电阻值下的电流、电压，即可测得上述有源二端口网络的外特性。
如图1-4所示。
其中，单口网络的内阻为：
图1-3图1-4
也可以先测量开路电压UOC，再测量电流为额定值IN时的输出端电压值UN，则内阻为
（2）半电压法测
如图1-3所示，当负载电压为被测网络开路电压的一半时，负载电阻（由电阻的读数确定）即为被测有源二端网络的等效内阻值。
2.4实验内容：
1．测有源二端电路的等效参数。
用开路电压、短路电流法测图1-5所示的电路的等效参数UOC、Ro和ISC，测出的数据填于表1-1中。
电阻均为2K，电压源为6伏。
图1-5
表1-1有源二端电路等效电路参数测量
参数
UOC
ISC
Ro=UOC/ISC
理论值
测量值
2、测有源二端电路端口的伏安特性曲线。
在图1-5所示二端电路端口中接入可变电阻RL，
改变RL，测出端口电压和对应的端口电流，测试数据填入表1-2中。
表1-2有源二端电路伏安特性测量
RL
0
1K
2K
5K
10K
∞
U
I
3、画出戴维南等效电路。
4、测戴维南等效电路端口的伏安特性曲线。
根据步骤1的测量结果，构成戴维南等效电路，测此等效电路端口的特性曲线。
并将数据填入表1-3中。
RL
0
1K
2K
5K
10K
∞
U
I
2.5实验注意事项
1.在实验室取得电阻后应用万用表测量其阻值。
电源电压选取应在10V左右。
2.可用以上提供的电路，也可用自行设计的电路。
每个同学的电路和电阻值都要求不一样，但实验结论应是相同的。
3.实验前应对所实验的电路进行理论计算，特别是等效电阻的计算，以便构成戴维南等效电路时选用实验室可用的电阻。
4.进行不同实验时，应先估算电压和电流值，合理选择仪表的量程，勿使仪表超过量程，仪表的极性亦不可接错。
5.用万用表直接测量内阻RO时，电压源置零时不可将稳压源短接。
应将电源切断后，在电路板的两点用导线短接。
6.电路接线完后经检查无误后才可接通电源。
改接或拆线时应先断开电源。
2.6实验报告要求
1.画出实验原理电路图，标上参数。
2.实验内容和步骤，各种理论计算的实验测量的数据。
根据实验数据，在坐标纸上绘出所测伏安特性曲线。
3.对比前后所测两组数据及所描绘的外特性曲线，分析误差。
4.心得体会。
实验四单管共发射极放大器
一、实验目的
（1）了解电路参数对Q点的影响，Q点对输出波形的影响，Q点低（Rb12小）输出波形产生截止失真，Rb12大Rb11小，输出波形会出现饱和失真。
（2）掌握放大电路Q点的测量方法和调试方法
（3）掌握放大电路的动态指标，Av,Ri,Ro,的测量方法。
（4）学习通频带测量方法,测量和
（5）会用PROTUES对电路进行仿真分析
（6）理解单级放大电路放大Vi的物理过程
二、实验仪器（略）
三实验原理与实验数据
（一）Rb12=10K，Rb11=90KQ点参考电路
1、Q点的理论估算，设=170
VB=Rb12Vcc/（Rb11+Rb12）=
VE=VB-VBE=Ic=IE=VE/（Re1+Re2）=
VC=VCC-IcRc=VCE==
2、实验数据列表（用万用表测）
测量参数
Vcc（V）
VB（V）
VE（V）
Vc（v）
VCE（V）
理论值
实验值
3、观察输出波形失真，设Vi=200mv（pp值）f=1kHZ,用双踪示波器观察Vi,Vo的波形，并记录Vi和Vo的波形，观察Vi和Vo的相位关系。
（二）Rb12=20K，Rb11=30KQ点参考电路
1、Q点的理论估算，设=170
VB=Rb12Vcc/（Rb11+Rb12）=
VE=VB-VBE=Ic=IE=VE/（Re1+Re2）=
VC=VCC-IcRc=VCE==
2、实验数据列表（用万用表测）
测量参数
Vcc（V）
VB（V）
VE（V）
Vc（v）
VCE（V）
理论值
实验值
3、观察输出波形失真，设Vi=200mv（pp值）f=1kHZ,用双踪示波器观察Vi,Vo的波形，并记录Vi和Vo的波形，观察Vi和Vo的相位关系。
（四）Rb12=20K，Rb11=80K，Q点参考电路
1、Q点的理论估算，设=170
VB=Rb12Vcc/（Rb11+Rb12）=
VE=VB-VBE=Ic=IE=VE/（Re1+Re2）=
VC=VCC-IcRc=VCE==
2、实验数据（列表）
a.静态测量值
测量参数
Vcc（V）
VB（V）
VE（V）
Vc（v）
VCE（V）
理论值
实验值
b.动态测量值
测量参数
Ri
Ro
Av
理论值
实验值
（五）测通频带
测量方法：
首先
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