模拟电子技术实验指导.docx

1、模拟电子技术实验指导实验一常用电子仪器的使用 一、实验目的（1）了解双踪示波器、低频信号发生器及晶体管毫伏表的原理框图和主要技术指标； （2）掌握用双踪示波器测量信号的幅度、频率； （3）掌握低频信号发生器、晶体管毫伏表的正确使用方法。二、实验器材双踪示波器 DF4321型（或HH4310A型） 低频信号发生器 DF1641B型（或SG1631C型）晶体管毫伏表 DF2175型三、实验原理与参考电路在电子技术实验里，测试和定量分析电路的静态和动态的工作状况时，最常用的电子仪器有示波器、低频信号发生器、直流稳压电源、晶体管毫伏表、万用表等，如图14-1所示。 图14-1 电子技术实验中测量仪器、

2、仪表连接图示波器：用来观察电路中各点的波形，以监视电路是否正常工作，同时还用于测量波形的周期、幅度、相位差及观察电路的特性曲线等。 低频信号发生器：为电路提供各种频率和幅度的输入信号。 直流稳压电源：为电路提供电源。 晶体管毫伏表：用于测量电路的输入、输出信号的有效值。 万用表：用于测量电路的静态工作点和直流信号的值。四、实验内容及步骤 1低频信号发生器与晶体管毫伏表的使用 (1)信号发生器输出频率的调节方法 按下“频率范围”波段开关，配合面板上的“频率调节”旋钮可使信号发生器输出频率在0.3Hz3MHz的范围改变。 (2)信号发生器输出幅度的调节方法 仪器面板右下方的Q9是信号的输出端，调节

3、“输出衰减”开关和“输出调节”电位器，便可在输出端得到所需的电压，其输出为0-20VP-P的范围。 (3)低频信号发生器与毫伏表的使用 将信号发生器频率调至lkHz，调节“输出调节”旋钮，使仪器输出电压为5VP-P左右的正弦波，分别置分贝衰减开关于0dB、20dB、40dB、60dB挡，用毫伏表分别测出相应的电压值。注意测量时不要超过毫伏表的量程，并且尽可能地把档位调到与被测量值相接近，以减小测量误差。2示波器的使用 (1)使用前的检查与校准 先将示波器面板上各键置于如下位置：“工作方式”位于“交替”（如果只观察一个波形可置于CHl通道或CH2通道）；“极性”选择位于“+”；“触发方式”位于“

4、内触发”；“DC，GND，AC开关位于“AC”；“高频，常态，自动”开关位于“自动”位置；“灵敏度Vdiv开关于“02Vdiv档，“扫速tdiv开关于“02msdiv档，亮度、辉度、位移、电平开关置中间位置，开启电源后，屏幕上应出现两条扫描线。然后用同轴电缆将校准信号输出端与CHl通道或CH2通道的输入端（红夹子）相连接，扫速和灵敏度开关的微调旋钮置校正位置（顺时针旋转到底），示波器屏幕上应显示电压为0.5VP-P、周期为lms的方波。调节各旋钮使屏幕上观察到的波形细而清晰。 (2)交流信号电压幅值的测量 调低频信号发生器信号频率为lkHz、输出电压为5VP-P，适当选择示波器灵敏度选择开关“

5、Vdiv和扫速开关“tdiv的位置，使示波器屏幕上能观察到完整、稳定的正弦波，同时将灵敏度选择开关“微调”旋钮置于校准位置，则此时屏幕上纵向坐标表示每格的电压伏特数，根据被测波形在纵向高度所占格数便可读出电压的数值，将信号发生器的分贝衰减器置于表14-1中要求的位置并测出其结果记入表中。表14-1输出衰减(dB)0-20dB-40dB灵敏度开关(vdiv)位置峰峰波形高度(格)峰峰电压(伏)电压有效值(伏)注意：若使用10：1探头电缆时，应将探头本身的衰减量考虑进去。 (3)交流信号频率的测量将示波器扫速开关的“微调”旋钮置于校准位置，在预先校正好的条件下，此时扫描速率开关“tdiv的刻度值表

6、示屏幕横向坐标每格所表示的时间值。根据被测信号波形在横向所占的格数直接读出信号的周期，若要测量频率只需将被测的周期求倒数即为频率值。按表14-2所示频率，由信号发生器输出信号，用示波器测出其周期，并计算频率，将所测结果与已知频率比较。表14-2信号频率(kHz) 0.5 15 10 100 扫速开关(tdiv)位置一个周期占有水平格数信号周期信号频率 除上述方法外，还可用李沙育图形来测定信号的频率，其仪器的连线如图14-2(a)所示。 (a)连线图 (b)显示图形图14-2 李沙育图形测量频率原理图及显示图形 如图所示14-2(a)，信号发生器()作为未知频率fY的信号，从示波器CH2（Y）插

7、座输入，信号发生器(I)作为已知频率fx的信号，从CH1(X) 插座输入，这时扫描速率开关应置于X-Y档。调节信号发生器I的频率fx，当fx与fY之间成一定倍数关系时，屏幕上就能显示李沙育图形，如图14-2(b)所示，由该图形圆圈的个数及fx的读数即可确定出被测信号的频率fY。（注意：水平方向圆圈个数=fY/fx，垂直方向圆圈个数=fX/fY）五、实验报告要求(1) 认真记录数据并填写相应表格；(2)分析测量结果与理论值的误差，讨论其产生原因；实验二用万用表检测二、三极管一、实验目的 （1）熟悉用万用表判别晶体二、三极管的正确方法； （2）熟悉三极管的主要参数； （3）学习用晶体管特性图示仪观

8、察二、三极管的特性曲线。二、预习要求复习晶体二、三极管的结构和特性。三、实验原理与参考电路 1万用表的使用原理 正确使用万用表的电阻档，能够判断出二、三极管的极性、类型及好坏，首先要清楚万用表的电阻档等效电路图15-1, 否则将得出与事实相反的结论。 其中Eo为表内电源、Ro为万用表的等效内阻，不同电阻档等效内阻各不相同。由图可知：万用表的正端表笔（红表笔）表内电源负极。 图1-2-1 万用表及其等效电路 万用表的负端表笔（黑表笔）表内电源正极。 图15-1 万用表等效电路万用表置R1、R10、R100、R1k档时，一般Eo=1.5V。置R10k档时，该档电源电压较高，一般Eo=9V，采用该档

9、测晶体管时易损坏晶体管。测试小功率晶体管时，一般选用R100、R1k档。 2晶体二极管的测试 如图15-1所示，用黑表笔（电源正级）接二极管阳极，红表笔（电源负级）接二极管阴极时，二极管正向导通；反之，二极管反向截止。正向导通电阻约几百欧或几千欧，反向电阻约几百千欧以上。阻值在这个范围内，说明管子是好的；如果正、反向电阻均为无穷大，则表明二极管内部断开；如果正、反向电阻均为零，说明二极管内部短路；如果正、反向电阻接近，则二极管性能严重恶化。 3用万用表判别三极管的管脚和类型 （1）先判别基极b 三极管可等效为两个背靠背连接的二极管。如图15-2所示。根据PN结单向导电原理：基集、基射结正向导通

10、电阻均较小，反向电阻均较大，所以很容易把基级判别出来。现以NPN管为例： 测量时先假设某一管脚为“基极b”，用黑表笔接假设的“基极b”，红表笔分别接其余两个管脚，测量阻值，若阻值均较小，再将黑红笔对调（既红笔接假设的基级b），重复测量一次，若阻值均较大，则原先假设的基极是正确的。如果两次测得的阻值是一大一小，则原先假设的基极是错误的，这时应重新假设基极，重新测量。 图15- 2三极管等效电路 （2）判别管子类型 由上面判别基极的结果，同时可知管子类型。如用黑表笔（电池正极）接管子基极，红表笔（电池负极）分别接其余两脚时，电阻值均较小，由PN结单向导电原理知道，基极是P区，集电极和发射极是N区，

11、故为NPN管。反之，红表笔接基极，（黑表笔分别接c、e极，电阻值均较小，则是PNP管。（3）判别集电极c 在已知基极b和管子类型的基础上，进而可判别集电极c。 由共射极单管放大原理可知：对NPN管而言，当集电极接电源正极，发射极接电源负极，若给基极提供一个合适的偏流时，三极管就处在放大导通状态，Ic较大。 图15- 3集电极c判别电路测量时，先假设一个管脚为集电极“c”，用手指把基极和假设的集电级“c”捏紧，人体电阻相当于基极偏置电阻Rb，注意不要使两管脚直接接触。用黑笔接“c”，红笔接“e”读出阻值；然后再与上述假设相反，重新测量一次，比较两次阻值大小，若第一次阻值小，则第一次假设的集电极是

12、正确的，另一管脚就是发射极。测量电路如图15-3所示。 对PNP管，测试时只需将表笔对调即可，请读者自己分析。四、实验内容与步骤 用万用表判断二极管、三极管的管脚和类型。五、实验报告与要求 （1）记录所测得的值 （2）记录被测二、三极管的正、反向阻值。（3）说明为什么用万用表不同的欧姆档测得同一二极管正向（或反向）的电阻值不同。 实验三单级放大电路一、实验目的 （1）熟悉模拟电路实验箱和电子元器件； （2）掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响； （3）学习测量放大器静态工作点Q、电压放大倍数AV、输入电阻ri、输出电阻r0的方法，了解共射极电路特性； （4）学习放大电路的动态性

13、能。二、实验器材低频信号发生器（SG1631C型或DF1641B型）一台、交流毫伏表（DF2175型）一台、示波器（HH4310A型或DF4321A型）一台、直流稳压电源（SS1798型或DF1731SC3A型）一台、模拟实验箱一套。三、预习要求（1）三极管及单管放大电路工作原理。（2）放大电路静态和动态测量方法。四、实验原理与参考电路1.静态测试与调整（1）按图16-1接线，接线前先测量箱上+12V电源，关断电源后再连线，将电位器RP的阻值调到最大位置，按图连接电路，调整RP使VE=2.2V，测量并填表16-1。（注意测Rb时要断开电源以及电位器和电路的连接线） 图16-1工作点稳定的放大电

14、路表16-1实测VBE（V）VCE（V）Rb（K）IC（mA） 2.动态研究 （1）按图16-2所示电路接线（RP位置不变）。（2）将信号发生器调到f=1KHz,电压（有效值）为500mV的正弦信号，然后接至放大电路的最左端，经过R1、R2的衰减（100倍），Vi点得到5mV的小信号，观察输入、输出信号的波形，并比较相位，然后测V0值并填入表16-2中。（注意：输入端接由R1、R2组成的衰减器，目的是为了使晶体管毫伏表可在同一量程下测量输入、输出电压，以减少因仪表不同量程带来的附加误差）（3）信号源频率不变，逐渐增大信号输出幅度，测量V0最大不失真时输入和输出的最大值，并填入表16-2中。表1

15、6-2实测实测计算Vi(mV)V0(V)Av5图 16-2 小信号放大电路（4）R1=5.1k， 断开负载RL，减少Rp，使V c4V，并测V b、V e的电位，然后保持Vi=5mV不变，可观察到（V0波形）饱和失真；断开信号源，增大Rp，使Vc9V，并测V b、V e的电位，将R1由5.1k改为510（既：使Vi=50mV）可观察到（V0波形）截止失真；将测量结果填入表16-3中。（注意测量各极的电位V b、V c、V e时要断开信号源，用万用表直流电压档测）表16-3RpVbVcVe输出波形情况小大3.测量放大电路输入、输出电阻（1）输入电阻测量电路如图16-3所示，在图16-2的基础上，

16、拆掉51电阻，调RP使VC为6V，保证电路工作在放大状态，然后调信号源使Vs为1KHz、5mV（有效值）的正弦信号，测量Vi，即可计算ri。 图16-3输入电阻测量（1） 输出电阻测量 电路如图16-4所示，在图16-3的基础上，在输出端接入5.1k负载电阻，测量带负载时的输出电压VL和空载时的输出电压V0，即可计算出r0。将上述测量结果及计算结果填入表16-4中。图16-4输出电阻测量表16-4测输入电阻测输出电阻实 测 值实测计算实 测 值实测计算VSVi riV0VLr05五、实验报告与要求（1）.注明你所完成的实验内容，简述相应的基本结论。（2）记录数据和波形写出较详细的报告。实验四负

17、反馈放大电路一、实验目的 （1）研究负反馈对放大器性能的影响； （2）掌握反馈放大器性能的测试方法。二、实验器材 低频信号发生器（SG1631C型或DF1641B型）一台、交流毫伏表（DF2175型）一台、示波器（HH4310A型或DF4321A型）一台、直流稳压电源（SS1798型或DF1731SC3A型）一台、模拟实验箱一套。三、预习要求 （1）认真阅读实验内容要求，复习负反馈电路有关内容。 （2）复习负反馈对放大器有哪些影响。 （3）图17-1电路中晶体管值为200，计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。四、实验原理与参考电路实验电路如图17-1所示 图17-1 负反馈放大电路 放大电路中

18、引入负反馈后的放大倍数称为闭环放大倍数Af，而不存在负反馈的放大电路（又称基本放大电路）的放大倍数称为开环放大倍数A，反馈网络的反馈系数为F，这三者之间的关系为 负反馈对放大电路的性能的影响主要体现在输入电阻，输出电阻，频带非线性失真，稳定性这几个方面，而对性能的改善程度是用反馈深度来决定的，本实验电路的反馈深度为（1+AF），它的数值取决于反馈网络的元件参数和基本放大电路的放大倍数。在阻容耦合放大器中，因有电抗元件存在，电压放大倍数将随信号频率而变，在高低频段放大倍数均会随着频率的变化而有所下级，在低频段，下限截止频率由耦合电容和发射极旁路电容决定，在高频段，上限截止频率由极间电容效应决定，

19、通频带BW=fHfL，引入负反馈后，可使放大器的通频带得到扩展。五、实验内容与步骤1负反馈放大器开环和闭环电压放大倍数的测试开环电路：按图接线，RF先不接入。输入端接入Vi=1mV f=1kHZ的正弦波信号，由于输入端采用了衰减法，故A点的输入电压应为100mV，调整Rp使输出不失真且无振荡（用示波器监视输出）。按表17-1要求进行测量将数据填入表中并计算。根据实测值计算开环放大倍数AV和输出电阻ro。 闭环电路：接通RF按要求调整电路；按表17-1要求测量并填入表中，计算AVf； 表17-1 开环和闭环电压放大倍数的测量RL（K）Vi（mV）V0（VL）AV(AVf)开环11.5 K1闭环1

20、1.5 K12负反馈对失真的改善作用图17-1电路开环，逐渐增大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。将电路闭环，观察负反馈对失真的改善，并记录波形。如果将反馈电路接入T1的基极，会出现什么情况？试验证之。画出上述各步实验的波形图。3测量放大器频率特性将图17-1电路先开环，选择Vi适当幅度（频率为1KHZ）使输出信号在示波器上有满幅正弦波显示。保持输入信号幅度不变逐步增加频率，直到波形减小为原来的70%，此时信号频率即为放大器上限频率fH。条件同上，但逐渐减小频率，测得放大器下限频率fL。将电路闭环，重复上述步骤并将结果填入表17-2中。 表17-2 测量频率特性

21、fH（HZ）fL（HZ）开环闭环六、实验报告 （1）将实验测量值与理论计算值比较，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。实验五比例求和运算电路一、实验目的 （1）掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能； （2）学会上述电路的测试和分析方法。二、实验器材 低频信号发生器（SG1631C型或DF1641B型）一台、交流毫伏表（DF2175型）一台、示波器（HH4310A型或DF4321A型）一台、直流稳压电源（SS1798型或DF1731SC3A型）一台、模拟实验箱一套。三、预习要求 计算表18-1、2、3、4、5中Vo的理论值。 四、实验内容与步骤 1电压跟随

22、器实验电路如图18-1所示，其运算关系为：Vo=Vi ，按表18-1内容测量并记录。 图18-1电压跟随器表18-1 Vi（V）-2-0.500.51V0（V）RL=RL=5.1K2反相比例放大器 实验电路如图18-2所示，其运算关系为： （若Rf = R1时，则为倒相器），按表18-2内容测量并与理论值比较。 图18-2反相比例放大器 表18-2 直流输入电压U1（mV）3010030010003000输出电压U0理论估算（mV）实测值（mV）3同相比例放大器 电路如图18-3所示，其运算关系为：。按表18-3 内容测量并与理论值比较。 图18-3 同相比例放大器表18-3 直流输入电压U1（mV）301003001000输出电压U0理论估算（mV）输出电压U0实测值（mV）4反相求和放大电路 电路如图18-4所示，其运算关系为： ，按表18-4内容测量并与理论值比较。 图18-4 反相求和放大电路表18-4Vil（V）0.3-0.4Vi2（V）0.20.1Vo（V）5双端输入求和放大电路电路如图18-5所示，其运算关系为： ，按表18-4内容测量并与理论值比较。 图18-5 双端输入求和电路 表18-5Vil（V）120.2Vi2（V）0.51.8-0.2Vo（V）五、实验报告与要求 （1）总结本实验中5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。