模拟电子技术实验指导书.docx

1、模拟电子技术实验指导书实验一常用仪器仪表的使用 (1实验二信号运算电路 (3实验三单级共射放大电路 (7实验四电压比较器 (11实验五RC正弦波振荡器 (15实验要求1、实验前必须充分预习,完成指定的预习任务。预习要求如下:(1认真阅读实验指导书,分析、掌握实验电路的工作原理,并进行必要的估算。(2完成各实验“预习要求”中指定的内容。(3熟悉实验任务。(4复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。2、使用仪器前必须了解其性能、操作方法及注意事项,在使用时应严格遵守。3、每人一台实验箱,独立完成实验。4、实验时接线要认真,相互仔细检查,确定无误才能接通电源,初学或没有把握应经指导教师审查同意后再

2、接通电源。5、实验时应注意观察,若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味应立即关断电源,保持现场,报告指导教师。找出原因、排除故障,经指导教师同意再继续实验。6、实验过程中需要改接线时,应关断电源后才能拆、接线。7、实验过程中应仔细观察实验现象,认真记录实验结果(数据、波形、现象 。所记录的实验结果经指导教师审阅后再拆除实验线路。8、实验结束后,必须关断电源,并将仪器、设备、工具、导线等按规定进行整理。9、实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。撰写三份实验报告:第一份包括实验一、二,第二份为实验三,第三份包括实验四、五。实验一常用仪器仪表的使用一、实验目的1、学习电子电路实验中

3、常用的电子仪器数字示波器、函数信号发生器、数字万用表的使用方法。2、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、预习要求阅读实验原理部分,掌握示波器、函数信号发生器、数字万用表的使用方法,及模拟电子电路实验中常用仪器、仪表的连接方法。二、实验原理在模拟电子电路实验中,经常使用的仪器仪表有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源等。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。 图1-1 模拟电子电路中常

4、用电子仪器布局图1、数字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。数字示波器使用操作要点如下:(1将示波器探头与待测信号相连。(2按下AUTO按钮,示波器将自动设置垂直、水平和触发控制。如需要,可手动调整这些控制使波形显示达到最佳。(3按下MEASURE自动测量功能键,系统显示自动测量操作菜单。本示波器具有多种自动测量功能,包括峰峰值、幅值、平均值、周期、频率等。(4记录波形参数。2、函数信号发生器函数信号发生器能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等信号,频率范围可从几个微赫到几十兆赫,在电子电路实

5、验和设备检测中具有十分广泛的用途。函数信号输出操作方法选择输出通道;选定输出信号的波形,分别获得正弦波、三角波、脉冲波;频率设定,可用数字键或调节旋钮输入频率值;幅度设定,可用数字键或调节旋钮输入幅度值。3、数字万用表数字万用表可测量直流电压、直流电流、交流电压、交流电流、电阻、电容、晶体管直流电流放大倍数等。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。四、实验内容1、掌握仪器、仪表的操作方法按照实验原理中给出的操作方法,熟悉、掌握示波器、函数信号发生器和万用表的使用方法。2、用示波器测量信号把函数信号发生器和示波器相连,调节函数信号发生器,使输出1

6、0KHz、10V P-P正弦信号到示波器输入端。调节示波器,使显示稳定的波形,测出V P-P和信号频率,画出信号波形。五、实验思考题1、示波器显示屏上的波形很密,是否就说明所测信号的频率很高?2、示波器显示的波形不稳定,应调节哪个旋钮?实验二 信号运算电路一、实验目的1、掌握由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的工作原理、特点和功能。2、学会上述电路的测试和分析方法。二、预习要求估算各表中的理论值。三、实验原理集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用

7、方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。1、反相比例运算电路电路如图2-1所示。对于理想运放, 该电路的输出电压与输入电压之间的关系为图2-1 反相比例运算电路 图2-2 求和电路2、求和电路电路如图2-2所示,输出电压与输入电压之间的关系为U R R U R R (U i22F i11F O +-= R 3=R 1 / R 2 / R F 3、同相比例运算电路图2-3(a是同相比例运算电路,它的输出电压与输入电压之间的关系为i 1F O U R R (1U += 当R 1时,U O =U i ,即得到如图2-3(b所示的电压跟随器。图中R 2=R F ,用以减小漂移和起

8、保护作用。一般R F 取10K, R F 太小起不到保护作用,太大则影响跟随性。 i 1F O U R R U -= (a 同相比例运算电路 (b 电压跟随器图2-3 同相比例运算电路4、求差电路对于图2-4所示的减法运算电路,当R 1=R 2,R 3=R F 时, 有如下关系式U (U R R U i1i21FO -=V F V图2-4 求差电路图四、实验内容1、反相比例运算电路(1按图2-1连接实验电路,接通12V 电源,并连接好GND 。 (2按表2-1内容进行实验并测量记录数据。 (2输入f =100Hz ,U im =0.5V 的正弦交流信号,用示波器测量相应的U om ,并观察u

9、O 和ui 的相位关系,记入表2-2。 2、同相比例运算电路(1按图2-3(a连接实验电路。(2按表2-3内容进行实验并测量记录数据。 (3输入f =100Hz ,U im =0.5V 的正弦交流信号,用示波器测量相应的U om ,并观察u O 和ui 的相位关系,记入表2-4。 (4按图2-3(b连接实验电路,重复内容(3,结果记入表2-5。 3、求和电路(1按图2-2连接实验电路。(2按表2-6内容进行实验并测量记录数据。 4、求差电路(1按图2-4连接实验电路。(2按表2-7内容进行实验并测量记录数据。 五、实验报告要求1、整理实验数据,画出波形图(注意波形间的相位关系。2、将理论计算结

10、果和实测数据相比较,分析产生误差的原因。3、分析讨论实验中出现的现象和问题。实验三 单级共射放大电路一、实验目的1、学会放大器静态工作点的测量和调整方法,分析静态工作点对放大器性能的影响。2、掌握放大器动态性能指标的测试方法。3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。二、预习要求1、阅读教材中有关分压式偏置共射放大电路的内容并估算实验电路的性能指标(设=50。估算放大器的静态工作点,电压放大倍数A u ,输入电阻R i 和输出电阻R O 。2、当调节偏置电阻R P ,使放大器输出波形出现饱和或截止失真时,晶体管的管压降U CE 怎样变化?3、改变静态工作点对放大器的输入电阻R i 有否影响

11、?改变外接电阻R L 对输出电阻R O 有否影响?4、在测试A u ,R i 和R O 时怎样选择输入信号的幅值和频率?为什么信号频率一般选1KHz ,而不选100KHz 或更高?三、实验原理 图3-1 单级共射极放大电路实验电路图3-1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。 1、静态工作点的测量与调整CCv o+(1 静态工作点的测量放大电路直流电压+12V ,不加交流输入信号(输入端与接地端短接。选用万用表的直流电压档,测量直流电压V B 、V C 、V E 。然后利用公式计算E E EQ CQ /R V I I =或C C CC CQ /(R V V I -=。测量静态工作点的目的

12、是为了了解静态工作点的设置是否合适。如果测出V CEQ 3,例如， Rf 用一个具有负温度系数的热敏电阻代替， 当输出电压 增 加使 Rf 的功耗增大时，热敏电阻 Rf 减小，放大器的增益下降，使 数选择合适，可使输出电压幅值基本恒定，且波形失真较小。 的幅值下降。如果参 由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比 RC 串并联网络的阻抗大得多，可忽略不计，因此，振荡频率即为 RC 串并联网络的 。RC 串并联网络构成正弦振荡电路的正反馈,在 处,正反馈系数 15 ，而 R1 和 Rf 当构成电路中的负反馈，反馈系数 的关系不同，导致输出波形的不同。 。F+与 F-

13、 2如图 5-2 ，RC 桥式振荡电路由 RC 串并联网络和同放大电路组成，图中 RC 选频 网络形成正反馈电路，并由它决定振荡频率，R3 和 Rp 形成负反馈回路，由它决定起振的 幅值条件和调节波形的失真与稳幅控制。 在满足 R1 = R2 = R, C1 = C2 = C 的条件下，该电路的： 振荡频率 f0 = 1 2p RC 起振幅值条件 Avf 1 = Ra + Rb 3 Ra Rb 2 Ra 即 式中 Rb = R4 + R3 / rd , rd 为二极管的正向动态电阻。 四、实验内容 1 （注意）图 5-2 实验所需全部电容、定值电阻已焊接，可调电阻与实验箱工具区 33K 用长实

14、验导线相连，电源+12V，12V，GND 用长实验导线相连。 2用示波器观察输出波形，调整 Rp，使输出波形稳定且无失真，记录波形。 Rp 33k Vo R4 10k R3 3k A1 R2 10k R1 10k C1 0.1F C2 0.1F 图 5-2 五、实验报告要求 1分析理论计算填写实验值误差的原因。 2分析反馈电位器及二极管的作用。 六、思考题 1 图 5-2 中， 正反馈文路是由_组成， 要改变振荡频率， 只要改变_或_ 的数值即可。 16 2图 5-3 中，1Rp 和 R1 组成_反馈，其中_是用来调节放大器的放大倍数， 使 Au3 的。 1Rp 100k R2 C1 0.1F 2k A1 2Rp 22k Vo R1 10k C2 0.1F 图 5-3 17