電子工程師訓(xùn)練報(bào)告

1、電子工程師基本硬件實(shí)踐技能訓(xùn)練設(shè)計(jì)報(bào)告姓名： 學(xué)號(hào)： 班級(jí)： 指導(dǎo)老師:目錄設(shè)計(jì)課題一 設(shè)計(jì)課題二分立元件音頻小信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)與制作312 頁(yè)RC正弦振蕩器的設(shè)計(jì)與制作13T8頁(yè)設(shè)計(jì)課題三方波三角波信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作1925頁(yè)收獲及心得體會(huì)2627 頁(yè)設(shè)計(jì)課題一 分立元件音頻小信號(hào)放大器的設(shè)計(jì)與制作1. 設(shè)計(jì)目的（ 1 ）實(shí)現(xiàn)基本的三極管放大電路，熟悉和掌握直流工作點(diǎn)的確定和 調(diào)試。（2）掌握基本放大電路元器件參數(shù)的設(shè)計(jì)方法。（3）熟悉三極管的截止、線性放大、飽和三種工作狀態(tài)。（4）了解電源電壓對(duì)放大電路性能的影響和電路工作點(diǎn)的調(diào)整方 法。（5）制作一個(gè)可供自己今后實(shí)驗(yàn)中使用的放大電路。

2、2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)要求設(shè)計(jì)一個(gè)阻容耦合單極晶體管放大器，已知其 =+12V, =1.5KQ,=10mV， f=1K 的正弦波，要求： =40，放大器工作點(diǎn)穩(wěn)定。3. 設(shè)計(jì)電路的工作原理晶體管放大器中，廣泛應(yīng)用工作點(diǎn)穩(wěn)定的阻容耦合共射極放大 器，如圖 1-1 所示：%11十%c_Vcc-o圖1-1靜態(tài)工作點(diǎn)Q主要由及電源電壓+所決定。該電路利用電阻的分 壓固定基極電位。如果滿足如下條件，當(dāng)溫度升高時(shí)，結(jié)果抑制了的變化，從而獲得穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)。只有當(dāng)時(shí), 才能保證恒定。這是工作點(diǎn)穩(wěn)定的必要條件，一般取此放大器是交流放大器中最常用的一種基本單元電路。 交流信號(hào) 經(jīng)耦合電容加到基極，引起基

3、極電流作相應(yīng)的變化，從而控制集電極 電流作更大的變化。它將在上產(chǎn)生交流電壓，通過(guò)電容饋送到負(fù)載電 阻上。這個(gè)輸出電壓比輸入電壓放大了倍。為了使放大器正常放大， 一定要設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn) Q。Q點(diǎn)應(yīng)選擇在三極管特性曲線的放 大區(qū)的中間。對(duì)于小信號(hào)放大器，一般取 =0.52mA,電路的靜態(tài)工作 點(diǎn)由下列關(guān)系式確定：阻容耦合放大器由于有耦合電容、 及旁路電容的存在，將使放大圖1-2中間區(qū)域放大倍數(shù)最大，且基本不變，即為中頻放大倍數(shù)，而頻 率高于或低于該區(qū)域放大倍數(shù)都要下降，當(dāng)下到0.707所對(duì)應(yīng)的頻率 應(yīng)為和，分別是放大器的上限頻率和下限頻率。、和可按下式計(jì)算：式中通常，可略去。又因?yàn)?，、?duì)的影響

4、小于，可略去、。放大器 的將取決于集電極負(fù)載，三極管本身極間電容和外部線路分布電容， 為了消除分布電容大小不一的影響，又能滿足的要求往往加上較大容 量的。4. 電路參數(shù)計(jì)算、元器件選擇（1）確定電路及晶體管。因?yàn)橹灰蠓糯笃鞴ぷ鼽c(diǎn)穩(wěn)定及而無(wú)其它要求，因此可采 用圖1-1所示的分壓式偏置共射極放大器，晶體管選用高頻小 功率管3DG8,通常要求，故選（3 =60。（2）計(jì)算元件參數(shù)。取mA得：取標(biāo)稱值1.5KQ對(duì)于音頻小信號(hào)放大器，輸入、輸出耦合電容、通常取(520) 叢F,在此我們?nèi)?0卩F,射極旁路電容通常取(50200)卩F,取2000pF。(3) 工具和元器件清單標(biāo)號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注電阻4

5、0K1電阻20K1電阻1.5K1電阻1K1電阻1.5K1電容10u1電容10u1電容2000p1電容100u1三極管901315. 電路的安裝和調(diào)試(1) 在面包板上安裝電路，加+12V電源(2) 測(cè)量與調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)，使 Q點(diǎn)處于三極管的放大區(qū)(3) 用低頻信號(hào)發(fā)生器加輸入信號(hào)，測(cè)同時(shí)用示波器觀察波形應(yīng)該不失真，計(jì)算(4) 測(cè)放大器的輸入阻抗，輸出阻抗測(cè)，在信號(hào)源與放大器電路之間串接一個(gè) 10KQ電阻，如圖1-3所示：=7圖1-3測(cè)，如圖1-4所示，可將放大器等效成一個(gè)電壓源(即空載輸 出電壓)和相串聯(lián)的信號(hào)源：廠%O圖1-4則(5) 測(cè)出上限頻率和下限頻率時(shí)，將信號(hào)源頻率由低向高改變，當(dāng)減

6、小到的0.707倍時(shí)，所對(duì)應(yīng)的分別是、以上各步驟的結(jié)果應(yīng)該滿足技術(shù)指標(biāo)，若不滿足應(yīng)該調(diào)整修改元 件參數(shù)值，并將修改后的元件參數(shù)值標(biāo)在電路圖上。（6）測(cè)試與調(diào)整。按技術(shù)要求測(cè)試數(shù)據(jù)，并整理出表格，在方格紙上繪出波形，并 分析誤差。6. 指標(biāo)測(cè)試結(jié)果：數(shù)據(jù)、曲線、圖表（1）靜態(tài)工作點(diǎn)Q：3.02V3.53V10.02V（2）中頻放大倍數(shù):測(cè)試中，輸入電壓，輸出電壓故，中頻放大倍數(shù)(3) 輸入阻抗，輸出阻抗：測(cè)試中，輸入電壓，輸出電壓故，4.3KQ測(cè)試中，,故，(4) 上限頻率和下限頻率：上限頻率下限頻率7. 調(diào)試中的所遇到的問(wèn)題以及解決方法8. ( 1)測(cè)量放大器靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，如果測(cè)得 ，說(shuō)明三極

7、管處于什么工作狀態(tài)？如果，三極管又處于什么工作狀態(tài)？答：如果，說(shuō)明三極管處于飽和區(qū)；如果，說(shuō)明三極管處于截止區(qū)。(2) 本實(shí)驗(yàn)中若出現(xiàn)圖1-5所示失真波形，試判斷它們各屬于哪 種類型的失真？圖1-5答：圖a是截止失真和飽和失真同時(shí)存在；圖 b和圖c是非線性 失真。(3) 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，放大倍數(shù)沒(méi)有達(dá)到 40 倍以上。答：這時(shí)需要調(diào)節(jié)電阻，才能讓放大倍數(shù)超過(guò) 40 倍。(4) 靜態(tài)工作點(diǎn)特別低，中頻帶增益很小。 答：經(jīng)仔細(xì)排查，發(fā)現(xiàn)是電阻未接入電路，排除故障后，電路恢 復(fù)正常，得到相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。設(shè)計(jì)課題二RC正弦振蕩器的設(shè)計(jì)與制作1. 設(shè)計(jì)目的(1) 掌握RC正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)方法(2) 掌握

8、RC正弦波振蕩器的調(diào)試方法2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)要求復(fù)習(xí)RC正弦波振蕩電路的工作原理，掌握 RC橋式振蕩電路 參數(shù)的確定方法。設(shè)計(jì)一個(gè)RC正弦波振蕩電路。其正弦波輸出要 求：(1) 振蕩頻率：1KHz振幅穩(wěn)定，波形對(duì)稱，無(wú)明顯非線性失真。(2) 在實(shí)驗(yàn)中設(shè)法使文氏橋電阻 R=10K+20K調(diào)節(jié)電位器輸 出電壓，使無(wú)明顯失真，用示波器觀察輸出信號(hào)的波形 變化，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)要求如下：(1) 簡(jiǎn)述電路的工作原理和主要元件的作用。(2) 電路參數(shù)的確定。(3) 整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與理論值比較，分析誤差產(chǎn)生的原因。(4) 調(diào)試中所遇到的問(wèn)題以及解決方法。3. 設(shè)計(jì)電路的工作原理RC正弦波振蕩電

9、路有橋式振蕩電路、移相式振蕩電路和雙 T 網(wǎng)絡(luò)式振蕩電路等多種形式。其中應(yīng)用最廣泛的是RC橋式振蕩電 路，電路如圖2-1所示：圖2-1RC橋式振蕩電路由RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)和同相放大電路組成, 圖中RC選頻網(wǎng)絡(luò)形成正反饋電路，決定振蕩頻率形成負(fù)反饋回路， 決定起振的幅值條件，是穩(wěn)幅元件。該電路的振蕩頻率起振幅值條件式中，為二極管的正向動(dòng)態(tài)電阻4. 電路參數(shù)計(jì)算、元器件選擇電路參數(shù)確定：（1）確定R、C值根據(jù)設(shè)計(jì)所要求的振蕩頻率，則 RC之積為為了使選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性盡量不受集成運(yùn)算放大器的輸入電 阻和輸出電阻的影響，應(yīng)使 R滿足下列關(guān)系式：。一般約為幾百千歐 以上，而僅為幾百歐以下，初步選定R之

10、后，可以計(jì)算出電容C的值, 然后再算出R取值能否滿足振蕩頻率的要求。（2）確定電阻應(yīng)由起振的幅值條件來(lái)確定，且通常取，這樣既能保證起振， 也不致產(chǎn)生嚴(yán)重的波形失真。此外，為了減小輸入失調(diào)電流和漂移的 影響，電路還應(yīng)滿足直流平衡條件，即：（3）確定穩(wěn)幅電路通常的穩(wěn)幅方法是利用隨輸出電壓振幅上升而下降的自動(dòng)調(diào)節(jié)作用實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。圖2-1中穩(wěn)幅電路由兩只正反并聯(lián)的二極管和電阻并 聯(lián)組成，利用二極管正向動(dòng)態(tài)電阻的非線性以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅， 為了減小因 二極管特性的非線性而引起的波形失真，在二極管兩端并聯(lián)小電阻.（實(shí)驗(yàn)證明，取時(shí)，效果最佳。工具和元器件清單:標(biāo)號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注R電阻10K2電阻2K1電阻22K1電

11、位器電阻3K1電容0.1u2二極管11N4001二極管11N4001運(yùn)放1LM741圖2-25. 電路的安裝和調(diào)試(1) 在面包板上安裝電路，LM741的7腳和4腳分別接12V 直流電源，6腳接輸出。(2) 測(cè)量RC正弦波振蕩電路的振蕩頻率與輸出波形是否符 合技術(shù)要求。6. 指標(biāo)測(cè)試結(jié)果：數(shù)據(jù)、曲線、圖表等振蕩頻率：1.121KHZ輸出波形：振幅穩(wěn)定在1.70V,波形對(duì)稱，無(wú)明顯非線性失真。Ifl TiigPM Pos: 0.000sAUTOSET厚峰值 周期3 306.Ojus:取消自 動(dòng)設(shè)置CHI2.00V:頻率1、仙冊(cè)丄 M500JUS ttiry-iWffl10419kH27. 調(diào)試中

12、的所遇到的問(wèn)題以及解決方法(1) 在RC橋式振蕩電路中，若電路不能起振，應(yīng)調(diào)整哪個(gè)參數(shù)?若輸出波形失真，應(yīng)如何調(diào)整?答：電路未起振，應(yīng)該調(diào)節(jié)電位器 Rp;輸出波形失真，應(yīng)該調(diào) 節(jié)選頻網(wǎng)絡(luò)中的電阻R。(2) 簡(jiǎn)述圖2-1中的穩(wěn)幅過(guò)程。答：當(dāng)f-中正向?qū)ǖ哪莻€(gè)二極管兩端的電壓f-二極管的正 向電阻通過(guò)二極管的電流f二極管兩端的電壓J J。(3) 在本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)的選取有何要求？答：的反向擊穿電壓都要高于 30V,防止被擊穿。(4) 起初輸出信號(hào)并非正弦波。答：電路沒(méi)有起振，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Rp,使得電路滿足起振條件,輸出正弦波。（5）即使輸出正弦波，輸出信號(hào)的頻率也不符合預(yù)期要求。答：繼續(xù)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻

13、Rp,使得頻率達(dá)到預(yù)期的值。（6）電路在調(diào)整過(guò)程中頻率始終不符合需求。 答：經(jīng)排查是由于運(yùn)放在焊接過(guò)程中損壞，重新更換后電路各 項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)正常。設(shè)計(jì)課題三 方波三角波信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作1. 設(shè)計(jì)目的（1）學(xué)習(xí)方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。（2）進(jìn)一步培養(yǎng)電路的安裝與調(diào)試能力。（3）進(jìn)一步熟悉示波器的使用。2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容及主要技術(shù)指標(biāo)要求設(shè)計(jì)一個(gè)方波、三角波發(fā)生器，設(shè)計(jì)指標(biāo)要求如下：（1）輸出電壓：，（2）輸 出頻率： 100Hz1kHz，1kHz10kHz（3）波形特征：方波tr10卩s （1kHz,最大輸出時(shí)），三 角波丫 2%3. 設(shè)計(jì)電路的工作原理 方波、三角波發(fā)生器由電壓比較器和基

14、本積分器組成，如圖4-1 所示。運(yùn)算放大器與、 、及、組成電壓比較器；運(yùn)算放大器與、及組成反相積分器，比較器與積分器首尾相連，形成閉環(huán)電路，構(gòu)成能自動(dòng)產(chǎn)生方波、三角波的發(fā)生器。電路參數(shù)：(1) 方波的幅度：(2) 三角波的幅度：(3) 方波、三角波的頻率：其中C可以選擇從上式可以看出，調(diào)節(jié)電位器可以改變 三角波的幅度，但會(huì)影響方波。三角波的頻率；調(diào)節(jié)電位器 可以改變方波、三角波的頻率，但不會(huì)影響方波、三角波的 幅度。4. 電路參數(shù)計(jì)算、元器件選擇(1)確定電路，選擇元器件選擇如圖4-1所示電路，其中：、為UA741 (或HA1741)集 成運(yùn)算放大器，為電位器；取電源電壓+，,由于方波電壓的幅

15、 度由穩(wěn)壓管、的值決定。指標(biāo)要求方波電壓的峰-峰值，而穩(wěn)壓管 的正向壓降為0.7V,因此選用穩(wěn)壓值分別為4.3V和-4.3V的穩(wěn)壓 呂。(2)計(jì)算元器件的參數(shù)。由上述公式可知：取，則，取，為47KQ的電位器，平衡電阻。將帶入方波、三角波的頻率公式中：當(dāng)lOOHzv二fv=1KHZ寸，取C=O.g F,貝卩，取標(biāo)稱值：=3KQ，取47KQ的電位器，。當(dāng)1KHz二fv=10KHZ寸，為了實(shí) 現(xiàn)波段的轉(zhuǎn)換，取C=O.g F,取值不變(3) 工具和元器件清單標(biāo)號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注R1電阻22k1R2電阻40k1R3電阻20k1R4電阻3k1R5電阻3k1RW1電位器50k1RW2電位器50k1C1電容0

16、.1u1C2電容0.01u1A1,A2運(yùn)放ua7412DZ1二極管1N47311穩(wěn)壓二極管DZ2二極管1N47311穩(wěn)壓二極管5.電路的安裝和調(diào)試按圖4-1所示安裝好電路，將電位器調(diào)到30KQ ,穩(wěn)壓電源輸 出的+15V電壓接到集成運(yùn)放UA741的7腳，-15V接到集成運(yùn)放 UA741的4腳，示波器的CH1接，CH2接，調(diào)節(jié)電位器，使三角 波的輸出幅度滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求；然后調(diào)節(jié)電位器，從示波器的 屏幕上觀察和的輸出頻率是否聯(lián)系變化，波形是否正常（若無(wú)波 形顯示或波形不是方波-三角波，應(yīng)重新檢查電路）。測(cè)試方波、 三角波發(fā)生器的性能指標(biāo)。（1）記錄輸出波形：方波，三角波。（2）頻率范圍：1Hz1

17、0Hz 10Hz100Hz 100Hz1KHz 1KHz10KHZ等。（3）計(jì)算輸出電壓：一般指輸出波形的峰-峰值。（4）描述波形特征：表征方波特性的參數(shù)是上升時(shí)間tr，一 般要求tr10Ons（ 1KHz最大輸出時(shí)）；表征三角波特 性的參數(shù)是非線性失真系數(shù)丫 ，丫 =2%o6. 指標(biāo)測(cè)試結(jié)果：數(shù)據(jù)、曲線、圖表等由圖可知:1.輸出電壓：，2. 輸出頻率：方波1KHz三角波1KHz3. 波形特征：方波tr=12.67接近10卩s( 1kHz,最大輸 出時(shí))，三角波丫 2%7. 調(diào)試中的所遇到的問(wèn)題以及解決方法(1) 輸出方波和三角波的幅值均不滿足指標(biāo)要求，且幅值較大， 接近輸入直流電壓幅值，達(dá)到

18、了 26V 左右。答：仔細(xì)分析電路原理之后，初步判斷是穩(wěn)壓二極管被擊穿。用 萬(wàn)用表對(duì)穩(wěn)壓二極管進(jìn)行正反向電阻的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)穩(wěn)壓 二極管被擊穿，更換后，電路恢復(fù)正常，得到的幅值滿足指標(biāo)要 求。( 2) 示波器上無(wú)波形。答：首先檢查電路，看電路是否連接正確。如電路正確，再逐個(gè) 檢查焊接點(diǎn)，是否短路或者斷路。收獲及心得體會(huì)這次的電子工程師基本硬件實(shí)踐技能訓(xùn)練一共完成了三塊電路 板，這次的實(shí)訓(xùn)讓我們復(fù)習(xí)了模電的一些知識(shí)， 比如小信號(hào)放大電路， 正弦波振蕩器， 方波三角波信號(hào)發(fā)生器等等。 雖然在實(shí)踐的過(guò)程中也 遇到了很多問(wèn)題， 但是這次實(shí)踐最終讓我對(duì)電路的工作原理加深了理 解。這期間遇到過(guò)一些問(wèn)題，但是最后都得到了解決，而解決的過(guò)程 也正是一個(gè)自我提高的一個(gè)過(guò)程。在完成第一塊電路板的時(shí)候， 我們先是在面包板上搭好了電路然后再 將電路焊制到電路板上， 首先最開(kāi)始是學(xué)會(huì)了在面包板上搭電路， 這 期間的感受就是在面包板上搭出的電路的排版和在電路板上焊制的 電路的差異還是蠻大的， 但是在面包板上搭電路不需要連導(dǎo)線， 這個(gè) 是比較方便的。在完成第二塊電路板的時(shí)候， 我在面包板上搭電路的時(shí)候就出現(xiàn)了一 些問(wèn)題，在面包板上搭好電路，結(jié)果出來(lái)的是一堆雜波，當(dāng)時(shí)有點(diǎn)不 知所措， 后來(lái)靜下心來(lái)