電子工程師實踐報告

1、電子工程師基本硬件實踐技能訓(xùn)練實驗報告姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 通信工程14-2班指導(dǎo)老師： 劉正瓊 許良鳳 趙燁 日 期： 2016年6月29日 目 錄一 分立元件音頻小信號放大器的設(shè)計與制作-（3-10）二 RC正弦振蕩器的設(shè)計與制作-（11-14）三方波三角波信號發(fā)生器的設(shè)計與制作-（15-19）四感想與收獲-（20-21） 設(shè)計一分立元件音頻小信號放大器的設(shè)計與制作 一 設(shè)計目的：（1） 實現(xiàn)基本的三極管放大電路，熟悉直流工作點的確定。（2） 掌握放大電路參數(shù)的設(shè)計方法。（3） 熟悉三極管的截止、線性放大、飽和三種工作狀態(tài)。（4） 了解電源電壓對放大電路性能的影響和電路工作點的調(diào)整

2、。（5） 制作一個可供自己使用的放大電路。二 元件選擇及電路原理電路選擇：由于只要求放大器工作點穩(wěn)定及Av40而無其他要求，因此可采用分壓式偏置共射極放大器。晶體管選擇：此處晶體管采用小功率NPN管9013，交流電流放大系數(shù)在100多,>Av，滿足條件。各電阻電容參數(shù)：取=60，=2mA, =4V取標(biāo)稱值1.5 , ??；取標(biāo)稱值20 取標(biāo)稱值40,取標(biāo)稱值1k取標(biāo)稱值對于音頻小信號放大器,輸入輸出耦合電容通常?。?-20uf）, 在此處10uf;射極旁路電容通常取（50-200）uF, 此處取100uF; 取2000pF。原理：（1）該放大電路是交流放大器中最常用的一種基本單元電路。交流

3、小信號，經(jīng)過耦合電容加到基極，引起基極電流做相應(yīng)的變化，從而控制集電極電流做更大的變化。它將在Rc上產(chǎn)生交流電壓，通過電容饋送到負載電阻上。這個輸出電阻Vo比輸入電壓Vi放大了Av倍。為了使放大器正常放大，設(shè)置合適的靜態(tài)工作點Q，Q點選擇在三極管特性曲線的放大區(qū)的中間。(2)放大器的將取決于集電極負載，三極管本身極間電容和外部線路分布電容，為了消除電容大小不一樣的影響，又能滿足的要求往往加上較大的電容。三設(shè)計步驟（1） 在面包板上安裝電路，加12V電源（2） 測試與調(diào)整靜態(tài)工作點。（3） 用低頻信號發(fā)生器加輸入信號，測Vo同時用示波器觀察Vo波形應(yīng)不失真，計算Av=Vo/Vi（4） 測放大器的

4、輸入阻抗Ri，輸出阻抗Ro注：測Ri時，在信號源和放大器電路之間串接一個10k的電阻 測Ro,如圖，可將放大器等效成一個電壓源和Ro相串聯(lián)的信號源 (5)測出上下限頻率和f=1kz時，將信號源頻率由低向高改變，當(dāng)Vo減小到Vo的0.707倍時，所對應(yīng)的分別是下限頻率和上限頻率。(6)測試與調(diào)整。按技術(shù)要求測試數(shù)據(jù)，并整理列出表格，并分析誤差。五 設(shè)計結(jié)果以及結(jié)果分析（1） 波形截圖信號發(fā)生器輸入的為峰峰值為10mV的正弦波,由圖可看到峰峰值為504mV,放大倍數(shù)為50.4倍，大于40，滿足要求下限頻率147Hz，上限頻率130kHz。（3）實物圖（4）數(shù)據(jù)靜態(tài)時靜態(tài)工作點為3.81 3.14

5、10.04 實際值 理論值0.67 6.902.09 0.7 6.7 2動態(tài)時放大倍數(shù) 10 700 70 1.5 10 504 50.4輸入輸出電阻8.42 700 5040.94頻率響應(yīng)60.50.1211.51300.147（5）.數(shù)據(jù)分析與結(jié)果討論(1)由第一個和第二表表可以看出靜態(tài)時測量的值基本與理論相符。(2)從放大倍數(shù)的表中可以看出，當(dāng)接入負載后對放大倍數(shù)影響很大，使放大倍數(shù)減小了很多。(3)設(shè)計時盡量讓輸入電阻大，輸出電阻小，減小放大器對信號的影響。(4)由最后一個表可以看到符合增益-帶寬積理論。設(shè)計二 RC正弦振蕩器的設(shè)計與制作一設(shè)計目的(1)掌握RC正弦波振蕩器的設(shè)計方法(

6、2)掌握RC正弦波振蕩器的調(diào)試方法2 電路工作原理及參數(shù)確定該電路主要由放大電路，選頻網(wǎng)絡(luò)，振蕩電路，穩(wěn)幅電路構(gòu)成。要想產(chǎn)生振蕩必須滿足兩個條件 1、幅度平衡條件AF=1 2、相位平衡條件產(chǎn)生自激振蕩。因為選頻網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)f=時，幅頻響應(yīng)的Fv最大，為1/3，所以放大電路要放大3倍，即而相頻響應(yīng)的相位角為0，放大電路也為同相放大，相位角也為0，所以滿足條件。當(dāng)有了振蕩后，要進一步改善電壓幅度的穩(wěn)定問題，此處采用非線性元件二極管，當(dāng)振幅增大，二極管電阻變小，放大倍數(shù)相應(yīng)的變小，使得振幅穩(wěn)定。（1）為了產(chǎn)生正弦波，這里采用應(yīng)用最廣泛的RC橋式振蕩電路。（2）此處運放采用uA741,它為通用的高增益運

7、算放大器。滿足設(shè)計要求。（3）電容電阻二極管的參數(shù) 為了使選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性盡量不受集成運放的輸入電阻，輸出電阻的影響，應(yīng)使R滿足Ri>>R>>Ro,一般Ri約為幾百千歐以上，Ro僅為幾百歐以下，此處選取R=1.5K，又由f0=1/2RC， 取標(biāo)稱值C=0.1uF，由于起振幅值條件Av>=3，一般取Rf=(2.1-2.5)R1，這樣既能保證起振，也不至于產(chǎn)生嚴重波形失真。此外，為了減小失調(diào)電壓和漂移的影響，電路還應(yīng)該滿足直流平衡條件，即： R=R1/Rf取Rf=2.1,得出R1=2.21k，取標(biāo)稱值R1=2k,是用來穩(wěn)幅，利用二極管正向動態(tài)電阻的非線性以實現(xiàn)穩(wěn)幅，

8、為了減少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，實驗證明，取R3rd時，效果最佳。此處取=3k，然后串聯(lián)一個22k的電位器，共同組成。三 設(shè)計步驟1. 將元件按電路圖插入到面包板上。2. 將輸出接到示波器上，調(diào)節(jié)電位器，使得電路輸出1k的方波。3. 將元件焊接到電路板上，并重新測量波形。4. 記錄數(shù)據(jù)。四 設(shè)計結(jié)果（1） 波形截圖從圖中可以看到此正弦波的頻率為1.107kHz,略大1kHz,滿足要求。（2） 實物圖（4）數(shù)據(jù) Vpp/V 1.107k 17.4設(shè)計三方波三角波信號發(fā)生器的設(shè)計與制作一 設(shè)計目的（1） 學(xué)習(xí)方波、三角波發(fā)生器的設(shè)計方法。（2） 進一步培養(yǎng)電路

9、的安裝和調(diào)試能力。（3） 進一步熟悉示波器的使用。 二 電路與元件選擇及工作原理設(shè)計一個方波、三角波發(fā)生器，設(shè)計指標(biāo)：（1） 輸出電壓：Uo1p-p24V(方波)，Uo2p-p=8V(三角波)（2） 輸出頻率：100z1kHz,1kHz-10kHz（3） 波形特性：方波tr<100us ,三角波<2% 電路及元件選擇： (1)方波三角波發(fā)生器采用電壓比較器和基本積分器的組合電路。（2）電阻電容二極管的參數(shù)選擇：此處設(shè)定方波的幅度為5VUo1m=Uz Uz=Uz1+Uz2 因為一個正向?qū)?，Uz1=0.7,一個反向起穩(wěn)壓作用，所以選用穩(wěn)壓管IN4731，4.3V的穩(wěn)壓管。 三角波的幅

10、度：要求Uo2m=8V. 所以 取R2=40,則R3+Rw1=50k ,取R3=20k ,Rw1用47k的電位器，平衡電阻R1=R2/(R3+Rw1)=22.2k，取標(biāo)稱值電阻22k簡化得 當(dāng)100Hz<f<1kHz時，取C=0.1uF,則+=3.1k31k,取標(biāo)稱值：=3k,用47k的電位器，=3k 。當(dāng) 1kHz<f<10kHz時，為了實現(xiàn)波段的轉(zhuǎn)換取C=0.01uF,、取值不變。工作原理： 方波、三角波發(fā)生器由電壓比較器和基本積分器組成。運算放大器A1與R1、R2、R3及Rw1、Dz1、Dz2組成電壓比較器；預(yù)算放大器A2與R4、Rw2、R5、C1、C2組成反相積

11、分器，比較器與積分器首尾相連，形成閉環(huán)電路，構(gòu)成能自動產(chǎn)生方波、三角波的發(fā)生器。三 設(shè)計步驟（1） 按電路把元件插入到面包板上。（3）將Uo1m接到示波器的CH1，Uo2m接到示波器的CH2，觀察輸出波形。（2） 調(diào)節(jié)電位器，觀察是否滿足頻率的要求。（3） 計算輸出電壓：即峰峰值。（4） 描述波形特性：表征方波特性的參數(shù)是上升時間tr,一般要求tr<100ns(1kHz,最大輸出時)；表征三角波特性的參數(shù)是非線性失真系數(shù)四 設(shè)計結(jié)果與結(jié)果分析（1） 波形截圖方波幅度為10.6<24，滿足要求頻率為515Hz,滿足100z1kHz三角波幅度6.56V，滿足條件頻率525.3Hz,滿足

12、條件（2） 實物圖四感想與收獲 這次電子工程師實踐時間不長，但是很有意義且收獲頗多。這次實踐主要是大家靠模電知識完成的電路板，提升了大家的動手能力和發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力，同時也暴露了我們很多問題。 在面包板的設(shè)計電路中，我發(fā)現(xiàn)對于電路的連接也需要多想多思考，有時候看到那些線路都不知道怎么連接，只好慢慢的有耐心的去打理，這也鍛煉了我的耐心。 電路板焊接看似簡單，可是真正實踐的時候就不是那么得心應(yīng)手了，焊接過程中我發(fā)現(xiàn)我的焊點不牢固，線路容易斷，這對我來說是個比較麻煩的事情，還有焊元件的過程中，我發(fā)現(xiàn)焊的電路焊點比較難看，沒有美感，這也是我的問題，需要多加練習(xí)改進技術(shù)。 經(jīng)過一番努力，終于焊好了電路板，可是等到測驗波形的時候，問題就很多了，明明在面包板上可以實現(xiàn)的波形，在電路板上實現(xiàn)不了了，最后我發(fā)現(xiàn)焊接過程中二極管的正負不小心弄錯了會導(dǎo)致嚴重的問題，焊接不牢固也有可能使電路斷路，測試波形時示波器的使用不當(dāng)也會導(dǎo)致波形測不出來，有一次錯把一個插頭當(dāng)成示波器插頭，怎么測都沒有波形，這些都告訴了我要細心對待每一個事情。 在測完波形，有些波形忘記了拍照，這是我的失誤，也提醒了我每一件事情都要做好計劃，這樣才能運籌帷幄，才不會忘記該做的事情。這次實踐我發(fā)現(xiàn)了許多自身的問題，也學(xué)到了很多知識。 在示波器的使用方面，以前不太會用，經(jīng)過這些天的使用，我