試驗(yàn)一常用試驗(yàn)儀器的使用

1、常用實(shí)驗(yàn)儀器的使用實(shí)驗(yàn)一一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?認(rèn)識(shí)本實(shí)驗(yàn)室的儀器，了解其功能、標(biāo)識(shí)與顯示。2作簡(jiǎn)單的測(cè)量練習(xí)，了解儀器的操作要領(lǐng)與注意事項(xiàng)。二、預(yù)習(xí)要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題，初步認(rèn)識(shí)本實(shí)驗(yàn)室基本儀器的功能、接線方法、換擋開(kāi)關(guān)的操作，如有條件最好能閱讀儀器的說(shuō)明書(shū)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容教師介紹本實(shí)驗(yàn)室各種儀器（外觀、型號(hào)、功能、面板、標(biāo)識(shí)、參數(shù)、特性、儀器的接線和測(cè)量方法、使用注意事項(xiàng)等）；學(xué)生分組，每組一套儀器，按照實(shí)驗(yàn)習(xí)題和教師的要求，邊操作邊記錄。本課程的常用儀器除萬(wàn)用表外，應(yīng)包括可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、低頻信號(hào)源、毫伏表和示波器。按教師要求完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。四、實(shí)驗(yàn)步驟建議1用萬(wàn)用表測(cè)量直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓

2、，記錄其可調(diào)范圍。2.用示波器測(cè)量低頻號(hào)源的信號(hào)波形，初步掌握示波器的使用方法，調(diào)出35個(gè)完整周期、幅度適中的穩(wěn)定波形，估測(cè)信號(hào)的頻率和幅度。詳細(xì)記錄操作過(guò)程和出現(xiàn)的問(wèn)題。3用示波器測(cè)量正弦波信號(hào)，記錄其波形、頻率、幅度。再用毫伏表測(cè)量同一個(gè)波形，對(duì)其幅度的結(jié)果進(jìn)行核對(duì)（注意：毫伏表的讀數(shù)是有效值）。4在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)每種儀器的"使用步驟"和"注意事項(xiàng)"作簡(jiǎn)明扼要的描述（最好用圖、表）。實(shí)驗(yàn)基本放大電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .熟悉放大器的工作過(guò)程。2 .掌握放大器工作點(diǎn)的調(diào)整與測(cè)量方法。3 .熟悉示波器測(cè)試交流信號(hào)波形的方法及交流毫伏表的使用方法。4 .觀察和研

3、究靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大電路工作的影響。二、預(yù)習(xí)要求1 .課前復(fù)習(xí)教材中基本共發(fā)射極放大電路和基本共集電極放大電路的有關(guān)內(nèi)容，預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)習(xí)題，并進(jìn)一步熟悉示波器的正確使用方法。2 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)際元器件參數(shù)，估算出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。3 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)習(xí)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，供實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)記錄數(shù)據(jù)用。三、實(shí)驗(yàn)電路及測(cè)量原理實(shí)驗(yàn)測(cè)試電路如圖所示。(a)圖2.1基本放大電路1 .電路參數(shù)變化對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響放大器的基本任務(wù)是不失真地放大信號(hào)，實(shí)現(xiàn)輸入變化量對(duì)輸出變化量的控制作用。要使放大器正常工作，除有保證放大器正常工作的電壓外，還要有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)是指放大器輸入端短路時(shí)，流過(guò)三極管的

4、直流電流C、E極之間的直流電壓VCEQ和B、E極之間的直流電壓VBEQ。由圖2.1（a）可知!_公-/EQ7CQ=E工BQ&Q=CC舊Q、ICQ及管子對(duì)于硅管VBEQ=0.60.8V,對(duì)于錯(cuò)管VBEQ=0.10.3V。由上式可知，當(dāng)管子確定以后，改變VCC、RB、RC（或RE）中任一參數(shù)值，都會(huì)導(dǎo)致靜態(tài)工作點(diǎn)的變化。當(dāng)電路參數(shù)確定以后，靜態(tài)工作點(diǎn)主要通過(guò)RP調(diào)整。工作點(diǎn)偏高，輸出波形易產(chǎn)生飽和失真；工作點(diǎn)偏低，輸出波形易產(chǎn)生截止失真。但當(dāng)輸入信號(hào)過(guò)大時(shí)，管子將工作在非線性區(qū)，輸出波形會(huì)產(chǎn)生雙向失真。2 .靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量，就是測(cè)量三極管各電極對(duì)地的直流電壓VB、V

5、C和VE,通過(guò)計(jì)算得到靜態(tài)工作點(diǎn)值。靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整，就是當(dāng)測(cè)量得到的靜態(tài)工作點(diǎn)不合適，或通過(guò)示波器測(cè)得的輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時(shí)，調(diào)整基極偏置電阻的大小，使靜態(tài)工作點(diǎn)處于合適的位置。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由于電子器件性能的分散性比較大，因此在設(shè)計(jì)和制作晶體管放大電路時(shí)，離不開(kāi)測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。在設(shè)計(jì)前應(yīng)測(cè)量所用元器件的參數(shù)，為電路設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)，在完成設(shè)計(jì)和裝配以后，還必須測(cè)量和調(diào)試放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)和各項(xiàng)性能指標(biāo)。一個(gè)優(yōu)質(zhì)放大器，必定是理論設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)調(diào)整相結(jié)合的產(chǎn)物。因此，除了學(xué)習(xí)放大器的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)方法外，還必須掌握必要的測(cè)量和調(diào)試技術(shù)。1、放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)試1）靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量

6、測(cè)量放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)在輸入信號(hào)ui=0的情況下進(jìn)行，即將放大器輸入端與地端短接，然后選用量程合適的直流毫安表和直流電壓表，分別測(cè)量晶體管的集電極電流IC以及各電極對(duì)UE或UC,然后地的電位URUC和UE一般實(shí)驗(yàn)中，為了避免斷開(kāi)集電極，所以采用測(cè)量電壓UEVccVceIC.1>IEIC-算出IC的方法，例如，只要測(cè)出UE,即可用Re算出IC（也可根據(jù)RC由UC確定IC）,同時(shí)也能算出UBE=UB-UE,UCE=UC-UE為了減小誤差，提高測(cè)量精度，應(yīng)選用內(nèi)阻較高的直流電壓表。2）靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)試是指對(duì)管子集電極電流IC（或UCE的調(diào)整與測(cè)試。靜態(tài)工作點(diǎn)是否合適，

7、對(duì)放大器的性能和輸出波形都有很大影響。如工作點(diǎn)偏高，放大器在加入交流信號(hào)以后易產(chǎn)生飽和失真，此時(shí)uO的負(fù)半周將被削底，如圖22（a）所示；如工作點(diǎn)偏低則易產(chǎn)生截止失真，即uO的正半周被縮頂（一般截止失真不如飽和失真明顯），如圖2-2（b）所示。這些情況都不符合不失真放大的要求。所以在選定工作點(diǎn)以后還必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試，即在放大器的輸入端加入一定的輸入電壓ui,檢查輸出電壓uO的大小和波形是否滿(mǎn)足要求。如不滿(mǎn)足，則應(yīng)調(diào)節(jié)靜態(tài)工作點(diǎn)的位置。改變電路參數(shù)UCCRGRB（RB1、RB2）都會(huì)引起靜態(tài)工作點(diǎn)的變化，如圖23所示。但通常多采用調(diào)節(jié)偏置電阻RB2的方法來(lái)改變靜態(tài)工作點(diǎn)，如減小RB2,則可使靜態(tài)

8、工作點(diǎn)提高等。最后還要說(shuō)明的是，上面所說(shuō)的工作點(diǎn)“偏高”或“偏低”不是絕對(duì)的，應(yīng)該是相對(duì)信號(hào)的幅度而言，如輸入信號(hào)幅度很小，即使工作點(diǎn)較高或較低也不一定會(huì)出現(xiàn)失真。所以確切地說(shuō)，產(chǎn)生如需滿(mǎn)足較大信號(hào)幅度的要求，靜態(tài)工作波形失真是信號(hào)幅度與靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置配合不當(dāng)所致。點(diǎn)最好盡量靠近交流負(fù)載線的中點(diǎn)1C圖23電路磬數(shù)對(duì)靜態(tài)作*的影咱2、放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)試放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)包括電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻、最大不失真輸出電壓（動(dòng)態(tài)范圍）和通頻帶等。1）電壓放大倍數(shù)AV的測(cè)量調(diào)整放大器到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，然后加入輸入電壓ui,在輸出電壓uO不失真的情況下，用交AuJUL流毫伏表測(cè)出ui和uo的有效值U

9、i和UQ則UUi五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、列表整理測(cè)量結(jié)果，并把實(shí)測(cè)的靜態(tài)工作點(diǎn)、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻之值與理論計(jì)算值比較（取一組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較），分析產(chǎn)生誤差原因。2、總結(jié)RC,RL及靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻的影響。3、討論靜態(tài)工作點(diǎn)變化對(duì)放大器輸出波形的影響。4、分析討論在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)三集成運(yùn)放電路的應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .進(jìn)一步理解運(yùn)算放大器的基本原理，熟悉運(yùn)算放大器平衡的調(diào)整方法。2 .掌握由運(yùn)算放大器組成的比例、加法運(yùn)算等電路和的調(diào)試方法。二、預(yù)習(xí)內(nèi)容1 .課前預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)習(xí)題，查找集成運(yùn)算放大器LM741的有關(guān)資料，熟悉其內(nèi)部電路組成和外圍電路的

10、接法。2 .復(fù)習(xí)教材中有關(guān)運(yùn)算放大器比例、加法器等電路的基本理論，掌握幾種基本運(yùn)算的調(diào)試方法。3 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)習(xí)題和實(shí)驗(yàn)電路圖中給定參數(shù)，估算反相比例放大器、同相比例放大器的放大倍數(shù)和反相比例加法器、減法器的輸出電壓值。4 .根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格，供測(cè)試時(shí)使用。三、實(shí)驗(yàn)電路及測(cè)量原理圖3.1是LM741集成運(yùn)放的外引線圖，各引腳功能如下： LH74I集瓏后他外引姚陽(yáng)9 + lu2-反相輸入端3-同相輸入端7-電源電壓正端4-電源電壓負(fù)端6-輸出端1、5-調(diào)零端圖3.1集成運(yùn)算放大器是一種高放大倍數(shù)、高輸入阻抗、低輸出阻抗的直接耦合多級(jí)放大電路，具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，可對(duì)直流信號(hào)和交流信號(hào)進(jìn)行放大。外接負(fù)反饋電路后，輸出電壓Vo而與運(yùn)算放大器本身無(wú)關(guān)。與輸入電壓Vi的運(yùn)算關(guān)系僅取決于外接反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入的外接阻抗，1.反相比例運(yùn)算及倒相器RfUi實(shí)驗(yàn)圖3.2為反相比例運(yùn)算電路。LM741按理想運(yùn)放處理，其運(yùn)算關(guān)系為2.同相比例運(yùn)算電路RfUo=(13)UiRi3 .反相求和電路4 .減法運(yùn)算電路UoUoRfRiRfRiRfUii Ui2)R2(U ii -U i2)5.過(guò)零比較器實(shí)