模擬電子技術實驗與課程設計_圖文

1、模擬電子技術實驗指導書與課程設計編者: 劉梅鋒李百余朱兆優(yōu)鄧文娟審校:林剛勇電子工程學院二六年十月前言模擬電子技術是電類專業(yè)重要的基礎課,也是非電類工科專業(yè)的重要學習內容。模擬電子技術是一門實踐性很強的課程,實驗是學習電子技術的一個重要環(huán)節(jié),它對鞏固和加深課堂教學內容、提高學生的實際動手能力和工作技能,培養(yǎng)科學的工作作風具有重要的作用,為今后學好后續(xù)課和從事實際技術工作奠定堅實的基礎。本門課程實驗內容的安排遵循由淺到深、由易到難的規(guī)則,考慮不同層次的需要,既有基本測試驗證性的內容,又有設計研究性的內容。為提高實驗的思想性、科學性和啟發(fā)性,有些實驗只提出設計要求及電路原理簡圖,由學生自己完成方案

2、的選擇、實驗步驟的安排和實驗結果的表格記錄等,充分發(fā)揮學生的創(chuàng)造性和主觀能動性。本書還編寫了基本實驗、設計性實驗共二十個,還編寫了三個模擬電子技術課程設計。每個實驗均可以在模擬電路實驗系統(tǒng)中完成,學生可根據(jù)情況從中選做,實驗前由任課老師根據(jù)各專業(yè)的具體情況和教學內容確定實驗項目,選擇實驗內容。本課程是實踐性、技能性和理論性很強的學科,必須理論聯(lián)系實際,在理論知識的指導下,通過實踐逐步加深對電子技術理論的理解,勤思考、多動手,不斷地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題,注重自己能力的培養(yǎng),才能有所收益、有所發(fā)展、有所創(chuàng)新。電子技術日新月異,教學改革任重道遠,由于水平有限,對書中的錯誤和缺點懇請讀者批評指

3、正,以便今后不斷改進。2006年10月17日目錄第一部分模擬電子技術實驗 (4實驗一單級放大電路(一 (5實驗二單級放大電路(二 (8實驗三射極跟隨器 (10實驗四差動放大電路 (13實驗五積分與微分電路 (16實驗七 RC正弦波振蕩器 (22實驗八 LC正弦波振蕩電路 (24實驗九比較器 (26實驗十波形發(fā)生器 (29實驗十一集成功率放大器 (32實驗十二整流濾波和并聯(lián)穩(wěn)壓電路 (34實驗十三串聯(lián)穩(wěn)壓電路 (37實驗十四集成穩(wěn)壓器 (40實驗十五電流/電壓轉換電路 (44實驗十六電壓/頻率轉換電路 (46實驗十七設計帶負反饋的二級放大電路 (48實驗十八運算放大器的應用設計 (50實驗十九互

4、補對稱功率放大器 (51實驗二十波形變換電路設計 (53第二部分模擬電子技術課程設計 (54課題一多級放大電路的設計 (55課題二 RC有源濾波器的快速設計 (57課題三函數(shù)發(fā)生器 (65附錄一:模擬電子技術課程設計報告撰寫要求 (69附錄二: 模擬電路實驗系統(tǒng)使用說明 (71第一部分模擬電子技術實驗實驗一單級放大電路(一一、實驗目的1.熟悉電子元器件和模擬電路實驗箱,學習基本放大電路的組成。2.掌握放大器靜態(tài)工作點的調試方法及其對放大器性能的影響。3.學習測量放大器Q點和A v方法,了解共射極電路特性。二、實驗儀器1.示波器2.信號發(fā)生器3.萬用表4.模擬電路實驗箱三、預習要求1.三極管及單

5、管放大器工作原理。2.放大器動態(tài)和靜態(tài)的測量方法。四、實驗內容及步驟(一裝接電路與簡單測量 圖1-1 工作點穩(wěn)定的放大電路1.判斷實驗箱上三極管的極性及好壞,測量+12V電源是否正常以及電解電容的極性和好壞。2.按圖1-1所示連接電路(注意要關斷電源之后再接線,R p調到電阻最大位置。3.接完后仔細檢查,經(jīng)認真檢查后方可通電。(二靜態(tài)測量與調整1. 改變R p,記錄I c分別為0.8mA、1.2mA、1.6mA、2mA時三極管V的值。提示:I b和I c的測量和計算方法測I b和I c一般可用間接測量法,即通過測V c和V b,R c和R b計算出I b和I c(注意:圖1-1中I b為支路電

6、流。此法雖不直觀,但操作比較簡單,建議初學者采用。直接測量法,即將微安表和毫安表直接串聯(lián)在基極(集電極中測量。此法直觀,但操作不當容易損壞儀器和儀表。不建議初學者采用。測量R b時應關斷電源,并斷開R p的下端。2. 調整靜態(tài)工作點,調R P使V e=1.8V(或使U ce=56V,計算并填表1.1.表1.1實測計算U be(vU ce(vR b(kI b(AI c(mA(三動態(tài)研究1.按圖1-2所示電路接線,調整Q點(方法同前。 圖1-2 小信號放大電路2.將信號發(fā)生器的輸出信號調到f=1KHz,U P-P為500mV,接至放大電路的A點,經(jīng)過R1、R2衰減(100倍,U i點得到5mV的小

7、信號,觀察U i和U o端波形,并比較相位,填表1.2。3.信號頻率不變,逐漸加大信號幅度,觀察V o不失真時的最大值并填入表1.2表1.2實測實測計算估算U i(mv U o (v A u A u五、實驗報告1.記錄全部的實驗測量結果及波形。2.結合電路理論知識,計算單級放大電路的電壓放大倍數(shù),并與實際測量值進行比較,分析誤差結果、產(chǎn)生誤差的原因及改進辦法或方案。3.按實驗內容和測量要求詳細寫出實驗報告。實驗二單級放大電路(二一、實驗目的1.學習測量放大器r i、r0的方法、觀察放大器的非線性失真,了解共射極電路特性。2.學習放大電路的動態(tài)性能。二、實驗儀器1.示波器2.信號發(fā)生器3.萬用表

8、4.模擬電路實驗箱三、預習要求1.三極管及單管放大器工作原理。2.放大器動態(tài)和靜態(tài)的測量方法。四、實驗內容及步驟1.輸入電阻測量按圖1-1接線。如圖2-1,在輸入端串接一個5.1k電阻Rs,測量U s與U i即可計算r i r i=U i/I b I b=(U S-U i/R S則r i=U i/(U S-U i.R S2.輸出電阻測量按圖1-1接線。如圖2-2,測量有負載和空載時的U0,即可計算出r0,將上述測量及計算結果填入表2.1中。r0=(U0-U L/U LR L=(U0/U L-1R L表2.1測輸入電阻(Rs=5.1k測輸出電阻(R L=5.1k實測計算估算實測計算估算U S(m

9、v U i(mv r i r iU0R L=U0R L= r o(kr o(k3.按圖1-2接線,保持U i=5mv不變,放大器接入負載R L,按表2.2中給定不同參數(shù)的情況下測量Ui和Uo,并將計算結果填表中。表2.2給定參數(shù)實測實測計算估算R C R L U i(mv U o(v A u A u5K1 5K15K1 2K22K 5K12K 2K24.保持U i=5mv不變,轉動電位器以增大或減小Rp,觀察輸出端U o波形的變化,并用萬用表測量三極管V b、V c、V e的值,并填入表2.3中。表2.3 (注意:如果截止失真不明顯可適當增加輸入信號的幅度.R p5V b V c V e輸出波

10、形現(xiàn)象小合適大五、實驗報告1. 記錄全部的實驗測量結果及波形。2. 結合電路理論知識,計算單級放大電路的輸入電阻、輸出電阻,并與實際測量值進行比較,分析誤差結果、產(chǎn)生誤差的原因及改進辦法或方案。3. 按實驗內容和測量要求詳細寫出的實驗報告。實驗三射極跟隨器一、實驗目的1.掌握射極跟隨器的特性和測量方法。2.進一步學習放大器中各項參數(shù)的測量方法。二、實驗儀器1.示波器2.函數(shù)發(fā)生器3.萬用表4.模擬電路實驗箱三、預習要求1.參照教材有關章節(jié)內容,熟悉射極跟隨器原理及特點。2.根據(jù)圖3-1元器件參數(shù),估算靜態(tài)工作點,畫出交、直流負載線。 圖3-1 射極跟隨器四、實驗內容1.按圖3-1電路接線。2.

11、直流工作點的調整。接上電源,將電源開關合上,在B點輸入頻率f=1KHz正弦波信號,電路的輸出端用示波器觀測,反復調節(jié)電位器Rp4及信號源的輸出幅度,使電路的輸出幅度在示波器屏幕上得到一個最大不失真波形,然后斷開輸入信號,用萬用表測量晶體管各極對地的電位,測量的結果即為該放大器靜態(tài)工作點,將所測數(shù)據(jù)填入表3-1中。(也可按照前面所學的方法調整Q點.表3-1Ic(mAVe(V U be(V(計算值測量值3.測量電壓放大倍數(shù)A V接入負載R L=1K,在B點輸入頻率為f=1KHz正弦波信號,調節(jié)輸入信號幅度(此時電位器Rp4不能再旋動,用示波器觀察,在輸出最大不失真情況下,測量U i,U L 的值,

12、將所測數(shù)據(jù)填入表3-2中。表3-2U i(V U L (V Au測量值4.測量輸出電阻r o在B點輸入頻率為f=1KHz的正弦波信號,幅度U i=100mv左右,當斷開和接上負載R L=2.2K時,用示波器觀測輸出波形,分別測出空載時輸出電壓U o(R L=和有負載輸出電壓U L(R L=2.2K值,則ro=(Uo/U L-1R L將所測數(shù)據(jù)填寫入表3-3中。表3-3U o (mV U L (mV r o測量值5.測量放大器輸入電阻r i(采用換算法在電路輸入端串入一個5.1K電阻(如圖3-1,從A點加入頻率為f=1KHz的正弦信號,用示波器觀察輸出波形,再分別用示波器測量A點、B點波形的幅值

13、U s、U i. 則r i= U i/(U s-U i.R s.將測量數(shù)據(jù)填寫入表3-4中。表3-4U S (mV U i (mV r i測量值6.測量射極跟隨器的跟隨特性在電路的輸出端接入負載R L=2.2K,在B點加入頻率為f=1KHz正弦信號,逐漸增大輸入信號幅度U i,用示波器觀測電路的輸出端,在保證輸出波形不失真的情況下,測出對應的U L值,根據(jù)測量結果計算A v電壓放大倍數(shù)。將所測數(shù)據(jù)填寫入表3-5中。表3-51 2 3 4 5U i(mVU L(mVA u五、實驗報告要求1.給出實驗原理圖,標明實驗的元件數(shù)值。2.整理實驗數(shù)據(jù),說明實驗中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象,得出有關的結論,畫出必要的

14、波形曲線。3.將實驗結果與理論計算比較,分析產(chǎn)生誤差的原因。實驗四差動放大電路一、實驗目的1.熟悉差動放大器工作原理2.掌握差動放大器的基本測試方法二、實驗儀器1.示波器2.函數(shù)發(fā)生器3.萬用表4.模擬電路實驗箱三、預習要求1.計算圖4-1的靜態(tài)工作點(設r be=3K,=100及電壓放大倍數(shù)在圖4-1基礎上畫出單端輸入和共模輸入的電路四、實驗內容及步驟差動放大原理實驗電路如圖4-1所示。 圖4-1 差動放大電路原理圖(一測量靜態(tài)工作點調零將輸入端短路并接地(即b1-b2短路并接地,接通直流電源,調節(jié)電位器R p1使差動放大電路的雙端輸出電壓Uo =0。測量靜態(tài)工作點用萬用表測量三個三極管(T

15、 1、T 2、T 3各極對地的電壓,并填入表4-1中。 表4-1Vc1Vc2Vc3Vb1Vb2Vb3Ve1Ve2Ve3實測值(二測量差模電壓放大倍數(shù)在輸入端加入直流電壓信號Vid =±0.1V(即Vb1=0.1V ,Vb2=-0.1V 按表4-2要求,用萬用表測量差動放大器單端和雙端輸出電壓并記錄,由測量數(shù)據(jù)計算出單端和雙端輸出的電壓放大倍數(shù)。(注意:差動放大器輸入的直流電壓信號從實驗箱OUT 1和OUT 2上接入,調節(jié)電位器可改變直流信號的大小和極性,使OUT 1和OUT 2分別調為+0.1V 和-0.1V 再接入到差動放大器的V b1和V b2輸入端。表4-2 (注意:電壓放大倍

16、數(shù)=輸出變化量/輸入變化量(三測量共模電壓放大倍數(shù)調節(jié)好的OUT 1和OUT 2值不變,將輸入端b 1、b 2短接,先后分別接到信號源OUT 1和OUT 2上,再分別用萬用表測量出差放電路共模輸入時的單端和雙端輸出的電壓信號,并填入表4-3中,由測量數(shù)據(jù)計算出單端和雙端輸出的電壓放大倍數(shù),進一步再計算出共模抑制比CMRR=|Ad/Ac|。測量計算項差 模 輸 入測 量 值 計 算 值Vc1Vc2 Vo Ad1 Ad2 Ad Vb1=0.1V Vb2=-0.1V表4-3(四測量單端輸入差放電路放大倍數(shù)1.在圖4-1中將b2接地,組成單端輸入差動放大器,從b1端輸入直流信號V i=±0.

17、1V,用萬用表測量差放電路的單端輸出和雙端輸出電壓信號,記錄并填于表4-4中。根據(jù)測量值計算單端輸入時單端輸出和雙端輸出的電壓放大倍數(shù),并與在雙端輸入時的單端輸出和雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)進行比較。2.用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個幅度V i =50mV,頻率f =1KHz 的正弦波信號加入差動放大器的b1端,b2接地。這時用示波器分別測量記錄單端輸出和雙端輸出的電壓波形和幅度、頻率,填入表4-4中,根據(jù)測量值計算單端和雙端輸出的差模電壓放大倍數(shù)。表4-4電壓值放大倍數(shù)A VV C1V C2 V 0 Ad1 Ad2 Ad 直流0.1V 直流-0.1V 正弦信號50mv/1kHZ(注意:輸入交流信號時,

18、用示波器監(jiān)視V c1,V c2波形,若有失真現(xiàn)象,可適當減小輸入電壓幅值,使V c1,V c2都不失真。 五、實驗報告1.根據(jù)實測數(shù)據(jù)計算圖4-1差動放大器的靜態(tài)工作點,并與預習計算結果相比較。2.整理實驗數(shù)據(jù),計算各個信號輸入時的A d ,并與計算值相比較。3.計算實驗步驟3中A c 和CMRR 值。4. 總結差放電路的性能和特點。測量計算項共 模 輸 入測 量 值 計 算 值Vc1Vc2 Vo Ac1 Ac2 Ac Vb1=Vb2=0.1V Vb1=Vb2=-0.1V實驗五積分與微分電路一、實驗目的1.學會用運算放大器組成積分微分電路.2.學會積分微分電路的特點及性能。二、實驗儀器1.示波

19、器2.函數(shù)發(fā)生器。3.萬用表4.模擬電路實驗箱。三、預習要求1.分析圖5-1電路,若輸入正弦波,其相位差是多少?當輸入信號100Hz有效值為2V時,Vo=?2.分析圖5-2電路,若輸入正弦波,其相位差是多少?當輸入信號為160Hz有效值為1V時,輸出V o =?3.擬定實驗步驟,做好記錄表格。四、實驗內容(一積分電路 圖5-1 積分電路1.實驗電路如圖5-1所示。先從OUT1調出+1v的直流電壓接入電路的輸入端,即使Vi=+1v,合上開關K,用示波器觀察積分電路的輸出波形Vo,然后斷開開關K (開關K用一根導線代替,斷開時拔出導線的一端在示波器上觀察輸出波形的變化。2.測量飽和輸出電壓及有效積

20、分時間。3.將圖5-1中的積分電容C1改為0.1u,開關K斷開,在積分電路的輸入端用信號發(fā)生器分別輸入一個幅度為2V、頻率為100Hz的方波和正弦波,用示波器觀察輸出信號的幅度大小和輸入與輸出波形的相位關系,并記錄波形。(注意:若因為輸入信號含有直流電平而使得輸出波形失真,可通過調節(jié)信號發(fā)生器的直流電平旋鈕消除失真.4.信號發(fā)生器的輸出幅度不變,改變信號發(fā)生器的輸出頻率,再用示波器觀察輸出信號的幅度大小和輸入與輸出波形的相位關系,并記錄波形。(二微分電路實驗電路如5-2所示。 圖5-2 微分電路1.用信號發(fā)生器輸入一個頻率為f=160Hz,有效值為1V的正弦波信號到積分電路的輸入端Vi,用示波

21、器觀察電路的Vi與Vo波形,并測量輸出電壓幅度。2.電路連接不變,改變電路輸入信號的頻率(在20Hz400Hz之間,用示波器觀察Vi和V o的幅值和波形變化情況并記錄。3.用信號發(fā)生器輸入一個頻率為f=200Hz,峰-峰值為1V的方波信號到積分電路的輸入端Vi,按正弦波步驟重復實驗,用示波器觀察電路的輸出波形V o。(可在Vi端串連一個200左右的電阻消除振蕩(三積分-微分電路電路如圖5-3所示。 圖5-3 積分微分電路1.用信號發(fā)生器輸入一個頻率為f=200Hz,峰-峰值為1V的方波信號到積分-微分電路的輸入端Vi,用示波器觀察Vi和V o的波形并記錄(消除振蕩方法同上2.電路連接不變,將積

22、分-微分電路的輸入端的輸入的信號Vi頻率改為500Hz,再重復上一步的實驗。(五實驗報告1.整理實驗中的數(shù)據(jù)及波形,總結積分,微分電路特點。2.比較實驗結果與理論計算值,分析誤差原因。實驗六有源濾波器一、實驗目的1.熟悉有源濾波器的電路構成及其特性。2.學會測量有源濾波器的幅頻特性。二、實驗儀器1.示波器2.函數(shù)發(fā)生器3. 萬用表4.模擬電路實驗箱三、預習要求1.實驗前預習教材有關濾波器的內容。2.分析圖6-1、圖6-2、圖6-3所示電路的工作原理,寫出它們的電壓增益特性的表達式。3.計算圖6-1、圖6-2電路的截止頻率和圖6-3電路的中心頻率。四、實驗內(一低通濾波器實驗電路如圖6-1所示。

23、其中:反饋電阻RF選用22K電位器,5K7為設定值。 圖6-1 低通濾波器按表6.1內容測量并記錄.表6.1 (二高通濾波器 實驗電路如圖6-2所示 圖6-2 高通濾波器按表6.2內容測量并記錄. 表6.2 Vi(v 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 頻率(HZ 10 20 30 50 100 130 160 200 300 400 V o(V(三帶阻濾波器 實驗電路如圖6-3所示。 1.實測電路的中心頻率。2.以實測出的中心頻率為中心,逐步上下改變輸入信號的頻率,測出帶阻濾波器電路的幅頻特性,自擬表格。Vi (v 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 頻率(Hz 5 10 15 30

24、 60 100 150 200 300 400 V o(v 圖6-3 帶阻濾波器五、實驗報告1.整理實驗數(shù)據(jù),畫出各電路測量出的信號波形曲線,并與計算值對比,分析誤差。2.如何構成帶通濾波器?試設計一個中心頻率為300Hz,帶寬為200Hz的帶通濾波器。實驗七RC正弦波振蕩器一、實驗目的1.掌握橋式RC正弦波振蕩器的電路構成及工作原理。2.熟悉正弦振蕩器的調整、測試方法。3.觀察RC參數(shù)對振蕩頻率的影響,學習振蕩頻率的測定方法。二、實驗儀器1.示波器2.函數(shù)發(fā)生3.萬用表4.模擬電路實驗箱三、預習要求1.復習RC橋式振蕩器的工作原理。2.完成下列填充題:如圖7-1中,正反饋支路是由組成,這個網(wǎng)

25、絡具有特性,要改變振蕩頻率只要改變或的數(shù)值即可。如圖7-1中,R P3和R2組成反饋,其中用來調節(jié)放大器的放大倍數(shù),使電路的放大倍數(shù)A V3。 圖7-1 RC正弦振蕩器四、實驗內容1.按圖7-1接線,調節(jié)電位器電阻,使R P4=R1,R P4的電阻值需預先調好再接入。2.用示波器觀察輸出電壓V0的波形。3.思考:若電路元件完好,接線正確,電源電壓也正常,但測量結果V0=0,原因何在?應怎么解決?若在輸出端有信號V0,但出現(xiàn)明顯失真,原因何在?應如何解決?4.測量輸出信號V0的頻率f0,并與計算值比較。5.改變振蕩頻率在模擬電路實驗箱上設法使實驗電路中的文氏橋電阻R1=R P4=20k(或者使C

26、1=C2=0.2u。注意:改變參數(shù)前,必須先關斷模擬電路實驗箱電源開關,檢查無誤后再接通電源。測f0之前,應適當調節(jié)R P3,使輸出信號V0無明顯失真后,再測頻率,并讀出V0的幅值。6.測定運算放大器放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)A Vf在實驗步驟5的基礎上,關斷實驗箱電源,保持R P3值不變,使信號發(fā)生器輸出的頻率與步驟5相同。斷開圖7-1中的“A”點接線,把低頻信號發(fā)生器的輸出電壓接至運放的同相輸入端(電路接成如圖7-2,調節(jié)此輸入信號V i的幅值,使輸出信號V0等于步驟5中讀出的V0值,再測出此時的輸入信號V i的幅值,即可計算出電壓放大倍數(shù)A vf=V0/V i=倍。7.自擬詳細步驟,測定

27、RC串并聯(lián)網(wǎng)絡的幅頻特性曲線。 圖7-2五、實驗報告1.圖7-1電路中,哪些參數(shù)與振蕩頻率有關?將振蕩頻率的實測值與理論估算值比較,分析產(chǎn)生誤差的原因。2.總結改變負反饋深度對振蕩起振的幅值條件及輸出波形的影響。3.完成預習要求第2項內容。4.作出RC振蕩器串-并聯(lián)網(wǎng)絡的幅頻特性曲線。實驗八 LC正弦波振蕩電路一、實驗目的1.研究LC正弦波振蕩電路特性。2.LC選頻放大電路幅頻特性。二、實驗儀器1.示波器2.函數(shù)發(fā)生器3.模擬電路實驗箱三、預習要求1.LC電路三點式振蕩電路振蕩條件及頻率計算方法,計算圖8所示電路中當電2.LC選頻放大電路幅頻特性。 圖8四、實驗內容1.測選頻放大電路的幅頻特性

28、曲線(1按圖8接線,先選電容C為0.01u。(2調1R P使晶體管V的集電極電壓為6V(此時2R p=0。(3調信號源幅度和頻率,使f約等于16KHz,V i=10V p-p,用示波器監(jiān)視輸出波形,調2R P使失真最小,輸出幅度最大,測量此時幅度,計算A u。(4微調信號源頻率(幅度不變使V OUT最大,并記錄此時的f及輸出信號幅值。(5改變信號源頻率,使f分別為(f0-2,(f0-1,(f0-0.5,(f0+0.5,( f0+1,( f0+2,(單位:KHz,分別測出相對應頻率的輸出幅度。(6將電容C改接為0.047u,重復上述實驗步驟。2.LC振蕩電路的研究圖8去掉信號源,先將C=0.01

29、接入,斷開R2。在不接通B、C兩點的情況下,令2R P=0,調1R P使V的集電極電壓為6V。(1振蕩頻率a接通B、C兩點,用示波器觀察A點波形,調2R P使波形不失真,測量此時振蕩頻率,并與前面實驗的選頻放大電路諧振頻率比較。b將C改為0.047u,重復上述步驟。(2振蕩幅度條件在上述形成穩(wěn)定振蕩的基礎上,測量V b、V c、V a。求出A u ·F值,驗證A u·F是否等于1。調2R P,加大負反饋,觀察振蕩器是否會停振。在恢復的振蕩的情況下,在A點分別接入20K、1K5負載電阻,觀察輸出波形的變化。3.影響輸出波形的因素(1在輸出波形不失真的情況下,調2 R P,使2

30、 R P為0,即減小負反饋,觀察振蕩波形的變化。(2先調1 R P使波形不失真,然后調2 R P觀察振蕩波形變化。五、實驗報告1.由實驗內容1作出選頻的|A U|f曲線。2.記錄實驗內容2的各步實驗現(xiàn)象并解釋原因。3.總結負反饋對振蕩幅度和波形的影響。4.分析靜態(tài)工作點對振蕩條件和波形的影響。注:本實驗中若無頻率計,可由示波器測量周期再進行換算。實驗九比較器一、實驗目的1.掌握比較器的電路構成及特點。2.學會測試儀器的方法。二、實驗儀器1.示波器2.函數(shù)發(fā)生器3.萬用表4.模擬電路實驗箱三、預習要求(一分析圖9-1電路,回答以下問題1.比較器是否要調零?原因何在?2.比較器的兩個輸入電阻是否要

31、求對稱?為什么?3.運算放大器的兩個輸入端電位差如何估計?(二分析圖9-2電路,估算:1.使比較器輸出端輸出信號Vo由+Vom變?yōu)?V om的臨界輸入值Vi。2.使比較器輸出端輸出信號Vo由-Vom變?yōu)?V om的臨界輸入值Vi。3.若在比較器電路的輸入端輸入Vi的幅度有效值為1V的正弦波信號,試畫出Vi-V o的對應波形圖。(三分析圖9-3電路,估算:1.使比較器輸出端輸出信號Vo由+Vom變?yōu)?V om的臨界輸入值Vi。2.使比較器輸出端輸出信號Vo由-Vom變?yōu)?V om的臨界輸入值Vi。3.若在比較器電路的輸入端輸入Vi的幅度有效值為1V的正弦波信號,試畫出Vi-V o的對應波形圖。(

32、四按照實驗內容準備好記錄的表格和記錄波形的座標紙。四、實驗內容(一過零比較器電路如圖9-1所示。 圖9-1 過零比較器1.按圖9-1連線,當輸入端Vi懸空時,用萬用表測量比較器輸出端Vo的電壓值。2.從信號發(fā)生器中輸出正弦波信號接到比較器的輸入端Vi,當Vi輸入的信號頻率為500Hz,有效值為1V的正弦波時,用示波器觀察輸出端Vi與Vo的波形,并做好記錄。3.改變輸入Vi的幅值,用示波器觀察V o變化。(二反相滯回比較器實驗電路如圖9-2所示。 圖9-2 反相滯回比較器1.按圖9-2接線,Vi接DC電壓源,測出Vo由+V om-Vom時的臨界值。2.同樣的,Vi接DC電壓源,測出V o由-Vo

33、m+Vom的臨界值。3.從信號發(fā)生器中輸出正弦波信號接到比較器的輸入端Vi,當Vi輸入的信號頻率為500Hz,有效值為1V的正弦波時,用示波器觀察輸出端Vi與Vo的波形,并做好記錄。(三同相滯回比較器實驗電路如圖9-3所示。 圖9-3 同相滯回比較器1.按圖9-3接線,并參照(二的實驗步驟和方法。2.將實驗結果與反相滯回比較器的結果相比較。五、實驗報告1.整理實驗數(shù)據(jù)和波形。2.分析實驗數(shù)據(jù)結果和誤差。3.總結實驗原理,說明各種比較器特點。實驗十波形發(fā)生器一、實驗目的1.掌握波形發(fā)生電路的特點和分析方法。2.熟悉波形發(fā)生器設計方法。二、實驗儀器1.示波器2.萬用表3.模擬電路實驗箱三、預習要求

34、1.分析圖10-1電路的工作原理,定性地畫出Vo和Vc的波形。2.若圖10-1電路中R1支路的電阻為10K(即Rp4=0,計算輸出信號V o的頻率。3.分析圖10-2電路,如何才能使電路輸出信號的占空比變大?利用實驗箱上元器件畫出電路原理圖。4.在圖10-3電路中,如何才能改變輸出信號的頻率?設計兩種電路實現(xiàn)方案,并畫出電路原理圖。5.對于圖10-4電路中,如何才能實現(xiàn)連續(xù)地改變電路的振蕩頻率?利用實驗箱上的元器件,畫出電路原理圖。四、實驗內容(一方波發(fā)生器實驗電路如圖10-1所示,雙向穩(wěn)壓管Z DW一般能穩(wěn)壓在46V之間。 圖10-1 方波發(fā)生器1.按電路圖10-1接線,用示波器觀察電路的V

35、c、Vo波形幅度和頻率,并與預習計算值比較。2.分別測出Rp4=0和100K時輸出信號的頻率和幅值,并與預習計算值相比較。3.要獲得更低的頻率,應如何選擇電路參數(shù)?試利用實驗箱上的元器件進行實驗,并觀測信號的變化。(二占空比可調整的矩形波發(fā)生器實驗電路如圖10-2所示 圖10-2 占空比可調整的矩形波發(fā)生器1.按圖10-2接線,接通電源,用示波器觀察并測量電路的振蕩頻率、幅值和波形的占空比。2.若要使占空比更大,應如何選擇電路參數(shù)?用實驗驗證。(三三角波發(fā)生電路實驗電路如圖10-3所示。 圖10-3三角波發(fā)生器1.按圖10-3接線,用示波器分別觀測電路的V o1及Vo的波形幅度和頻率并記錄。2

36、.分析如何改變輸出波形的頻率?按預習方案分別進行實驗并記錄下波形幅度和頻率。(四鋸齒波發(fā)生電路實驗電路如圖10-4所示。 圖10-4鋸齒波發(fā)生器1.按圖10-4接線,用示波器觀測電路的Vo1及V o的輸出信號幅度和頻率,并記錄。2.按預習時的方案改變鋸齒波頻率,并測量變化范圍。五、實驗報告1.畫出各實驗的波形圖。2.畫出各實驗預習要求的設計方案、電路圖,寫出實驗步驟及結果。3.總結波形發(fā)生電路和特點,并回答:波形產(chǎn)生的電路有沒有輸入端?實驗十一集成功率放大器一、實驗目的1.熟悉集成功率放大器的工作特點。2.掌握集成功率放大器的主要性能指標及測量方法。二、實驗儀器1.示波器2.函數(shù)發(fā)生器3.萬用

37、表4.元器件:集成功率放大器芯片LM386 1片8揚聲器1個電解電容10u,220u,47u 各1個三、預習要求1.復習集成功率放大器工作原理,對照圖11-2分析電路工作原理。2.如圖11-1電路中,若V CC=12V,R L=8,估算該電路的P CM,P E值。3.閱讀實驗內容,準備記錄數(shù)據(jù)的表格。 圖11-1 集成功率放大器四、實驗內容1.按照圖11-1電路,在實驗箱上連接好線路,在沒加信號時測靜態(tài)工作電流。2.在輸入端接1KHz正弦波信號,用示波器觀察輸出波形,逐漸增大輸入信號的電壓幅度,直到出現(xiàn)輸出信號失真為止,記錄下此時輸入和輸出信號的電壓幅度和波形。3.去掉1腳、8腳之間的10u電

38、容,重復上述實驗。4.改變集成功率放大器的電源電壓,分別選5V和9V兩檔接入,再重復上述實驗,記錄實驗結果。四、實驗報告1.根據(jù)實驗測算值,計算各種情況下P CM,P E及。2.作出電源電壓與輸出電壓,輸出功率的關系曲線。 圖11-2 集成功率放大器LM386內部電路實驗十二 整流濾波和并聯(lián)穩(wěn)壓電路一、實驗目的:1.熟悉單相半波、全波、全式整流電路工作原理。2.觀察了解電容濾波器的作用。3.了解并聯(lián)穩(wěn)壓電路的組成和工作原理。 二、實驗儀器:1.示波器2.萬用表3.元器件:二極管IN4148 4個, 穩(wěn)壓管 1個(可利實驗箱上的電阻3.3K- 1/4W 和1K -1/4 各1個三、實驗內容(一整

39、流電路:實驗電路如圖12-1和12-2所示。1.半波整流、橋式整流實驗電路分別為圖12-1,圖12-2所示。2.分別連接二種整流電路,用示波器觀察V 2及V L 的波形,并用萬用表測量V 2,V L 的幅值。 圖12-1 半波整流 圖12-2 橋式整流 (二電容濾波電路:實驗電路如圖12-3所示。C+R L15V ACVout圖12-3 電容濾波電路1.分別用不同的電容接入電路,R L先不接,用示波器觀察波形,用萬用表的電壓擋測V L并記錄。2.接上R L,先用R L=1K,重復上述1的實驗并記錄。3.將R L改為150,重復上述1的實驗并記錄。(三并聯(lián)穩(wěn)壓電路:實驗電路如圖12-4所示 圖1

40、2-4 并聯(lián)穩(wěn)壓電路1.電源輸入電壓不變,當負載變化時,觀測穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓性能。改變負載電阻,使負載電流為I L=5mA,10mA,15mA時,分別用萬用表測量出V L,V R ,I L,I R,將測量結果填入表12-1中,并計算電源輸出電阻R o。表12-1I L(mAV L(V V R(V I R(mA1 55 1010 152.負載不變,當電源電壓變化時,測量電路的穩(wěn)壓性能:用可調的直流電壓模擬200V電源電壓變化,電路接入前可調電源調到10V,然后再調到8V、9V、11V、12V,按表12-2內容分別測量V L,I L,I R填于表中,并計算并聯(lián)穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓系數(shù)。表12-2V i (

41、V V L (V I L (mA I R(mA10891112五、實驗報告1.整理實驗數(shù)據(jù),并按實驗內容計算。2.總結整流濾波電路和并聯(lián)穩(wěn)壓電路的特點。實驗十三串聯(lián)穩(wěn)壓電路一、實驗目的1. 掌握晶體管直流穩(wěn)壓電源的調試方法。2. 掌握穩(wěn)定度、內阻和紋波電壓的測量方法。二、實驗儀器1.示波器2.信號發(fā)生器3.萬用表4.模電實驗箱三、實驗預習要求1. 了解穩(wěn)壓電源的工作原理及其指標的物理意義。2. 了解穩(wěn)壓電源的調整步驟和穩(wěn)定度、動態(tài)內阻的測量方法。 圖13-1 串聯(lián)型穩(wěn)壓電路四、實驗內容及方法1.特性指標測量(1 檢查無誤,接通電源,在空載時調節(jié)圖13-1電路中的電位器R p,記錄輸出電壓變化范

42、圍。(2 再調節(jié)電位器R p1。使輸出電壓為6V。(3 接上負載,改變R L,記錄V oI L關系值。2.質量指標測量表13-1表13-2測量儀器連接如圖13-2所示。 (1穩(wěn)定度s 使V i =10V 。 調節(jié)“被測穩(wěn)壓器”的電位器R p 使輸出電壓V o =6V 。 然后改變負載R L ,使負載電流固定在某一定值(如I L =80mA 。 調整標準直流穩(wěn)壓器輸出,使測量電壓差V o =V o -V o (見圖13-2等于零。 改變輸入電壓V i ±10%,測量輸出電壓差V o ,填入表13-1中,求s 。(2動態(tài)內阻r o 測量電路同上。保持圖13-2中輸入電壓V i 為10V

43、,改變負載電流I L ,測量輸出電壓差V o ,填入表13-2中,求出r o 。負載電流I L (mA 10 20 40 60 80 100 輸出電壓V o (V 66-V6-V6-V6-V6-V(3紋波電壓的測量輸入電壓V i (V 9 9.5 10 10.5 11 輸出電壓差V o (V穩(wěn)定度s圖13-2 測量s 和r o 電路 圖13-3 紋波電壓的測量拆去圖13-2中標準直流穩(wěn)壓器,接入220V、50Hz交流電壓,如圖13-3所示。把輸出電壓V o調到6 V,負載電流調為50mA,用晶體管毫伏表測量紋波電壓。保持輸入電壓V i為10V,改變負載I L,觀察I L變化對紋波電壓的影響。六

44、、實驗報告1. 繪出實驗電路圖。2. 計算出s和r o。七、思考題如何在穩(wěn)壓電源中增添限流或短路保護電路?實驗十四集成穩(wěn)壓器一、實驗目的1.了解集成穩(wěn)壓器的特性和使用方法。2.掌握直流穩(wěn)壓電源主要參數(shù)測試方法。二、實驗儀器1.示波器2.萬用表3.元器件:三端穩(wěn)壓器7805和LM317 各1個三極管9013 1個二極管IN4148 3個電阻、電容若干三、預習要求1.復習教材中直流穩(wěn)壓電源部分關于電源主要參數(shù)及測試方法。2.查閱手冊,了解實驗使用穩(wěn)壓器的主要技術參數(shù)。3.計算如圖14-6電路中R2 的電阻值。估算如圖14-3電路中的輸出電壓范圍。4.擬訂測試步驟及記錄數(shù)據(jù)的表格。四、實驗內容(一穩(wěn)

45、壓器的測試:實驗電路如圖14-1所示。 圖14-1 三端穩(wěn)壓器1.測試內容穩(wěn)壓器的輸出電壓。電壓調整率。電流調整率。紋波電壓(峰值。(二穩(wěn)壓器性能實驗:如圖14-1的電路,測試直流穩(wěn)壓電源性能。1.保持穩(wěn)定輸出電壓的最小輸入電壓。2.輸出電流最大值及過流保護性能。(三三端穩(wěn)壓器的靈活應用1.改變輸出電壓:實驗電路如圖14-2和圖14-3所示。VVout圖14-2 三端穩(wěn)壓電源 圖14-3 三端穩(wěn)壓電源分別按圖14-2和圖14-3接線,測量上述電路輸出電壓及變化范圍。2.擴大輸出電流:實驗電路如圖14-4所示。按圖14-4連接好電路,用萬用表測量輸出電流,并與實驗內容(二比較。 圖14-43.組

46、成恒流源:實驗電路如圖14-5所示。 圖14-5按圖14-5連接好線路,用萬用表測試電路恒流的作用。(四可調穩(wěn)壓器:實驗電路如圖14-6所示。 圖14-6 可調穩(wěn)壓器LM317最大可接入電壓40V,輸出1.237V可調,本實驗輸入電壓只加15V。按圖接線,用萬用表測試:1.電壓輸出范圍。2.V T電壓是否隨V0ut變化而變化?3.按實驗內容(一測試各項指標。為了方便,可在可調電壓的中間值固定電壓測五、實驗報告1.分析實驗結果,計算實驗內容(一的電路各參數(shù)。2.畫出實驗內容(二的輸出保護特性曲線。5.總結本實驗所用的兩種三端穩(wěn)壓器的應用方法。實驗十五電流/電壓轉換電路一、實驗任務1.將4mA20

47、mA的電流信號轉換成±10V的電壓信號。2.要求以4mA為滿量程的0%對應-10V,12mA為50%對應0V,20mA為100%對應+10V。二、實驗儀器萬用表2塊(或毫安表一塊,電壓表一塊三、預習內容1.按實驗箱面版圖,設計一個能產(chǎn)生4mA20mA電流的電流源(提示:利用可調電源317L電路單元串接適當電阻。畫出電路實際接法。2.分析圖15-1電路的工作原理,根據(jù)實驗箱面板圖中元器件參數(shù)選擇圖中元器件參數(shù)。3.設計調試方法和步驟。 圖15-1 電流/ 電壓轉換電路四、實驗內容1.按預習內容1接線,并調試好毫安信號源。2.參照圖15-1,按預習設計圖接線,并調試。五、實驗報告要求1.

48、整理實驗數(shù)據(jù),分析電流/電壓轉換電路的工作原理和變換過程。2.理論計算電流轉換成電壓的轉換值,并與實驗測量值比較,是否存在誤差?分析產(chǎn)生誤差的原因。3.本實驗電路可改為電壓/電流轉換電路嗎?試分析并畫出電路圖。4.按本實驗思路設計一個電壓/電流轉換電路,將±10V電壓轉換成4mA20mA電流信號。實驗十六電壓/頻率轉換電路一、實驗任務按照圖16-1連接電路,該圖實際上就是鋸齒波發(fā)生電路,只不過這里是通過改變輸入電壓Vi的大小來改變波形頻率,從而將電壓量轉換成頻率參量。二、實驗儀器1.示波器2.萬用表三、預習內容1.指出圖16-1中電容C的充電和放電回路。2.定性分析用可調電壓Vi改變Vo頻率的工作原理。3.電阻R4和R5的阻值如何確定?當要求輸出信號幅值為12Vp-p,輸入電壓值為3V,輸出頻率為300Hz,計算R4,R5的值。 圖16