模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 實(shí)驗(yàn)一常用儀器儀表的使用 1 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 實(shí)驗(yàn)二信號(hào)運(yùn)算電路 3 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 實(shí)驗(yàn)三單級(jí)共射放大電路 7 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 實(shí)驗(yàn)四電壓比較器 11 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 實(shí)驗(yàn)五 RC 正弦波振蕩器 15實(shí)驗(yàn)要求1

2、、實(shí)驗(yàn)前必須充分預(yù)習(xí)，完成指定的預(yù)習(xí)任務(wù)。預(yù)習(xí)要求如下：（1）認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，分析、掌握實(shí)驗(yàn)電路的工作原理，并進(jìn)行必要的估算。（2）完成各實(shí)驗(yàn)“預(yù)習(xí)要求”中指定的內(nèi)容。（3）熟悉實(shí)驗(yàn)任務(wù)。（4）復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)中所用各儀器的使用方法及注意事項(xiàng)。2、使用儀器前必須了解其性能、操作方法及注意事項(xiàng)，在使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守。3、每人一臺(tái)實(shí)驗(yàn)箱， 獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn) 。4、實(shí)驗(yàn)時(shí)接線要認(rèn)真，相互仔細(xì)檢查，確定無(wú)誤才能接通電源，初學(xué)或沒有把握應(yīng) 經(jīng)指導(dǎo)教師審查同意后再接通電源。5、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意觀察，若發(fā)現(xiàn)有破壞性異?，F(xiàn)象（例如有元件冒煙、發(fā)燙或有異味） 應(yīng)立即關(guān)斷電源，保持現(xiàn)場(chǎng)，報(bào)告指導(dǎo)教師。找出原因、排除故障，經(jīng)指導(dǎo)

3、教師同意再繼 續(xù)實(shí)驗(yàn)。6、實(shí)驗(yàn)過程中需要改接線時(shí)， 應(yīng)關(guān)斷電源后才能拆、接線 。7、實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（數(shù)據(jù)、波形、現(xiàn)象 ） 。所記錄的實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)指導(dǎo)教師審閱后再拆除實(shí)驗(yàn)線路。8、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，必須關(guān)斷電源，并將儀器、設(shè)備、工具、導(dǎo)線等按規(guī)定進(jìn)行整理。9、實(shí)驗(yàn)后每個(gè)同學(xué)必須按要求獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。撰寫三份實(shí)驗(yàn)報(bào)告：第一份包括實(shí)驗(yàn)一、二，第二份為實(shí)驗(yàn)三，第三份包括實(shí)驗(yàn)四、五。 / 19實(shí)驗(yàn)一 常用儀器儀表的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)電子電路實(shí)驗(yàn)中常用的電子儀器 數(shù)字示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn) 用表的使用方法。2、掌握用雙蹤示波器觀察正弦信號(hào)波形和讀取波形參數(shù)的方法。二

4、、預(yù)習(xí)要求閱讀“實(shí)驗(yàn)原理 ”部分，掌握示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字萬(wàn)用表的使用方法，及模 擬電子電路實(shí)驗(yàn)中常用儀器、儀表的連接方法。二、實(shí)驗(yàn)原理在模擬電子電路實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常使用的儀器儀表有示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓 電源等。它們和萬(wàn)用電表一起，可以完成對(duì)模擬電子電路的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作情況的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)中要對(duì)各種電子儀器進(jìn)行綜合使用，可按照信號(hào)流向，以連線簡(jiǎn)捷，調(diào)節(jié)順手， 觀察與讀數(shù)方便等原則進(jìn)行合理布局，各儀器與被測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置之間的布局與連接如圖1 1所示。圖11 模擬電子電路中常用電子儀器布局圖1、數(shù)字示波器 示波器是一種用途很廣的電子測(cè)量?jī)x器，它既能直接顯示電信號(hào)的波形，又能對(duì)電信 號(hào)進(jìn)行各

5、種參數(shù)的測(cè)量。數(shù)字示波器使用操作要點(diǎn)如下：（1）將示波器探頭與待測(cè)信號(hào)相連。（2）按下AUTO按鈕，示波器將自動(dòng)設(shè)置垂直、水平和觸發(fā)控制。如需要，可手動(dòng)調(diào) 整這些控制使波形顯示達(dá)到最佳。（3）按下MEASURE自動(dòng)測(cè)量功能鍵，系統(tǒng)顯示自動(dòng)測(cè)量操作菜單。本示波器具有多 種自動(dòng)測(cè)量功能，包括峰峰值、幅值、平均值、周期、頻率等。（4）記錄波形參數(shù)。2、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 能產(chǎn)生某些特定的周期性時(shí)間函數(shù)波形（正弦波、方波、三角波、鋸 齒波和脈沖波等）信號(hào)，頻率范圍可從幾個(gè)微赫到幾十兆赫，在電子電路實(shí)驗(yàn)和 設(shè)備檢測(cè) 中具有十分廣泛的用途。函數(shù)信號(hào)輸出操作方法選擇輸出通道；選定輸出信號(hào)的波形，分

6、別獲得正弦波、三角波、脈沖波；頻率設(shè)定，可用數(shù)字鍵或調(diào)節(jié)旋鈕輸入頻率值；幅度設(shè)定，可用數(shù)字鍵或調(diào)節(jié)旋鈕輸入幅度值。3、數(shù)字萬(wàn)用表 數(shù)字萬(wàn)用表可測(cè)量直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流、電阻、電容、晶體管 直流電流放大倍數(shù)等。為了防止過載而損壞，測(cè)量前一般先把量程開關(guān)置于量程較大位置 上，然后在測(cè)量中逐檔減小量程。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、掌握儀器、儀表的操作方法 按照實(shí)驗(yàn)原理中給出的操作方法，熟悉、掌握示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和萬(wàn)用表的使 用方法。2、用示波器測(cè)量信號(hào) 把函數(shù)信號(hào)發(fā)生器和示波器相連，調(diào)節(jié)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，使輸出10KHz 、10VP-P正弦信號(hào)到示波器輸入端。調(diào)節(jié)示波器，使顯示穩(wěn)定的波形，

7、測(cè)出 VP-P 和信號(hào)頻率，畫出信號(hào) 波形。五、實(shí)驗(yàn)思考題1、示波器顯示屏上的波形很密，是否就說明所測(cè)信號(hào)的頻率很高？2、示波器顯示的波形不穩(wěn)定，應(yīng)調(diào)節(jié)哪個(gè)旋鈕？實(shí)驗(yàn)二 信號(hào)運(yùn)算電路一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握由集成運(yùn)算放大器組成的比例、加法、減法和積分等基本運(yùn)算電路的工作原理、特點(diǎn)和功能2、學(xué)會(huì)上述電路的測(cè)試和分析方法。預(yù)習(xí)要求估算各表中的理論值三、實(shí)驗(yàn)原理集成運(yùn)算放大器是一種具有高電壓放大倍數(shù)的直接耦合多級(jí)放大電路。當(dāng)外部接入不減法、積分、微分、對(duì)數(shù)等模擬運(yùn)算電路。同的線性或非線性元器件組成輸入和負(fù)反饋電路時(shí)，可以靈活地實(shí)現(xiàn)各種特定的函數(shù)關(guān) 系。在線性應(yīng)用方面，可組成比例、加法、1、反相比例運(yùn)算電

8、路該電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為電路如圖 21 所示。對(duì)于理想運(yùn)放，UOR1 Ui圖 2 2 求和電路2、求和電路電路如圖 2 2 所示，輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為UO( R Ui1R Ui2 )R3R1 /R2 /RF3、同相比例運(yùn)算電路圖 2 3(a)是同相比例運(yùn)算電路，它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為UO (1 RF )UiR1當(dāng) R1時(shí)， UOUi，即得到如圖 23(b)所示的電壓跟隨器。圖中 R2RF，用以減 小漂移和起保護(hù)作用。一般 RF 取 10K， RF 太小起不到保護(hù)作用，太大則影響跟隨性。(a) 同相比例運(yùn)算電路(b) 電壓跟隨器 圖 2-3 同相比例運(yùn)算電路

9、4、求差電路對(duì)于圖 2-4 所示的減法運(yùn)算電路，當(dāng) R1 R2，R3RF時(shí)， 有如下關(guān)系式UOi2Ui1 )四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、反相比例運(yùn)算電路(1)按圖 21 連接實(shí)驗(yàn)電路，接通 12V 電源，并連接好 GND(2)按表 2-1 內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄數(shù)據(jù)。表 2-1直流輸入電壓 Ui( mV)301003001000輸出電壓 U0(mV)理論估算 (mV)實(shí)測(cè)值 (mV)誤差2)輸入 f 100Hz，U im 0.5V 的正弦交流信號(hào)，用示波器測(cè)量相應(yīng)的 Uom，并觀察uO 和 ui 的相位關(guān)系，記入表 2-2表 2-2 Uim 0.5V ，f100HzUim（V）Uom（V）ui 波形uO

10、波形Au實(shí)測(cè)值計(jì)算值2、同相比例運(yùn)算電路（1）按圖 23（a）連接實(shí)驗(yàn)電路。（2）按表 2-3 內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄數(shù)據(jù)。表 2-3直流輸入電壓 Ui（ mV）301003001000輸出電壓 U0（mV）理論估算 （mV）實(shí)測(cè)值 （mV）誤差3）輸入 f 100Hz，U im 0.5V 的正弦交流信號(hào)，用示波器測(cè)量相應(yīng)的 Uom，并觀察uO和ui 的相位關(guān)系，記入表 2-4表 2-4 Uim 0.5V ，f100HzUim（V）Uom（V）ui 波形uO 波形Au實(shí)測(cè)值計(jì)算值4）按圖 23（b）連接實(shí)驗(yàn)電路，重復(fù)內(nèi)容（ 3），結(jié)果記入表 2-5表 25Ui0.5Vf 100HzUim（V）

11、Uom(V)ui 波形uO 波形Au實(shí)測(cè)值計(jì)算值3、求和電路（1）按圖 22 連接實(shí)驗(yàn)電路。（2）按表 2-6 內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄數(shù)據(jù)。表 2-6Ui1(V)0.3-0.3Ui2(V)0.20.2UO(V)理論估算 （mV）實(shí)測(cè)值 （mV）4、求差電路1)按圖 24 連接實(shí)驗(yàn)電路。2)按表 2-7 內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并測(cè)量記錄數(shù)據(jù)。表 2-7Ui1(V)120.2Ui2(V)0.51.8-0.2UO(V)理論估算 (mV)實(shí)測(cè)值(mV)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出波形圖(注意波形間的相位關(guān)系)2、將理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比較，分析產(chǎn)生誤差的原因3、分析討論實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題。實(shí)驗(yàn)

12、三 單級(jí)共射放大電路、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量和調(diào)整方法，分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。2、掌握放大器動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的測(cè)試方法。3、熟悉常用電子儀器及模擬電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。二、預(yù)習(xí)要求1、閱讀教材中有關(guān)分壓式偏置共射放大電路的內(nèi)容并估算實(shí)驗(yàn)電路的性能指標(biāo)（設(shè) 50）。估算放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)，電壓放大倍數(shù) Au，輸入電阻 Ri 和輸出電阻 RO。2、當(dāng)調(diào)節(jié)偏置電阻 RP，使放大器輸出波形出現(xiàn)飽和或截止失真時(shí)，晶體管的管壓降 UCE怎樣變化？3、改變靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器的輸入電阻 Ri 有否影響？改變外接電阻 RL 對(duì)輸出電阻 RO 有否影響？4、在測(cè)試 Au，Ri和 RO 時(shí)怎樣

13、選擇輸入信號(hào)的幅值和頻率？為什么信號(hào)頻率一般選 1KHz ，而不選 100KHz 或更高？三、實(shí)驗(yàn)原理圖 3 1 單級(jí)共射極放大電路實(shí)驗(yàn)電路圖 3 1 為電阻分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定單管放大器實(shí)驗(yàn)電路圖。 1、靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量與調(diào)整(1) 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)量放大電路直流電壓 +12V，不加交流輸入信號(hào)(輸入端與接地端短接)。選用萬(wàn)用表的 直流電壓檔，測(cè)量直流電壓 VB、VC、VE。然后利用公式計(jì)算 ICQ IEQ VE /RE或I CQ(VCCVC )/ RC 。測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)的目的是為了了解靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置是否合適。如果測(cè)出VCEQ3,例如，Rf 用一個(gè)具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻代替， 當(dāng)輸出電壓 增加

14、使 Rf 的功耗增大時(shí)，熱敏電阻 Rf 減小，放大器的增益下降，使的幅值下降。如果參數(shù)選擇合適，可使輸出電壓幅值基本恒定，且波形失真較小。由于集成運(yùn)放接成同相比例放大電路，它的輸出阻抗可視為零，而輸入阻抗遠(yuǎn)比 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的阻抗大得多，可忽略不計(jì)，因此，振蕩頻率即為 RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的。RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成正弦振蕩電路的正反饋 ,在處,正反饋系數(shù)，而R1和Rf當(dāng)構(gòu)成電路中的負(fù)反饋，反饋系數(shù)。F+與 F-的關(guān)系不同，導(dǎo)致輸出波形的不同。2如圖 5-2 ，RC 橋式振蕩電路由 RC 串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和同放大電路組成，圖中 RC選頻 網(wǎng)絡(luò)形成正反饋電路，并由它決定振蕩頻率， R3和 Rp 形成負(fù)反饋回路，由它決定起振的 幅值條件和調(diào)節(jié)波形的失真與穩(wěn)幅控制。在滿足 R1 R2 R,C1 C2 C 的條件下，該電路的：振蕩頻率f0 2 RC起振幅值條件ARa Rb 3vf 1 vf 1RaRb即b2Ra式中 Rb R4四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容R3/rd,rd 為二極管的正向動(dòng)態(tài)電阻。1（注意）圖5-2實(shí)驗(yàn)所需全部電容、 定值電阻已焊接， 可調(diào)電阻與實(shí)驗(yàn)箱工具區(qū) 33K用長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線