電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）課件 第15章 模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1常用電子儀器的使用實(shí)驗(yàn)2單管放大電路分析實(shí)驗(yàn)3多級(jí)放大器實(shí)驗(yàn)4功率放大器實(shí)驗(yàn)5集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)6負(fù)反饋放大器實(shí)驗(yàn)7集成直流穩(wěn)壓電源實(shí)驗(yàn)8波形發(fā)生電路

實(shí)驗(yàn)1常用電子儀器的使用S1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)了解常用電子儀器的性能特點(diǎn)及使用方法。

(2)學(xué)會(huì)正確使用雙蹤示波器觀察、測(cè)量波形的幅值、頻率及相位等。

(3)掌握函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、電壓表及萬(wàn)用表等儀器的配合使用。S1.2實(shí)驗(yàn)要求

(1)閱讀常用儀器的使用說(shuō)明。

(2)熟悉常用儀器、儀表面板和各控制按鈕的名稱及功能。

S1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材

(1)直流穩(wěn)壓電源1臺(tái);

(2)電子毫伏表(電壓表)1臺(tái);

(3)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái);

(4)萬(wàn)用表1塊;

(5)雙蹤示波器1臺(tái)。

S1.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

在電子電路測(cè)試和實(shí)驗(yàn)中,常用的電子儀器有交流毫伏表、低頻信號(hào)發(fā)生器、雙蹤示波器、直流穩(wěn)壓電源等,它們與被測(cè)(實(shí)驗(yàn))電路的關(guān)系如圖S1.1所示。圖S1.1常用電子儀器接線框圖

1.示波器使用方法簡(jiǎn)介

(1)調(diào)節(jié)基準(zhǔn)掃描線。打開電源開關(guān),將示波器Y軸方式置于“CH1”或“CH2”,輸入耦合方式置于“GND”,開機(jī)預(yù)熱30秒鐘,若熒光屏上不出現(xiàn)光點(diǎn)或水平掃描基線,可進(jìn)行

如下操作:①調(diào)節(jié)亮度旋鈕到中間位置;②觸發(fā)方式開關(guān)置于“自動(dòng)”;③調(diào)節(jié)垂直位移“↑↓”和水平位移“→←”旋鈕到中間位置。

(2)測(cè)量信號(hào)波形。將被測(cè)信號(hào)輸入Y軸方式所選擇的通道,輸入耦合方式開關(guān)置于“AC”或“DC”。適當(dāng)調(diào)節(jié)X軸和Y軸靈敏度旋鈕,使得波形高度盡量高,但不超出屏幕;波形的長(zhǎng)度為1~3個(gè)周期。對(duì)波形進(jìn)行讀數(shù),可測(cè)量出波形的峰值和周期。

若波形不穩(wěn)定,可進(jìn)行如下調(diào)節(jié):

①將垂直通道工作方式開關(guān)(MODE)置于與Y軸方式一致的位置,即若被測(cè)信號(hào)從CH1輸入,則垂直方式置CH1;

②調(diào)節(jié)觸發(fā)電平(LEVEL)旋鈕。

(3)雙蹤示波器的電壓測(cè)量有“CH1”、“CH2”、“CH1+CH2”、“斷續(xù)”和“交替”五種方式。其中“斷續(xù)”和“交替”是雙蹤信號(hào)測(cè)量方式?！皵嗬m(xù)”適用于頻率較高的信號(hào)測(cè)量,“交替”用于頻率較低的信號(hào)的測(cè)量。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

(1)用交流毫伏表測(cè)量信號(hào)發(fā)生器的輸出(衰減)電壓。將信號(hào)發(fā)生器頻率調(diào)節(jié)到1kHz,電壓“輸出衰減”開關(guān)分別置于不同的衰減位置上,調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的“幅度”旋鈕

使電壓表指示在4V,用交流毫伏表測(cè)量其輸出電壓值。測(cè)量結(jié)果填入表S1.1。

(2)用雙蹤示波器Y軸任一輸入通道探頭測(cè)量示波器“校正電壓”,讀出熒屏顯示波形的UP－P值和頻率f。

(3)用交流毫伏表及雙蹤示波器測(cè)量信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓及周期的數(shù)值,記入表S1.2。

S1.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告

(1)整理各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)記錄。

(2)寫出各儀器使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

實(shí)驗(yàn)2單管放大電路分析

S2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)學(xué)習(xí)電子電路的連接。(2)測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)并驗(yàn)證靜態(tài)工作點(diǎn)參數(shù)對(duì)放大器工作的影響。(3)學(xué)會(huì)用示波器觀測(cè)波形并測(cè)量放大倍數(shù)。(4)了解失真情況。

S2.2實(shí)驗(yàn)要求

(1)練習(xí)示波器、萬(wàn)用表、毫伏表的使用。

(2)熟悉單級(jí)共射放大電路靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置方法。

(3)熟悉靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。

S2.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材

(1)低頻信號(hào)發(fā)生器1臺(tái);

(2)示波器1臺(tái);

(3)毫伏表1臺(tái);

(4)穩(wěn)壓電源1臺(tái)。

S2.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

(1)按圖S2.1所示的共射極單管放大電路連接好電路。圖S2.1共射極單管放大電路

(2)將直流電源UCC調(diào)至12V,并接入線路中;調(diào)節(jié)Rp,使UC(UCEQ)=5~7V,測(cè)量ICQ、UBEQ,填入表S2.1中。

(3)調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器使其輸出1kHz、5mV的正弦波,并接入放大器輸入端,用示波器觀察放大器電路Uo波形。

(4)空載情況下,逐步調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器Ui的大小,使Uo為最大不失真波形,用毫伏表測(cè)出(或用示波器換算)Ui和Uo的值,計(jì)算Au,并填入表S2.2上格中。

(5)接入負(fù)載RL。重復(fù)(3)操作,填入表S2.2下格中。

(6)調(diào)節(jié)Rp的大小,用示波器觀察輸出波形的失真情況。將uCE、ic的失真波形畫在表S2.3中并加以分析。

S2.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告

(1)整理實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)。

(2)分析靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)放大器性能的影響。

(3)分析空載和帶載情況下放大倍數(shù)的改變?cè)颉?/p>

(4)初步確定輸出電壓達(dá)到飽和失真(或截止失真)時(shí),靜態(tài)工作點(diǎn)的大致范圍。

實(shí)驗(yàn)3多級(jí)放大器S3.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)練習(xí)電子電路的連接。(2)驗(yàn)證多級(jí)放大器電壓放大倍數(shù)的關(guān)系A(chǔ)u=Au1·Au2·…·Aun。(3)學(xué)習(xí)分析、排除電子線路故障的方法。S3.2實(shí)驗(yàn)要求(1)熟悉多級(jí)放大器的工作原理。(2)熟悉并掌握信號(hào)發(fā)生器、示波器、萬(wàn)用表的正確使用方法。

S3.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材

(1)直流穩(wěn)壓電源1臺(tái);

(2)信號(hào)發(fā)生器1臺(tái);

(3)電子電壓表1塊;

(4)示波器1臺(tái);

(5)萬(wàn)用表1塊。

S3.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

(1)按圖S3.1連接好電路,檢查無(wú)誤。圖S3.1多級(jí)放大器

(5)故障的分析與排除。放大器在正常工作情況下,能對(duì)信號(hào)進(jìn)行不失真的放大。當(dāng)放大器有故障后(若無(wú)故障,可由指導(dǎo)教師人為設(shè)置故障),其輸出端波形會(huì)失真或無(wú)輸出,此時(shí)應(yīng)進(jìn)行故障檢查。對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō),逐步逼近法較易掌握。其具體方法是:

①首先觀察元件表面是否有異變,然后測(cè)試電源電壓值是否符合要求。

②在上述檢查未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的基礎(chǔ)上,再在放大器的輸入端加一微小信號(hào)(約小于10mV),用示波器檢查各級(jí)輸入波形。檢查方法可由前向后逐級(jí)檢查。

③當(dāng)測(cè)試某級(jí)無(wú)信號(hào)或信號(hào)不正常時(shí),應(yīng)將該級(jí)與后級(jí)耦合脫開,再檢查該級(jí)有無(wú)波形。若此時(shí)信號(hào)正常,說(shuō)明故障在后級(jí);若信號(hào)波形仍不正常,則故障在該級(jí)上。

④另外也可由后向前逐級(jí)檢查。即先將級(jí)間耦合脫開,信號(hào)由后級(jí)基極輸入,觀察輸出端波形。再逐級(jí)推前依次檢查。

⑤在檢查到故障后,還需確定故障部位?？蓪⑿盘?hào)在耦合電容前輸入,再測(cè)試該電容后的基極電位,與給定值比較是否大致符合。對(duì)圖S3.1所示電路也可調(diào)節(jié)偏置電路電位器,觀察其靜態(tài)工作點(diǎn)是否隨之變化。若基極電位偏高,應(yīng)測(cè)試耦合電容是否漏電。若各點(diǎn)電位不跟隨調(diào)節(jié)電位器變化,進(jìn)而應(yīng)懷疑焊接點(diǎn)或元器件。故障排除后,再加信號(hào)檢驗(yàn)之。

S3.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告

(1)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),驗(yàn)證多級(jí)放大關(guān)系。

(2)談?wù)勗诠收吓懦械氖斋@及體會(huì)。

實(shí)驗(yàn)4功率放大器

S4.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)認(rèn)識(shí)集成器件,初步接觸集成器件,了解多引腳器件的作用及使用方法。(2)學(xué)習(xí)組成集成功率放大器典型應(yīng)用電路。(3)學(xué)會(huì)觀察輸出波形及關(guān)鍵元件對(duì)輸出的影響。(4)深入理解功率放大器的功能。

S4.2實(shí)驗(yàn)要求

(1)熟悉功率放大器的基本知識(shí)。

(2)熟悉LA4102的主要技術(shù)指標(biāo)(見(jiàn)表S4.1)及典型應(yīng)用電路。

S4.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材

(1)示波器1臺(tái);

(2)晶體管毫伏表1塊;

(3)萬(wàn)用表1塊;

(4)低頻信號(hào)發(fā)生器1臺(tái);

(5)直流穩(wěn)壓電源1臺(tái);

(6)揚(yáng)聲器1只。

S4.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

(1)用萬(wàn)用表檢測(cè)全部元器件,并按圖S4.1連接好電路,檢查并確認(rèn)無(wú)誤。圖S4.1功率放大器

(2)將直流電源調(diào)至6V,接入電路相應(yīng)端,在無(wú)輸出情況下,用示波器觀察輸出端,看有無(wú)自激現(xiàn)象,若有可改變C7以消除自激。

(3)將信號(hào)發(fā)生器輸出調(diào)至1kHz正弦波,接入功放輸入端,逐步調(diào)大輸入信號(hào)幅度,使輸出波形失真在允許范圍內(nèi),用毫伏表測(cè)出Ui、Uo,計(jì)算Au=Uo/Ui。

(4)分別斷開C3、C4、C5和R2,觀察輸出波形變化。

(5)用一只揚(yáng)聲器代替話筒接入輸入端,對(duì)著揚(yáng)聲器講話,試聽該功率放大器的效率。

S4.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告

(1)整理實(shí)驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù),用Pom=U2o/RL、PU=UCCIC、η=Po/PU計(jì)算放大器的最大輸出功率Pom、PU、η。

(2)繪制所觀察的波形,并分析C3、C4、C5及R2斷開時(shí)輸出波形的變化原因。

(3)歸納實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題及相應(yīng)的解決方案。

(4)總結(jié)功率放大器與電壓放大電路的異同點(diǎn)。

(5)查閱其他集成功率放大器的相關(guān)資料手冊(cè)。

實(shí)驗(yàn)5集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用

S5.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)認(rèn)識(shí)集成運(yùn)算放大器的外形及引腳設(shè)置。(2)掌握集成運(yùn)算放大器的使用方法。(3)理解集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用。S5.2實(shí)驗(yàn)要求(1)預(yù)習(xí)集成運(yùn)算放大器線性應(yīng)用的基本知識(shí)。(2)查閱LM741有關(guān)資料,注意集成運(yùn)算放大器的使用事項(xiàng)。

S5.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材

(1)低頻信號(hào)發(fā)生器1臺(tái);

(2)示波器1臺(tái);

(3)晶體管電壓表1臺(tái);

(4)直流穩(wěn)壓電源1臺(tái);

(5)萬(wàn)用表1塊;

(6)直流信號(hào)源1臺(tái)。

S5.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

1)反相比例運(yùn)算

按實(shí)驗(yàn)圖S5.1接好電路,檢查無(wú)誤,接入±15V直流穩(wěn)壓電源,先調(diào)零,即令Ui=0,調(diào)整調(diào)零電位器Rp,使輸出電壓Uo=0。

(1)按表S5.1指定的電壓值輸入不同的直流信號(hào)Ui,分別測(cè)量對(duì)應(yīng)的輸出電壓Uo,并計(jì)算電壓放大倍數(shù)。S5.1反相比例運(yùn)算電路

(3)將R1、R2換成51kΩ,其他條件不變,重復(fù)上述(1)和(2)的步驟。

(4)將R1、R2、R3、Rf均接成100kΩ,其他條件不變,重復(fù)上述(1)和(2)的步驟。

2)加法運(yùn)算

(1)按圖S5.2接好電路,檢查并確認(rèn)無(wú)誤,調(diào)零方法同上。圖S5.2加法運(yùn)算電路

(2)調(diào)節(jié)Rp1、Rp2,使得A、B兩點(diǎn)電位UA、UB為表S5.2中數(shù)值。分別測(cè)量對(duì)應(yīng)的輸出電壓Uo。

3)同相比例運(yùn)算

(1)按圖S5.3連接電路,檢查無(wú)誤,調(diào)零方法同上。圖S5.3同相比例運(yùn)算電路

S5.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告

(1)整理數(shù)據(jù),完成表格。

(2)比較實(shí)測(cè)值與計(jì)算值,分析各個(gè)基本運(yùn)算電路是否符合相應(yīng)的運(yùn)算關(guān)系?？偨Y(jié)集成運(yùn)放的調(diào)零過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)6負(fù)反饋放大器S6.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)理解負(fù)反饋對(duì)放大器放大倍數(shù)的影響。(2)掌握負(fù)反饋放大器輸入電阻和輸出電阻的測(cè)量方法。(3)了解負(fù)反饋對(duì)放大器通頻帶和非線性失真的改善。

S6.2實(shí)驗(yàn)要求

(1)理解負(fù)反饋對(duì)放大器性能改善的原理。

(2)估算實(shí)驗(yàn)線路有反饋和無(wú)反饋時(shí)電壓放大倍數(shù)、通頻帶的變化情況。

(3)估算實(shí)驗(yàn)線路中有、無(wú)反饋時(shí)輸入、輸出電阻的變化情況。

(4)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)線路板,按圖連接電路,實(shí)驗(yàn)電路如圖S6.1所示。圖S6.1負(fù)反饋放大電路

S6.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材

(1)示波器1臺(tái);

(2)晶體管毫伏表1塊;

(3)萬(wàn)用表1塊;

(4)低頻信號(hào)發(fā)生器1臺(tái);

(5)直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)。

S6.4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

負(fù)反饋放大器實(shí)驗(yàn)電路如圖S6.1所示,按圖連接好電路。

(1)在實(shí)驗(yàn)電路板上分析A、B連接及斷開兩種情況,將輸入端對(duì)地交流短路,接通電源,將各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)好并將其數(shù)據(jù)記入表S6.1中。

(4)連接A、B,重復(fù)操作(3),再填入表S6.3中對(duì)應(yīng)的位置,比較表S6.3所列數(shù)據(jù),得出結(jié)論:引入負(fù)反饋后,放大器電壓倍數(shù)Au下降了,但通頻帶fBW展寬了。

S6.5實(shí)驗(yàn)報(bào)告

(1)整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)負(fù)反饋對(duì)放大器放大倍數(shù)Au及通頻帶fBW

的影響。

(2)進(jìn)一步了解負(fù)反饋對(duì)放大器其他性能的影響情況。

實(shí)驗(yàn)7集成直流穩(wěn)壓電源S7.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)熟悉串聯(lián)穩(wěn)壓電源的工作原理,了解集成穩(wěn)壓電源的特點(diǎn)和使用方法。(2)學(xué)習(xí)整流、濾波、穩(wěn)壓的性能指標(biāo)及波形的測(cè)試方法。S7.2實(shí)驗(yàn)要求(1)畫出橋式整流、雙向?yàn)V波、直流正負(fù)穩(wěn)壓電源的實(shí)驗(yàn)接線圖。．(2)了解集成三端穩(wěn)壓電源的性能參數(shù),學(xué)習(xí)使用集成三端穩(wěn)壓電源的方法。

S7.3實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材

(1)調(diào)壓變壓器1只;

(2)萬(wàn)用