模拟电子技术实验指导书使用

模拟电子技术实验指导书实验要求1．实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：1)认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。2)完成各实验“预习要求”中指定的内容。3)熟悉实验任务。4)复习实验中所用各仪器的使用方法及注意事项。2．使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。3．实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握应经指导教师审查同意后再接通电源。4．模拟电路实验注意：1)在进行小信号放大实验时，由于所用信号发生器及连接电缆的缘故，往往在进入放大器前就出现噪声或不稳定，有些信号源调不到毫伏以下，实验时可采用在放大器输入端加衰减的方法。一般可用实验箱中电阻组成衰减器，这样连接电缆上信号电平较高，不易受干扰。2)做放大器实验时如发现波形削顶失真甚至变成方波，应检查工作点设置是否正确，或输入信号是否过大，由于实验箱所用三极管hfe较大，特别是两级放大电路容易饱和失真。5．实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验。6．实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。7．实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果(数据波形、现象)。所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。8．实验结束后，必须关断电源、拔出电源插头，并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理。9．实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。1实验1常用电子仪器仪表的使用一、实验目的1.了解常用电子仪器的功能、主要技术指标和面板上各旋钮的作用。2.学习常用电子仪器仪表的正确使用方法。二、实验器材1、双踪示波器2、函数信号发电器3、交流毫伏表4、可调直流稳压源5、万用表三、实验内容及步骤在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、交流毫伏表及频率计等。它们和万用表一起，可完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线。1．示波器示波器的应用很广泛，它可以用来测试各种周期性变化的电信号波形，可测量电信号的幅度、频率、相位等。示波器的种类很多，在本书实验主要使用双踪示波器，其原理和使用详细参见相关资料，现着重指出以下几点：1）寻找扫描光迹点在开机半分钟后，如仍找不到光点，可调节亮度旋钮，并按下“寻迹”板键，从中判断光点位置，然后适当调节垂直（↓↑）和水平（）移位旋钮，将光点移至荧光屏的中心位置。2）为显示稳定的波形，需注意示波器面板上的下列几个控制开关（或旋钮）的位置。a、“扫描速率”开关（t/div）——它的位置应根据被观察信号的周期来确b、“触发源选择”开关（内、外）——通常选为内触发。c、“内触发源选择”开关（拉YB）——通常置于常态（推进位置）。2此时对单一从YA或YB输入的信号均能同步，仅在需双路同时显示时，为比较两个波形的相对位置，才将其置于拉出（拉YB）位置，此时触发信号仅取自YB，故仅对由YB输入的信号同步。d、“触发方式”开关——通常可先置于“自动”位置，以便找到扫描线开波形，如波形稳定情况较差，再置于“高频”或“常态”位置，但必须同时调节电平旋钮，使波形稳定。3）示波器有五种显示方式属单踪显示有“YA”、“YB”、“YA+YB”；属双踪显示有“交替”与“断续”。作双踪显示时，通常采用“交替”显示方式，仅当被观察信号频率很低时（如几十赫兹以下），为在一次扫描过程中同时显示两个波形，才采用“断续”显示方式。4）在测量波形的幅值时，应注意Y轴灵敏度“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时钟旋到底）。在测量波形周期时，应将扫描速率“微调”旋钮置于“校准”位置（顺时钟旋到底）。2．函数信号发生器按需要可输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出信号幅度可连续调节，幅度可以调节到mV级，输出信号频率可进行调节，频率范围较广，上限频率可达1MHz以上。函数信号发生器作为信号源，注意它的输出端不允许短路。由于模电实验是对低频小信号的研究，信号源最好用音频信号源，实验箱自带的简易信号源精度有限，只能定性的分析实验现象，在做实验时最好自备信号源。以后做实验时只说明输入信号，不再说明如何调节，相关信号发生器的调节参看相关信号源操作手册。3．数字万用表可测量直流交流电压，电流，电阻等功能任何型号万用表都可以，用数字万用表便于读数，由于本实验箱测量交流电压时一般万用表频率规格不能满足，故要用交流毫伏表。另外用万用表测电流时先估计电流的最大值，调节最大档来测量电流，以免烧坏表内的保险管，然后在测量时逐挡减少量程。4．交流毫伏表交流毫伏表只能在其工作频率范围内，用来测量正弦交流电压的有效值。为了防止过载而损坏，测量前一般先把量程开关置于量程较大位置处，然后在测量时逐挡减少量程。交流毫伏表接通电源后，将输入端短接，进行调零，然后断开短路线，即可进行测量。本实验箱的工作频率不高，故任何毫伏表都可选用。四、实验报告要求1.总结如何正确使用示波器、信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及万用电表。2、函数信号发生器输出小信号时，应采取什么措施？3、收获、体会、建议。五、预习要求及思考题1、说明使用示波器观察波形时，为达到下列要求，应调节哪些旋钮？31）波形清晰且亮度适中。2）波形在荧光屏中央大小适中。3）波形稳定。2、说明用示波器观察正弦波电压，若荧光屏上分别显示图1-3所示的波形，是哪些旋钮位置不对？应如何调节？.图1-33、说明函数信号发生器面板上的0dB、20dB、40dB、60dB在控制输出电压时的合理运用。当该仪器输出电压（有效值）最大为６V，若需要输出电压为100mV时，衰减应置于多少“dB”合适？4、为什么当电阻R1＝51KΩ，R2、R3等于100KΩ时，用10V档测图1-2中电压ABU、BCU误差较大？实验2单级交流放大电路一、实验目的1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱，2.掌握放大电路静态工作点的调试方法及其对放大电路性能的影响。3.学习放大电路的动态性能。二、实验仪器1．双踪示波器2．信号发生器3．模拟电子技术实验箱4．数字式（或指针式）万用表5．交流毫伏表三、预习要求1.三极管及单管放大电路工作原理。2.放大电路静态和动态测量方法。四、实验原理实验电路如图3-1-1，电路参数如下:电路供电电源EC=12V；输入输出耦合电容C1=C2=10uF/15V。三极管T为3DG型管，电流放大系数50~30。4图3-1-1为基本共射极放大电路，欲使该电路起到对低频信号的放大作用，必须使电路有一个合适的静态工作点，否则将会产生饱和或截止失真。五、实验内容及步骤（一）按图3-1-1接线，检查无误后接通电源（二）测试放大电路的静态工作点Q、电压放大倍数Av及输出波形的影响1．学习对静态工作点的测量方法将交流输入端对地短路，输出端不接负载，调节RW1为某一合适数值（使VC=4~6V），测量静态工作点，即分别测出晶体三极管各极对地电压VC、VB、VE的值，将测量值填入表3-1-1中，然后按下列步骤计算静态工作点。（1）计算基极静态电流IB断开电源及RB与晶体三极管基极的连线，用万用表测出RB(=Rp+Rb1)的值，将测量值填入表3-1-1中。按下面公式计算基极静态电流IB的值BBCBRVEI（2）计算基极电流ICC1CCCRVEI（3）计算晶体三极管电流放大系数5BCIIβ（4）计算压降:VCE=VC-VE,VBE=VB-VE（5）将上述计算值即通过测量相关量并经计算得到的静态工作点参数填入表3-1-1中。2．估算并实测放大电路的电压放大倍数Av（1）调整RW1使VC=4~6V，去掉交流输入端对地短路线。（2）将信号发生器的频率调至f=1KHZ、输出信号幅度us=500mv（此时ui=5mV）。随后接入单级放大电路的输入端。（3）用示波器观测输出端信号VO1的波形，若无失真（若有失真，调整RW1直到使输出端信号VO1的波形正常为止），去掉示波器换上毫伏表测量输出电压VO1的值。（4）计算实测电压放大倍数i1O1VVVA（5）估算电压放大倍数，估算公式按下式计算beCVβRAr其中：beE26200(1β)IrCCCCERVEII（6）将以上相关参数填入表3-1-2表3-1-2测量值计算值VCVi1VO1IErbe实测AV估算AV3．观察RL对放大电路静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响（1）将电路状态VC、Vi1调到表3-1-2所示值。表3-1-1测量值计算值VBVCVERBICIBβVCEVBE调节RW1使VC=4~6V6（2）将RL=5.1KΩ接入放大电路输出端，观测RL接入前后波形的变化。（3）测量接入RL后电路静态工作点及放大倍数，填入表3-1-4，并与表3-1-2比较。表3-1-4测量值计算值RLVCVi1VO1IErbe实测AV估算AV注：表3-1-4中计算值的相关计算公式CCCCERVEIIbeE26200(1β)Ir实测i1O1VVVA估算beLCV)Rβ(RAr4．观察静态工作点对输出波形的影响（1）保证上述静态工作点不变，适度增加信号发生器输出电压，直至输出波形的正或负峰值刚要出现削波失真。记录此时的VO1波形，并保持Vi1幅值不变。（2）按表3-1-3给定条件调节RW1，记录输出波形的失真类型（饱和失真或截止失真），并测量VCEQ。表3-1-3给定条件输出波形的失真类型VCEQRW1合适不失真RW1增加RW1减小五、实验报告要求1．整理数据表格。2．用实测的数值估算电压放大倍数，并与测量值相比较，分析产生误差的原因。3．分析静态工作点对输出波形的影响。六、预习要求及思考题1．预习共射基放大电路的工作原理及电路各元件的作用。2．预习直流负载线和交流负载线的概念。3．如何测量RB的数值？不断开与其极的连线行吗？为什么？4．负载电阻变化对放大电路静态工作点有无影响？对电压放大倍数有无影响？5．若在本实验电路输出端出现下列输出电压失真波形，分析是什么类型的失真？是什么原因造成的？如何解决？76．为什么减小RL值有利于减小饱和失真，而截止失真随RL的减小反趋严重？实验3负反馈放大电路一、实验目的1.研究负反馈对放大电路性能的影响。2.掌握负反馈放大电路性能的测试方法。二、实验仪器1.双踪示波器。2.音频信号发生器。3.数字万用表。三、预习要求1.认真阅读实验内容要求，估计待测量内容的变化趋势。2.图3.1电路中晶体管β值为40，计算该放大电路开环和闭环电压放大倍数。四、实验内容1.负反馈放大电路开环和闭环放大倍数的测试(1)开环电路图3.1反馈放大电路①按图3.1接线，RF先不接入，使放大电路处于开环状态。调整RP1使UC1=6V，调整RP2abc8使UC2=7V。记录此时三极管V1、V2的工作点。②在输入端A接入幅值500mVf=lkHz的正弦波，经51K电位器（调成25.5K）、R2衰减后，Ui约为1mv。调整接线和参数使输出不失真且无自激振荡。③表3.1要求进行测量并填表。④根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻ro，其中LOOOCRUUU)(ro。(2)闭环电路①接通RF，引入反馈回路使放大电路处于闭环，此时三极管工作点应与(1)相同。②在输入端A接入幅值2V、f=lkHz的正弦波，经R1、R2衰减后，Ui约为20mv。按表3.1要求测量并填表，计算Auf和开环闭环时的输出电阻。④据实测结果，验证Auf≈F1，并研究负反馈对放大电路各方面的影响。表3.1RL(kΩ)Ui(mV)Uo(V)Au(Auf)ro（rof）开环∞11k51闭环∞201k5202.负反馈对失真的改善