模拟电子技术实验教学大纲

《模拟电子技术》实验教学大纲学院信息学院专业电子信息工程课程名称模拟电子技术编写时间2016年3月教务处制山东学院ShandonUniversity《模拟电子技术》实验教学大纲课程编号：01212001课程名称：模拟电子技术课程类型：必修课学时：64学分：3.5应开实验个数：6课程性质：非独立设课适用层次、专业：高职，电子信息工程一、实验总体目标与任务使学生掌握基本电子电路的工作原理、主要特性以及电路之间的互联匹配等基本知识之后，学会阅读器件产品手册，了解以最少量的集成电路芯片设计出满足技术要求、性能可靠、成本低廉的应用电子电路的方法，为进一步学习后续课程打下基础，初步具备模拟电子电路的分析、设计和调试能力。二、本课程对培养学生实践与创新能力的要求要求掌握电子元件的识别与焊接技术，熟悉常用电子仪器的使用技术，理解简单电子系统的分析和设计的方法能运用常用电子仪器测试与调试模拟电子电路。三、实验项目的设置实验（上机）学时16应开实验项目个数6序号实验项目名称实验要求学时分配实验类型每组人数备注1常用电子仪器的使用必做2验证12晶体管共射极单管放大电路必做3验证13负反馈放大器必做3验证14差动放大器必做2验证15比例运算电路的指标测试必做2验证16直流稳压电源必做4设计1四、实验目的及内容实验项目一常用电子仪器的使用（2学时）【实验目的】1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。【实验内容】1、用机内校正信号对示波器进行自检。1)扫描基线调节将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（Y1或Y2），输入耦合方式开关置“GND”，触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”（）和“Y轴位移”()旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。2）测试“校正信号”波形的幅度、频率将示波器的“校正信号”通过专用电缆线引入选定的Y通道（Y1或Y2），将Y轴输入耦合方式开关置于“AC”或“DC”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“Y1”或“Y2”。调节X轴“扫描速率”开关（t/div）和Y轴“输入灵敏度”开关（V/div），使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。a.校准“校正信号”幅度将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“y轴灵敏度”开关置适当位置，读取校正信号幅度，记入表1－1。表1－1标准值实测值幅度Up-p(V)频率f(KHz)上升沿时间μS下降沿时间μS注：不同型号示波器标准值有所不同，请按所使用示波器将标准值填入表格中。b.校准“校正信号”频率将“扫速微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”开关置适当位置，读取校正信号周期，记入表1－1。c．测量“校正信号”的上升时间和下降时间调节“y轴灵敏度”开关及微调旋钮，并移动波形，使方波波形在垂直方向上正好占据中心轴上，且上、下对称，便于阅读。通过扫速开关逐级提高扫描速度，使波形在X轴方向扩展（必要时可以利用“扫速扩展”开关将波形再扩展10倍），并同时调节触发电平旋钮，从显示屏上清楚的读出上升时间和下降时间，记入表1－1。2、用示波器和交流毫伏表测量信号参数调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100KHz，有效值均为1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置，测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表1－2。表1－2信号电压频率示波器测量值信号电压毫伏表读数（V）示波器测量值周期（ms）频率（Hz）峰峰值（V）有效值（V）100Hz1KHz10KHz100KHz3、测量两波形间相位差1)观察双踪显示波形“交替”与“断续”两种显示方式的特点Y1、Y2均不加输入信号，输入耦合方式置“GND”，扫速开关置扫速较低挡位（如0.5s／div挡）和扫速较高挡位（如5μS／div挡），把显示方式开关分别置“交替”和“断续”位置，观察两条扫描基线的显示特点，记录之。2)用双踪显示测量两波形间相位差①按图1－2连接实验电路，将函数信号发生器的输出电压调至频率为1KHz，幅值为2V的正弦波，经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号ui和uR，分别加到双踪示波器的Y1和Y2输入端。为便于稳定波形，比较两波形相位差，应使内触发信号取自被设定作为测量基准的一路信号。图1－2两波形间相位差测量电路②把显示方式开关置“交替”挡位，将Y1和Y2输入耦合方式开关置“⊥”挡位，调节Y1、Y2的（）移位旋钮，使两条扫描基线重合。③将Y1、Y2输入耦合方式开关置“AC”挡位，调节触发电平、扫速开关及Y1、Y2灵敏度开关位置，使在荧屏上显示出易于观察的两个相位不同的正弦波形ui及uR，如图1－3所示。根据两波形在水平方向差距X，及信号周期XT，则可求得两波形相位差。图1－3双踪示波器显示两相位不同的正弦波0T360(div)XX(div)θ式中：XT——一周期所占格数X——两波形在X轴方向差距格数记录两波形相位差于表1－3。表1－3一周期格数两波形X轴差距格数相位差实测值计算值XT＝X＝θ＝θ＝为数读和计算方便，可适当调节扫速开关及微调旋钮，使波形一周期占整数格。实验项目二晶体管共射极单管放大电路（3学时）【实验目的】1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。【实验内容】实验电路如图2－1所示。各电子仪器可按实验一中图1－1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。图2－1共射极单管放大器实验电路1、调试静态工作点接通直流电源前，先将RW调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。接通＋12V电源、调节RW，使IC＝2.0mA（即UE＝2.0V），用直流电压表测量UB、UE、UC及用万用电表测量RB2值。记入表2－1。表2-1IC＝2mA测量值计算值UB（V）UE（V）UC（V）RB2（KΩ）UBE（V）UCE（V）IC（mA）2、测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号uS，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压Ui10mV，同时用示波器观察放大器输出电压uO波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的UO值，并用双踪示波器观察uO和ui的相位关系，记入表2－2。表2－2Ic＝2.0mAUi＝mVRC（KΩ）RL(KΩ)Uo(V)AV观察记录一组uO和u1波形2.4∞1.2∞2.42.43、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置RC＝2.4KΩ，RL＝∞，Ui适量，调节RW，用示波器监视输出电压波形，在uO不失真的条件下，测量数组IC和UO值，记入表2－3。表2－3RC＝2.4KΩRL＝∞Ui＝mVIC(mA)2.0UO(V)AV测量IC时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使Ui＝0）。4、观察静态工作点对输出波形失真的影响置RC＝2.4KΩ，RL＝2.4KΩ，ui＝0，调节RW使IC＝2.0mA，测出UCE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。然后保持输入信号不变，分别增大和减小RW，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的IC和UCE值，记入表2－4中。每次测IC和UCE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。表2－4RC＝2.4KΩRL＝∞Ui＝mVIC(mA)UCE(V)u0波形失真情况管子工作状态2.05、测量最大不失真输出电压置RC＝2.4KΩ，RL＝2.4KΩ，按照实验原理2.4)中所述方法，同时调节输入信号的幅度和电位器RW，用示波器和交流毫伏表测量UOPP及UO值，记入表2－5。表2－5RC＝2.4KRL＝2.4KIC(mA)Uim(mV)Uom(V)UOPP(V)*6、测量输入电阻和输出电阻置RC＝2.4KΩ，RL＝2.4KΩ，IC＝2.0mA。输入f＝1KHz的正弦信号，在输出电压uo不失真的情况下，用交流毫伏表测出US，Ui和UL记入表2-6。保持US不变，断开RL，测量输出电压Uo，记入表2-6。表2-6Ic＝2mARc＝2.4KΩRL＝2.4KΩUS(mv)Ui(mv)Ri（KΩ）UL（V）UO（V）R0（KΩ）测量值计算值测量值计算值*7、测量幅频特性曲线取IC＝2.0mA，RC＝2.4KΩ，RL＝2.4KΩ。保持输入信号ui的幅度不变，改变信号源频率f，逐点测出相应的输出电压UO，记入表2－7。表2－7Ui＝mVflfofnf（KHz）UO（V）AV＝UO/Ui为了信号源频率f取值合适，可先粗测一下，找出中频范围，然后再仔细读数。说明：本实验内容较多，其中6、7可作为选作内容。实验项目三负反馈放大器（3学时）【实验目的】加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。【实验内容】1、测量静态工作点按图3－1连接实验电路，取UCC＝＋12V，Ui＝0，用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表3-1。图3－1带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器表3－1UB（V）UE（V）UC（V）IC（mA）第一级第二级2、测试基本放大器的各项性能指标将实验电路按图3－2改接，即把Rf断开后分别并在RF1和RL上，其它连线不动。1)测量中频电压放大倍数AV，输入电阻Ri和输出电阻RO。①以f＝1KHZ，US约5mV正弦信号输入放大器，用示波器监视输出波形uO，在uO不失真的情况下，用交流毫伏表测量US、Ui、UL，记入表3－2。表3-2基本放大器US(mv)Ui(mv)UL(V)UO(V)AVRi(KΩ)RO(KΩ)负反馈放大器US(mv)Ui(mv)UL(V)UO(V)AVfRif(KΩ)ROf(KΩ)②保持US不变，断开负载电阻RL（注意，Rf不要断开），测量空载时的输出电压UO，记入表3－2。2)测量通频带接上RL，保持1)中的US不变，然后增加和减小输入信号的频率，找出上、下限频率fh和fl，记入表3－3。3、测试负反馈放大器的各项性能指标将实验电路恢复为图3－1的负反馈放大电路。适当加大US（约10mV），在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的AVf、Rif和ROf，记入表3－2；测量fhf和fLf，记入表3－3。表3－3基本放大器fL(KHz)fH(KHz)△f(KHz)负反馈放大器fLf(KHz)fHf(KHz)△ff(KHz)*4、观察负反馈对非线性失真的改善1)实验电路改接成基本放大器形式，在输入端加入f＝1KHz的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形开始出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。2)再将实验电路改接成负反馈放大器形式，增大输入信号幅度，使输出电压幅度的大小与1)相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。实验项目四差动放大器（2学时）【实验目的】1、加深对差动放大器性能及特点的理解2、学习差动放大器主要性能指标的测试方法【实验内容】1、典型差动放大器性能测试按图4-1连接实验电路，开关K拨向左边构成典型差动放大器。图4－1差动放大器实验电路1)测量静态工作点①调节放大器零点信号源不接入。将放大器输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用直流电压表测量输出电压UO，调节调零电位器RP，使UO＝0。调节要仔细，力求准确。②测量静态工作点零点调好以后，用直流电压表测量T1、T2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE，记入表4－1。表4-1测量值UC1(V)UB1(V)UE1(V)UC2(V)UB2(V)UE2(V)URE(V)计算值IC(mA)IB(mA)UCE(V)2)测量差模电压放大倍数断开直流电源，将