模拟电子技术实验(模电实验)

电子线路实验电子工程学院电子线路实验室关于电子线路实验•电子线路实验是一门实践性很强的课程。包括模拟电子线路实验和数字电子线路实验。•专门设置实验课程的目的：1通过实验来验证、巩固和补充理论知识。2培养实验技能，提高动手能力。3掌握电子线路的工程设计，组装和调整测试能力。实验须知•上课前预习实验教材，大致了解实验内容。•不得迟到、早退，有病有事须事先请假。•实验前要清点工具和器材，如有缺少或损坏应及时报告。•未经许可不得随意拿走别人或老师的工具和器材。•实验中应严格按照实验步骤正确操作，如因个人操作不当引起的仪器损坏，应由个人负责。•注意安全。•每次实验结束，应整理实验桌（包括拆掉实验线路，关断仪器电源和计算机电源开关，关掉计算机显示屏），签到、给实验数据签字（原始数据），并将原始数据附到实验报告最后面。•每次实验结束，每批负责同学指派5名值日生打扫卫生。实验须知课时安排•实验一：常用电子仪器的使用•实验二：集成运算放大器基本特性及应用研究实验•实验三：组合逻辑研究实验（一）•实验四：集成运放在有源滤波器中的应用实验•实验五：组合逻辑研究实验（二）•实验六：集成运放非线性应用及其在波形产生方面的实验•实验七：集成触发器实验•实验八：小综合-------程控放大器设计实验•实验九：计数器及其应用研究实验•实验十：单级共射、共集放大电路性能与研究实验•实验十一：移位寄存器及其应用实验•实验十二：差分放大器性能研究实验•实验十三、十四：综合实验课时安排•实验一：常用电子仪器的使用•实验二：集成运算放大器基本特性及应用研究实验•实验三：集成运放在有源滤波器中的应用实验•实验四：集成运放非线性应用及其在波形产生方面的•实验•实验五：小综合-------程控放大器设计实验•实验六：单级共射、共集放大电路性能与研究实验•实验七：差分放大器性能研究实验实验报告要求•实验报告必须在做下次实验时交来。•报告内容应符合指导书中的规定，一般包括实验内容、实验电路图、实验数据处理、必要的曲线和波形，理论计算、理论与实际结果的分析比较以及本次实验的结论等。•实验中出现的问题和解决方法。•收获、体会、意见和建议。•附原始数据实验一常用电子仪器的使用实验目的•了解常用电子线路实验仪器的技术指标、工作原理。•掌握常用电子仪器的使用方法。电子线路实验常用仪器•YB1718三路直流稳压电源•数字万用表•模拟万用表•TFG-1010型DDS函数发生器•GDS-2062型数字式存储示波器•AS2173D型交流毫伏表仪器一YB1718三路直流稳压电源YB1718三路直流稳压电源•YB1718三路直流稳压电源是实验室通用电源。具有恒压、恒流工作功能（VC/CC）。•YB1718左边每一路均可输出0～32V、0～2A直流电源。•右路有独立的“5V”（2A）输出端，给数字电路供电仪器面板仪器二数字万用表仪器面板电源开关表笔接口电容测量插口三极管测试插孔量程开关用万用表判别二极管管型和管脚•用二极管挡测量当红表笔接“正”，黑表笔接“负”时，二极管正向导通，显示PN结压降（硅：0.5~0.7V）（锗：0.2~0.3V）反之二极管截止，首位显示为“1”用万用表判别三极管管型和管脚•将三极管分解为两个相连的二极管•用二极管档找到公共相连的基极，当二极管正向导通时，红表笔接基极的三极管是NPN型三极管，黑表笔接基极的三极管是PNP型三极管。用万用表判别三极管管型和管脚•测量放大倍数，判别c和e•将万用表量程置于hFE挡•将PNP型或NPN型晶体管对号插入右图的测试孔中。基极b插入B孔中，其余两个管脚随意插入，若放大倍数较大时，则c和e极插入正确。仪器三模拟式万用表（MF500型）表笔接口交流电压量程开关直流电压量程开关电阻量程开关直流电压量程开关仪器面板仪器四TFG-1010型DDS函数发生器仪器面板电源开关液晶显示屏键盘输出A输出B调节旋钮直接数字合成（DDS)工作原理•要产生一个信号，传统的模拟信号源是采用电子元器件以各种不同的方式组成振荡器，其频率和稳定度都不高。直接数字合成技术（DDS)是最新发展起来的一种信号产生方法，它没有振荡元件，而是用数字合成方法产生一连串数据流，再经过数模转换器产生一个预先设定的模拟信号。例如，要产生一个正弦波，首先将信号进行量化，依次存入波形存储器。DDS采用相位累加技术来控制波形存储器的地址。根据相位累加器输出的地址，从波形存储器取出波形量化数据，经过数模转换器和运算放大器转换成模拟电压。因为波形数据是间断的取样数据，所以DDS输出的是一个阶梯正弦波形，后级还必须加一个低通滤波器滤除高次谐波，输出即为连续的正弦波。主要功能及使用方法•1.输出波形选择：A路具有16种波形，按【Shift】【波形】选中“A路波形”选项，屏幕下方可显示出当前输出波形的序号和波形名称。用数字键输入波形序号，再按【Hz】键，即可以选择所需要的波形。也可以使用旋钮改变波形序号。序号：00，正弦波（SINE）；序号：01，方波（SQUARE）；序号：02，三角波（TRIANGLE）；序号：08,正直流(Pos-DC)；序号：09,负直流(Neg-DC)等等。对于四种常用波形，可直接按【Shift】【0】，选择正弦波，按【Shift】【1】，选择方波，按【Shift】【2】，选择三角波，按【Shift】【3】，选择锯齿波，并且屏幕左上方显示波形名称。对于其他波形，显示任意。主要功能及使用方法2.频率的设定：按频率键，显示当前频率值。可用数字键或调节旋钮设定频率值。数字输入完后，必须用单位键（MHz，kHz，Hz，mHz）结束，数字才能生效。例如：信号频率要求为1.5kHz，则依次输入：【频率】【1】【.】【5】【kHz】即可。也可以用上面的调节旋钮调节。按【】或【】键，可移动数据上面的三角形光标指示位，左右转动旋钮可使指示位的数字增大或减小，并能连续进位或借位，由此可以任意粗调或细调频率。频率也可以用周期显示，只要按【Shift】【周期】键，输入周期值（单位为ms）就可以了。主要功能及使用方法3.幅度的设定：按【幅度】键，显示当前幅度值，可用数字键或调节旋钮输入幅度值。幅度值的输入和显示有两种格式，按【Shift】【峰峰值】，选择峰峰值格式Vpp，按【Shift】【有效值】，选择有效值格式Vrms。随着幅度值格式的转换，显示值也相应地发生变化。例如要求信号幅度值为3.2V,则依次输入【幅度】【3】【.】【2】【V】即可。也可以用峰峰值或者有效值格式输入。4.幅度衰减器：按【Shift】【衰减】可以选择幅度衰减方式。开机或复位后，为自动方式，仪器根据幅度设定值的大小，自动选择合适的衰减比例。也可以用固定衰减方式。按【Shift】【衰减】后，可用数字键输入衰减值，输入20时，衰减值为0dB,=20时,衰减值为20dB,=40时，衰减值为40dB,=60时,衰减值为60dB,=80时,衰减值为Auto。注意：因为按键面积较小，单位“0”，“dB”，“%”等都没有标注，输入时都以【Hz】作为结束，仪器会自动显示相应的单位。主要功能及使用方法•按【A路】键，可以选择“A路单频”功能。按【B路】键，可以选择“B路单频”功能。A,B路的频率设定，周期设定，幅度设定，峰峰值和有效值转换，波形选择等操作都相同。方法如前所述。不同的是B路没有幅度衰减，也没有直流偏移。B路频率能够以A路频率倍数的方式设定和显示。按【Shift】【谐波】键，选中“B路谐波”，可用数字键或调节旋钮输入谐波次数值，B路频率即变为A路频率的设定倍数，也就是B路信号成为A路信号的N次谐波，这时AB两路信号的相位可以达到稳定的同步。在仪器的后面板还有一个TTL同步输出端，可以输出一个数字脉冲信号，频率可以自行设定，但幅度为固定值，在做数电实验时作为脉冲输入信号使用。•此信号源还有测频功能，频率扫描功能和频率调制功能，不再赘述。主要功能及使用方法仪器五GDS-2062型数字式存储示波器数字式存储示波器简要框图数字存储示波器GDS一2062主要性能•带宽：60MHZ,双通道，彩色液晶屏。•最高采样率：1GS/S•存储深度：25K点记录长度，•自动测量：最多达27项，峰值检波，FFT分析。•USB接口：存储和打印，•触发：视频、脉冲宽度、边沿、延迟，•含有USB、RS一232、GPIB接口。仪器面板主功能键的说明触发菜单（TRIGGEBMENU）测量（MEASURE）“光标(Cursor)”键的功能“水平菜单(HORIMENU)”的功能“采集(Acquire)”键的功能方波的FFT频谱图仪器六AS2173D型交流毫伏表仪器六AS2173D型交流毫伏表AS2173D型交流毫伏表是用来测量频率较低的交流电压的仪器。能测量频率范围为5HZ-2MHZ、电压为30μv-300v的正弦波有效值电压。主要技术参数•交流电压测量范围：30μV~300V。分13档•测量电压的频率范围：5HZ～2MHz。面板量程旋钮机械调零使用方法•仪器接通电源前，检查表头指针是否指在零点，如不在零点，应机械调零。•开机3秒钟后，量程自动置于最高档300V。•将量程开关调到所需档。量程的选择，应该是表头指示值大于满刻度的30％，又小于满刻度值为最佳。•量程转换时，指针将有所晃动，待稳定后即可读数。•测量30V以上电压时，需注意安全。模拟实验板数字实验板实验内容及要求•1.信号源、示波器、毫伏表联合测试。将信号源的正弦输出信号同时送示波器和毫伏表测量，并将被测信号数据记录在下表中信号发生器幅度(示波器)频率(示波器)幅度(毫伏表)f＝1KHz，u＝1Vf＝50KHz，u＝6Vf＝1MHz，u＝80mV实验内容及要求•2.信号源输出主信号为2V，30KHz正弦波,同步输出方波,用双综示波器观察两路信号（如P58图2—5—1所示），调节示波器相关旋钮，使波形稳定显示，并将测试数据记录在下表中。信号发生器幅度(示波器)频率(示波器)正弦波f＝30KHz，u＝2V方波f＝30KHz，u＝5V•3.将信号源输出一个含有直流电平的正弦信号，用示波器测量其直流电平，振幅及频率。实验内容及要求实验二集成运算放大器基本特性及应用研究实验实验目的•通过实验，深入理解集成运算放大器的基本运算功能。•熟悉集成运算放大器的增益、传输特性、频率响应、负载能力的物理含义及测量方法。学会合理选择和正确运用集成运算放大器。可提供的实验资源•测试仪器：万用表、信号源、直流稳压电源、示波器、毫伏表；•模拟电路通用实验板（内含集成电路插座、电阻、电容等）；•电子电路实验箱（工具及元器件、本试验用的F007运放等）；•规定电源电压为正、负12V。实验任务书•基本命题1.用F007构成同相比例放大器，实现运算为(要求电路最大电阻为60kΩ)。输入信号为可调直流电压，测试该电路的电压传输特性，并确定增益及输入、输出动态范围。7OiUUufA实验任务书2.用F007构成反相比例放大器，实现运算（要求最小电阻为2KΩ）。电路输入0.5KHZ的正弦信号，用示波器观察输出波形，用双踪示波器确定增益及输入、输出动态范围。5OiUU3.在线性范围内，测量反相比例放大器的振幅频率响应，并确定上限频率f。(用示波器测，或用交流亳伏表测，测试过程中，改变频率时，要保持输入电压不变，来测输出电压)。4.在上述反相比例放大器中，输入0.5KHz、1.5V的正弦波。输出端分别接入负载R=10KΩ,1KΩ,0.1KΩ电阻，观察输出电压波形的变化，从而理解有关F007的负载能力的概念。实验任务书实验任务书•扩展命题1.要求输入信号(V)，而输出信号如右图所示，请实现上述功能。1siniut22sin()outVtot4v1vo2viuou，2.要求，，即实现信号的900移相。设计电路，并用双踪示波器观察相移情况。实验任务书siniimuUtcosoomuUt实验说明及思路提示•基本命题实验思路提示根据任务“1”的要求，构建同相比例放大器电路如右图所示。同相端加可调的直流电压，测量传输特性。