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1东华理工大学自编教材模拟电子技术实验指导书与课程设计编者:刘梅锋李百余朱兆优邓文娟审校:林刚勇东华理工学院电子工程学院二○○六年十月2前言《模拟电子技术》是电类专业重要的基础课,也是非电类工科专业的重要学习内容。模拟电子技术是一门实践性很强的课程,实验是学习电子技术的一个重要环节,它对巩固和加深课堂教学内容、提高学生的实际动手能力和工作技能,培养科学的工作作风具有重要的作用,为今后学好后续课和从事实际技术工作奠定坚实的基础。本门课程实验内容的安排遵循由浅到深、由易到难的规则,考虑不同层次的需要,既有基本测试验证性的内容,又有设计研究性的内容。为提高实验的思想性、科学性和启发性,有些实验只提出设计要求及电路原理简图,由学生自己完成方案的选择、实验步骤的安排和实验结果的表格记录等,充分发挥学生的创造性和主观能动性。本书还编写了基本实验、设计性实验共二十个,还编写了三个模拟电子技术课程设计。每个实验均可以在模拟电路实验系统中完成,学生可根据情况从中选做,实验前由任课老师根据各专业的具体情况和教学内容确定实验项目,选择实验内容。本课程是实践性、技能性和理论性很强的学科,必须理论联系实际,在理论知识的指导下,通过实践逐步加深对电子技术理论的理解,勤思考、多动手,不断地发现问题、分析问题和解决问题,注重自己能力的培养,才能有所收益、有所发展、有所创新。电子技术日新月异,教学改革任重道远,由于水平有限,对书中的错误和缺点恳请读者批评指正,以便今后不断改进。2006年10月17日3目录第一部分模拟电子技术实验...................................4实验一单级放大电路(一).........................................5实验二单级放大电路(二).........................................8实验三射极跟随器................................................10实验四差动放大电路..............................................13实验五积分与微分电路............................................16实验七RC正弦波振荡器...........................................22实验八LC正弦波振荡电路.........................................24实验九比较器...................................................26实验十波形发生器................................................29实验十一集成功率放大器..........................................32实验十二整流滤波和并联稳压电路..................................34实验十三串联稳压电路............................................37实验十四集成稳压器..............................................40实验十五电流/电压转换电路.......................................44实验十六电压/频率转换电路.......................................46实验十七设计带负反馈的二级放大电路..............................48实验十八运算放大器的应用设计....................................50实验十九互补对称功率放大器......................................51实验二十波形变换电路设计........................................53第二部分模拟电子技术课程设计............................54课题一多级放大电路的设计.........................................55课题二RC有源滤波器的快速设计....................................57课题三函数发生器.................................................65附录一:《模拟电子技术》课程设计报告撰写要求........................69附录二:模拟电路实验系统使用说明...................................714第一部分模拟电子技术实验5实验一单级放大电路(一)一、实验目的1.熟悉电子元器件和模拟电路实验箱,学习基本放大电路的组成。2.掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。3.学习测量放大器Q点和Av方法,了解共射极电路特性。二、实验仪器1.示波器2.信号发生器3.万用表4.模拟电路实验箱三、预习要求1.三极管及单管放大器工作原理。2.放大器动态和静态的测量方法。四、实验内容及步骤(一)装接电路与简单测量图1-1工作点稳定的放大电路1.判断实验箱上三极管的极性及好坏,测量+12V电源是否正常以及电解电容的极性和好坏。2.按图1-1所示连接电路(注意要关断电源之后再接线),Rp调到电阻最大位置。3.接完后仔细检查,经认真检查后方可通电。6(二)静态测量与调整1.改变Rp,记录Ic分别为0.8mA、1.2mA、1.6mA、2mA时三极管V的β值。提示:Ib和Ic的测量和计算方法①测Ib和Ic一般可用间接测量法,即通过测Vc和Vb,Rc和Rb计算出Ib和Ic(注意:图1-1中Ib为支路电流)。此法虽不直观,但操作比较简单,建议初学者采用。②直接测量法,即将微安表和毫安表直接串联在基极(集电极)中测量。此法直观,但操作不当容易损坏仪器和仪表。不建议初学者采用。③测量Rb时应关断电源,并断开Rp的下端。2.调整静态工作点,调RP使Ve=1.8V(或使Uce=5~6V),计算并填表1.1.表1.1实测计算Ube(v)Uce(v)Rb(kΩ)Ib(μA)Ic(mA)(三)动态研究1.按图1-2所示电路接线,调整Q点(方法同前)。图1-2小信号放大电路2.将信号发生器的输出信号调到f=1KHz,UP-P为500mV,接至放大电路的A点,经过R1、R2衰减(100倍),Ui点得到5mV的小信号,观察Ui和Uo端7波形,并比较相位,填表1.2。3.信号频率不变,逐渐加大信号幅度,观察Vo不失真时的最大值并填入表1.2表1.2实测实测计算估算Ui(mv)Uo(v)AuAu五、实验报告1.记录全部的实验测量结果及波形。2.结合电路理论知识,计算单级放大电路的电压放大倍数,并与实际测量值进行比较,分析误差结果、产生误差的原因及改进办法或方案。3.按实验内容和测量要求详细写出实验报告。8实验二单级放大电路(二)一、实验目的1.学习测量放大器ri、r0的方法、观察放大器的非线性失真,了解共射极电路特性。2.学习放大电路的动态性能。二、实验仪器1.示波器2.信号发生器3.万用表4.模拟电路实验箱三、预习要求1.三极管及单管放大器工作原理。2.放大器动态和静态的测量方法。四、实验内容及步骤1.输入电阻测量按图1-1接线。如图2-1,在输入端串接一个5.1k电阻Rs,测量Us与Ui即可计算riri=Ui/IbIb=(US-Ui)/RS则ri=[Ui/(US-Ui)].RS2.输出电阻测量按图1-1接线。如图2-2,测量有负载和空载时的U0,即可计算出r0,将上述测量及计算结果填入表2.1中。r0=[(U0-UL)/UL]RL=(U0/UL-1)RL9表2.1测输入电阻(Rs=5.1kΩ)测输出电阻(RL=5.1kΩ)实测计算估算实测计算估算US(mv)Ui(mv)ririU0RL=∞U0RL=ro(kΩ)ro(kΩ)3.按图1-2接线,保持Ui=5mv不变,放大器接入负载RL,按表2.2中给定不同参数的情况下测量Ui和Uo,并将计算结果填表中。表2.2给定参数实测实测计算估算RCRLUi(mv)Uo(v)AuAu5K15K15K12K22K5K12K2K24.保持Ui=5mv不变,转动电位器以增大或减小Rp,观察输出端Uo波形的变化,并用万用表测量三极管Vb、Vc、Ve的值,并填入表2.3中。表2.3(注意:如果截止失真不明显可适当增加输入信号的幅度.)Rp5VbVcVe输出波形现象小合适大五、实验报告1.记录全部的实验测量结果及波形。2.结合电路理论知识,计算单级放大电路的输入电阻、输出电阻,并与实际测量值进行比较,分析误差结果、产生误差的原因及改进办法或方案。3.按实验内容和测量要求详细写出的实验报告。10实验三射极跟随器一、实验目的1.掌握射极跟随器的特性和测量方法。2.进一步学习放大器中各项参数的测量方法。二、实验仪器1.示波器2.函数发生器3.万用表4.模拟电路实验箱三、预习要求1.参照教材有关章节内容,熟悉射极跟随器原理及特点。2.根据图3-1元器件参数,估算静态工作点,画出交、直流负载线。图3-1射极跟随器四、实验内容1.按图3-1电路接线。2.直流工作点的调整。接上电源,将电源开关合上,在B点输入频率f=1KHz正弦波信号,电路的输出端用示波器观测,反复调节电位器Rp4及信号源的输出幅度,使电路的输出幅度在示11波器屏幕上得到一个最大不失真波形,然后断开输入信号,用万用表测量晶体管各极对地的电位,测量的结果即为该放大器静态工作点,将所测数据填入表3-1中。(也可按照前面所学的方法调整Q点.)表3-1Ve(V)Ube(V)Ic(mA)(计算值)测量值3.测量电压放大倍数AV接入负载RL=1KΩ,在B点输入频率为f=1KHz正弦波信号,调节输入信号幅度(此时电位器Rp4不能再旋动),用示波器观察,在输出最大不失真情况下,测量Ui,UL的值,将所测数据填入表3-2中。表3-2Ui(V)UL(V)Au测量值4.测量输出电阻ro在B点输入频率为f=1KHz的正弦波信号,幅度Ui=100mv左右,当断开和接上负载RL=2.2KΩ时,用示波器观测输出波形,分别测出空载时输出电压Uo(RL=∞)和有负载输出电压UL(RL=2.2KΩ)值,则ro=(Uo/UL-1)RL将所测数据填写入表3-3中。表3-3Uo(mV)UL(mV)ro测量值5.测量放大器输入电阻ri(采用换算法)在电路输入端串入一个5.1K电阻(如图3-1),从A点加入频率为f=1KHz的正弦信号,用示波器观察输出波形,再分别用示波器测量A点、B点波形的幅值Us、Ui.则ri=[Ui/(Us-Ui)].Rs.将测量数据填写入表3-4中。12表3-4US(mV)Ui(mV)ri测量值6.测量射极跟随器的跟随特性在电路的输出端接入负载RL=2.2KΩ,在B点加入频率为f=1KHz正弦信号,逐渐增大输入信号幅度Ui,用示波器观测电路的输出端,在保证输出波形不失真的情况下,测出对应的UL值,根据测量结果计算Av电压放大倍数。将所测数据填写入表3-5中。表3-512345Ui(mV)UL(mV)Au五、实验报告要求1.给出实验原理图,标明实验的元件数值。2.整理实验数据,说明实验中出现的各种现象,得出有关的结论,画出必要的波形曲线。3.将实验结果与理论计算比较,分析产生误差的原因。13实验四差动放大电路一、实验目的1.熟悉差动放大器工作原理2.掌握差动放大器的基本测试方法二、实验仪器1.示波器2.函数发生器3.万用表4.模拟电路实验箱三、预习要求1.计算图4-1的静态工作点(设rbe=3K,β=100)及电压放大倍数在图4-1基础上画出单端输入和共模输入的电路四、实
本文标题:模拟电子技术实验与课程设计
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